A energia de ionização é um conceito importante na química e na física, mas é difícil de entender. O significado toca em alguns detalhes da estrutura dos átomos e, em particular, como os elétrons estão fortemente ligados ao núcleo central em diferentes elementos. Em suma, a energia de ionização mede quanta energia é necessária para remover um elétron do átomo e transformá-lo em um íon, que é um átomo com uma carga líquida.

TL; DR (muito longo; não Leitura)

A energia de ionização mede a quantidade de energia necessária para remover um elétron de sua órbita em torno de um átomo. A energia necessária para remover o elétron mais fracamente ligado é a primeira energia de ionização. A energia necessária para remover o próximo elétron mais fracamente ligado é a segunda energia de ionização e assim por diante.

Em geral, a energia de ionização aumenta à medida que você se move pela tabela periódica da esquerda para a direita ou de baixo para cima. No entanto, energias específicas podem diferir, então você deve procurar a energia de ionização para qualquer elemento específico.

O que é energia de ionização?

Os elétrons ocupam "orbitais" específicos ao redor do núcleo central em qualquer átomo . Você pode pensar sobre isso como órbitas de uma maneira similar a como os planetas orbitam o sol. Em um átomo, os elétrons carregados negativamente são atraídos para os prótons carregados positivamente. Essa atração mantém o átomo unido.

Algo precisa superar a energia de atração para remover um elétron de seu orbital. A energia de ionização é o termo para a quantidade de energia necessária para remover completamente o elétron do átomo e sua atração pelos prótons no núcleo. Tecnicamente, existem muitas energias de ionização diferentes para elementos mais pesados ​​que o hidrogênio. A energia necessária para remover o elétron mais fracamente atraído é a primeira energia de ionização. A energia necessária para remover o próximo elétron mais fracamente atraído é a segunda energia de ionização e assim por diante.

As energias de ionização são medidas em kJ /mol (quilojoules por mole) ou eV (elétron-volts), com o antigo preferido em química, e este último preferido quando se lida com átomos individuais em física.

Fatores que afetam a energia de ionização

A energia de ionização depende de um par de fatores diferentes. Em geral, quando há mais prótons no núcleo, a energia de ionização aumenta. Isso faz sentido porque, com mais prótons atraindo os elétrons, a energia necessária para superar a atração fica maior. O outro fator é se a casca com os elétrons mais externos está totalmente ocupada com elétrons. Uma concha completa - por exemplo, a concha que contém os dois elétrons no hélio - é mais difícil de remover elétrons do que uma concha parcialmente cheia, porque o layout é mais estável. Se há uma concha cheia com um elétron em uma camada externa, os elétrons na concha inteira "protegem" o elétron na camada externa de uma parte da força atrativa do núcleo, e assim o elétron na camada externa recebe menos energia para remover.

Energia ionizante e a tabela periódica

A tabela periódica organiza os elementos aumentando o número atômico, e sua estrutura tem uma ligação próxima com os elétrons e orbitais que os elétrons ocupam. Isso fornece uma maneira fácil de prever quais elementos têm mais energia de ionização do que outros elementos. Em geral, a energia de ionização aumenta à medida que você se move da esquerda para a direita através da tabela periódica, porque o número de prótons no núcleo aumenta. A energia de ionização também aumenta quando você se move da parte inferior para a linha superior da tabela, porque os elementos nas fileiras inferiores têm mais elétrons que protegem os elétrons externos da carga central no núcleo. Porém, existem algumas fugas dessa regra, então a melhor maneira de encontrar a energia de ionização de um átomo é procurá-la em uma tabela.

Os produtos finais da ionização: íons

Um íon é um átomo que tem uma carga líquida porque o equilíbrio entre o número de prótons e elétrons foi quebrado. Quando um elemento é ionizado, o número de elétrons diminui, deixando um excesso de prótons e uma carga positiva líquida. Os íons positivamente carregados são chamados de cátions. Sal de mesa (cloreto de sódio) é um composto iônico que inclui a versão de cátion do átomo de sódio, que teve um elétron removido por um processo que transmite a energia de ionização. Embora eles não sejam criados pelo mesmo tipo de ionização, porque eles ganham um elétron extra, os íons carregados negativamente são chamados ânions.