¿Cómo describir las tendencias en la primera energía de ionización dentro de los grupos y en los períodos de la tabla periódica? Puede dar un ejemplo

Answer 1

La primera energía de ionización aumenta a lo largo de un período (de izquierda a derecha) y sube un grupo.

Para entender por qué ocurre esto, tienes que entender los radios atómicos. Los radios atómicos aumentan bajando un grupo y de derecha a izquierda a lo largo de un período. Para entender por qué ocurre esto, debes entender la carga nuclear efectiva.

La carga nuclear efectiva es la carga neta positiva que experimentan los electrones de valencia. La carga nuclear efectiva se calcula mediante la ecuación:

Esencialmente, la carga nuclear efectiva es la fuerza electrostática ejercida sobre los electrones de valencia. Esta ecuación se debe al blindaje de electrones por los electrones del núcleo. Los electrones centrales protegen a los electrones de los protones. El Zeff de Sodio es 1 (11–10) y el Zeff de cloro es 7 (17–10). Los electrones de valencia del cloro experimentan una mayor carga neta positiva que los electrones de valencia del sodio. Por lo tanto, el radio atómico del elemento disminuye a medida que avanza de izquierda a derecha en un período.

El Zeff para elementos en el mismo grupo es equivalente. Para comprender por qué el radio atómico disminuye a medida que desciende en grupo, debe comprender la Ley de Coulomb.

Según la Ley de Coulomb, la fuerza electrostática disminuye a medida que aumenta la distancia entre las dos partículas cargadas.

Los electrones más alejados del núcleo experimentan una fuerza electrostática más débil que los electrones más cercanos al núcleo.

En un elemento con muchos electrones y subshells completados, hay un aumento de la repulsión de electrones en comparación con un elemento en el mismo grupo pero un número atómico más bajo. Además del aumento en la repulsión de electrones, el elemento con mayor número atómico tiene más protones, lo que resulta en una fuerza electrostática más fuerte entre el núcleo y los electrones de valencia. Debido a la ley de Coulomb, los electrones de valencia en un elemento con un número atómico más grande experimentan una fuerza más débil que sus contrapartes (número atómico más bajo) en un mismo grupo. El aumento en el radio atómico a medida que desciendes un grupo puede explicarse por la ley de Coulomb y la repulsión de electrones.

La primera energía de ionización se correlaciona inversamente con el radio atómico. Como se explicó anteriormente, los electrones más alejados experimentan una fuerza electrostática más débil. Cuanto más lejos esté un electrón del núcleo, menos energía se requerirá para eliminar un electrón. Por lo tanto, la energía de ionización aumenta a lo largo de un período (de izquierda a derecha) y aumenta un grupo. El cambio de la primera energía de ionización es mucho mayor horizontal que vertical en la tabla periódica. Por ejemplo, el bromo tendría una primera energía de ionización más alta que el azufre.

Hay ciertas variaciones en esta tendencia que ocurren en la tabla periódica. Estas variaciones pueden explicarse por la configuración electrónica de estos átomos. Por ejemplo, se esperaría que el oxígeno tuviera una primera energía de ionización más alta que el nitrógeno, pero cuando se calcula, el nitrógeno tiene una primera energía de ionización más alta. El nitrógeno tiene una configuración electrónica 1s2 2s2 2p3 y el oxígeno tiene una configuración electrónica de 1s2 2s2 2p5. La subshell p tiene 3 subniveles Px, Py y Pz.

Cada subnivel puede contener dos electrones. Debido a la regla de Hund, los electrones llenan cada subnivel de uno en uno. En un átomo de nitrógeno hay un electrón en cada subnivel. En oxígeno, 2 sublevelvs tienen un electrón y un subnivel tiene 2 electrones. Es más estable tener un electrón en cada subnivel que uno con dos. Por lo tanto, requiere menos energía para eliminar un electrón para el oxígeno que el átomo de nitrógeno.

Aquí hay un diagrama realmente bueno que encontré mostrando las primeras energías de ionización relativas de los elementos.

Answer 2

No estoy seguro de haberlo entendido bien, pero haré todo lo posible para explicarlo.

En caso de que no lo sepas, estás conmigo, la energía de ionización es la energía que se necesitaría para extraer un electrón de la capa de valencia de un átomo.

También es importante saberlo: la regla del octeto establece que la configuración electrónica de un átomo es increíblemente estable cuando su capa de valencia tiene ocho electrones (excepción para la capa 1 que contiene 2 electrones; se aplica a H, He, Li, Be, B, a veces C)

La energía de ionización aumentará de izquierda a derecha (a lo largo de los períodos) porque es mucho más fácil eliminar un electrón cuando está solo (metales alcalinos) en la cáscara de valencia (lo que le daría el octeto de la cáscara inferior), pero si hay siete en la cáscara de valencia (halógenos) sería mucho, mucho más difícil conseguir que el átomo se aleje de su estable ocho. Aún más difícil si ya hay ocho electrones (gases nobles).

