A energia de ionização (EI) é uma propriedade periódica quemostra tendência inversa ao raio atômico, diminuindo da direitapara a esquerda ao longo do período. Entretanto, observa-se que, contrário à regra, os valores daprimeira energia de ionização dos átomos nitrogênio (Z = 7) eoxigênio (Z = 8) mostram EI(O) < EI(N): • EI(N) = 1402 kJ mol-1 • EI(O) = 1314 kJ mol-1 Assinale a opção que justifica corretamente a relação entre osvalores de EI do nitrogênio e do oxigênio.
- A)A repulsão dos elétrons 2p na espécie O+ é muito alta, desestabilizando relativamente o cátion e diminuindo a EI(O).
Errada, porque a menor EI do oxigênio não se explica por O+ desestabilizado, e sim pela repulsão entre elétrons no átomo neutro de oxigênio.
- B)A repulsão dos elétrons 2p no átomo de nitrogênio é muito alta, aumentando relativamente a EI(N).
Errada, porque no nitrogênio os elétrons 2p estão distribuídos de forma semipreenchida e isso tende a estabilizar, não a aumentar por repulsão.
- C)No caso do nitrogênio, os orbitais p semipreenchidos têm baixa estabilidade, aumentando relativamente a EI(N).
Errada, porque orbitais p semipreenchidos no nitrogênio são mais estáveis, o que ajuda a elevar a EI, mas a justificativa está formulada de modo impreciso.
- D)A repulsão dos elétrons 2p na espécie N+ é muito alta, estabilizando o cátion e aumentando relativamente a EI(N).
Errada, porque a formação de N+ não é a causa da diferença; além disso, o cátion não fica estabilizado por repulsão eletrônica alta.
- E)No caso do oxigênio, dois elétrons ocupam o mesmo orbital p, causando forte repulsão e diminuindo relativamente a EI(O).
Certa, porque no oxigênio há emparelhamento de elétrons no orbital p, aumentando a repulsão e facilitando a remoção de um elétron.
Gabarito: E
A energia de ionização é a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo no estado gasoso. Em geral, ela aumenta da esquerda para a direita no período, porque o núcleo passa a atrair melhor os elétrons, mas existem pequenas “exceções de bancada”, e essa é uma delas. O nitrogênio tem configuração 2p3, com os três orbitais p ნახევ? semipreenchidos e um arranjo bem estável. Já o oxigênio tem 2p4, então em um dos orbitais p ficam dois elétrons emparelhados, o que aumenta a repulsão eletrônica. Quando você tenta retirar um elétron do oxigênio, essa repulsão entre dois elétrons no mesmo orbital facilita a saída de um deles. Por isso, a primeira energia de ionização do oxigênio fica menor que a do nitrogênio, mesmo ambos estando no mesmo período. Em resumo: o O “segura” menos o elétron extra por causa do emparelhamento no 2p. É exatamente isso que a alternativa E descreve. Esse tipo de justificativa vem da regra de estabilidade dos subníveis semipreenchidos e do efeito de repulsão eletrônica em orbitais degenerados, que explica a anomalia observada entre N e O.