Conceito de Energia de Ionização
A energia de ionização é a energia mínima
necessária para remover um eletrão de um átomo ou de uma molécula para
uma distância tal que deixe de existir interação eletrostática entre o
ião e o eletrão.
Assim, a energia de ionização é utilizada
para cálculos de transições eletrónicas.
Antigamente, esta energia era definida
como sendo o potencial mínimo através do qual um eletrão começava a
ionizar um átomo e denominava-se por potencial de ionização.
A energia de ionização representa-se,
geralmente, por Ei e a sua unidade no sistema internacional
de unidades (S.I.) é o joule (J).
A qualquer átomo podem ser retirados, um a
um, todos os seus eletrões. No entanto, os eletrões saem com uma
determinada ordem, isto é, primeiro saem os eletrões de valência e só
depois saem os eletrões dos níveis mais internos. Para cada fase deste
processo é necessária uma energia adequada (energia de ionização).
Quando um eletrão de um átomo absorve
energia, as transições possíveis podem ser representadas num diagrama de
energias. As transições limite são aquelas em que o eletrão absorve
energia suficiente para se separar do núcleo. O átomo fica ionizado e
transforma-se num ião positivo.
A energia necessária para remover o
primeiro eletrão de um átomo neutro, ou seja, o eletrão mais afastado do
núcleo e, consequentemente, o que se encontra menos fortemente ligado, é
chamada de primeira energia de ionização. Para remover o segundo eletrão
tem-se a segunda energia de ionização e assim sucessivamente.
As energias devem ser cada vez maiores
visto que o número de eletrões diminui e, por sua vez, as forças
repulsivas entre os eletrões também diminuem prevalecendo as forças
atrativas exercidas pelo núcleo, sendo necessária cada vez mais energia
para retirar um eletrão ao átomo. Por outras palavras pode-se dizer que
à medida que os eletrões são sucessivamente removidos, a energia de
ionização é cada vez maior, uma vez que os eletrões mais internos são
atraídos mais fortemente pelo núcleo.
A segunda energia é muitas vezes
considerada como sendo a energia mínima necessária para remover um
eletrão de um ião monopositivo, a terceira energia de ionização como
sendo a energia necessária para remover um eletrão de um ião dipositivo
e o processo continua sucessivamente até só ficar o núcleo.
Considerando apenas a primeira energia de
ionização de cada elemento químico verificam-se as seguintes tendências
periódicas:
- Ao longo de um grupo (colunas da tabela
periódica), a primeira energia de ionização aumenta de baixo para cima.
Neste sentido diminui o tamanho do átomo, aumentando a atração nuclear
sobre os eletrões.
- Ao longo do período (linhas da tabela
periódica), a primeira energia de ionização aumenta da esquerda para a
direita, pois neste sentido aumenta a carga nuclear dos átomos e,
consequentemente aumenta a atração do núcleo sobre os eletrões.
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