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¿Por qué disminuye la energía de ionización cuando aumenta el tamaño del átomo?

Me gustaría entender mejor la relación que existe entre la Energía de Ionización comúnmente conocida como IE y el tamaño de un átomo.

Creo que la energía de ionización puede definirse como la energía más pequeña que se requiere para eliminar un electrón de un átomo en fase gaseosa.

¿Por qué disminuye la energía de ionización cuando aumenta el tamaño del átomo?

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Susan A. Puntos 11

La energía de ionización es la menor cantidad de energía necesaria para eliminar un electrón (el electrón más suelto) de cada átomo en un mol de un elemento en estado gaseoso para formar un ion gaseoso (positivo).

Hay ciertos factores que influyen en el valor de la energía de ionización.

Para entender la respuesta a su pregunta, debe entender el efecto de los tres

  1. Radio atómico (Inversamente proporcional al valor I.E.)
  2. Efecto de apantallamiento de los electrones (inversamente proporcional al valor de E.I.)
  3. Carga nuclear (proporcional al valor I.E.)

El radio atómico es la distancia entre el electrón que se va a retirar y el núcleo. Cuanto mayor sea la distancia, menor será la fuerza de atracción. Por lo tanto, a medida que esta distancia aumenta, los electrones son más fáciles de extraer; se necesita menos fuerza para sacarlo del campo de atracción del núcleo. (Esto responde a su pregunta) Incluso el más pequeño cambio en esta distancia causará un cambio en la energía de ionización por ejemplo La primera energía de ionización del Magnesio y el Aluminio. La energía de ionización debería aumentar a medida que aumenta la carga nuclear a través del período, pero la E.I. del Aluminio es menor que la del magnesio porque hay un cambio de orbital que aumenta el radio atómico, disminuyendo la E.I.

(i dont own this image. The first I.E. of all the elements in the third period)

Ahora vamos a por un poco más de información. El efecto de apantallamiento de los otros electrones disminuye el E.I. porque no deja que el electrón más externo sienta toda la fuerza de atracción.

SI los dos primeros factores son CONSTANTES (radio atómico y efecto de apantallamiento del electrón) sólo entonces entra en juego el último factor. A medida que aumenta la carga atómica/carga nuclear, se produce un aumento general de la energía de ionización debido al aumento de la fuerza de atracción del protón adicional. por ejemplo, de nuevo a lo largo del período, la tendencia general es el aumento de la energía de ionización porque no hay un aumento (significativo) del radio atómico o del efecto de apantallamiento, por lo que la E.I. aumenta proporcionalmente a la carga nuclear.
(la disminución del azufre se debe a que el par de electrones en el orbital p se repele. Ambos electrones aplican una fuerza entre sí. El más flojo de los dos, se elimina cuando se aplica energía).

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kshahar Puntos 3014

El campo eléctrico alrededor de un átomo al que se le ha quitado un electrón es el de una sola carga positiva. El trabajo realizado, para elevar un electrón desde un radio pequeño hasta el infinito, es mayor que el trabajo realizado para elevar un electrón desde un radio grande hasta el infinito.

Ese trabajo es la energía de ionización. ¿Cómo podría NO bajar para radios atómicos más grandes?

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