Sin embargo, la energía de ionización disminuirá a medida que se mueve hacia abajo (a través de los grupos) el PToE debido a algo que llamamos blindaje de electrones . Esto tiene dos factores principales, 1. los electrones de valencia están más alejados de los protones que los mantienen con el átomo, y 2. los electrones de las capas inferiores también están alejando a los superiores.

Otros picos más pequeños son causados ​​por emparejamientos estables en sub-carcasas u orbitales, si necesita saber eso, pídale a su maestro de química que explique con gráficos. Una imagen vale mas que mil palabras.

Answer 3

Voy a usar gráficos, ya que hace que sea más fácil de explicar. No estoy seguro de lo que has estudiado, por lo que esto puede requerir más investigación por tu parte.

Pasando por un periodo :

A medida que avanza en un período, la energía de ionización aumenta, sin embargo, como puede ver, cae en cada elemento del 3er grupo y esto se debe a un cambio en la subshell de un nivel de energía más alto (s subshell a p subshell). También cae en cada sexto elemento, ya que esta es la primera formación de un par de electrones en sus subcasas (si observas cómo las subcasas dividen los electrones, verás que uno completo tiene, sin embargo, muchos pares de electrones corresponden a cada subcasa). El aumento general se debe a un mayor número de nucleones (mayor fuerza de los electrones), al mismo blindaje electrónico (cantidad de electrones entre los electrones externos y el núcleo) y al mismo radio atómico (distancia entre el núcleo y los electrones externos).

Abajo un grupo:

Abajo de un grupo (usando el grupo 2 como ejemplo), la primera energía de ionización disminuye a medida que el electrón externo se aleja del núcleo en cada caso (radio atómico), también hay más blindaje de electrones cada vez que cancela el mayor número de protones. .

Espero que esto ayude, perdón por la larga espera

Answer 4

La primera energía de ionización es básicamente la energía mínima requerida para eliminar cualquier electrón de un mol de un átomo gaseoso. Abajo de un grupo en la tabla periódica, el radio atómico aumenta; hay más capas de electrones en un elemento a medida que avanzas en un grupo. Esto significa que los electrones de valencia (que requieren la menor cantidad de energía para eliminar) en estos elementos están menos unidos al núcleo, están más alejados y hay una mayor repulsión de los electrones de la capa interna (porque hay más electrones de la cubierta interna). Por eso requieren menos energía para ser removidos. Por lo tanto, en un grupo de la tabla periódica, la energía de ionización de los elementos disminuye.
A lo largo de un período, cada elemento está ganando básicamente 1 electrón y 1 protón, mientras mantiene el mismo número de electrones internos. La cantidad de energía que necesita para eliminar un electrón de un átomo depende principalmente de su atracción al núcleo. A lo largo de un período, el núcleo se carga más positivamente, por lo que los electrones de valencia tienen una mayor atracción hacia el núcleo (el radio atómico también tiende a disminuir). Entonces, a lo largo de un período, la energía de ionización aumentará (la mayoría del tiempo)
Ejemplos
Abajo grupo I
La primera energía de ionización del litio es 520kJ / mol
Sodium’s es 496, Potassium’s 419, Rubidium’s es 403 y Cesium’s es 376.
A lo largo del periodo 2
Litio 520
Berilio 899
Boro 801
Carbono 1086
Nitrógeno 1402
Oxígeno 1314
Flúor 1681
A nivel de escuela secundaria, esto es todo lo que se espera que sepas. Las tendencias (especialmente a lo largo de un período son un poco más complicadas)

Answer 5

Solo hablaré sobre el grupo porque la tendencia a lo largo de un período es muy completa. A medida que te mueves hacia abajo en el grupo, aumenta el radio atómico y, por lo tanto, los electrones de valencia se mantienen sueltos en el núcleo positivo. Es un poco como unir polos opuestos de imanes, cuanto más cerca están, más fuerte es la fuerza requerida para separarlos. Al observar los metales alcalinos (grupo I), vemos que:

Primera energía de ionización (kJ · mol − 1)

Litio 520.2

Sodio 495.8

Potasio 418.8

Rubidio 403.0

Cesio 375.7

Francium 392.8

Si tiene una lista de las series de reactividad de los metales, encontrará que el sodio viene después del potasio y esto se debe a la diferencia en la energía de ionización. Espero que ayude.

Answer 6

No podría dar otra respuesta mejor que las dadas, gracias por su pregunta.