6.17: Tendencias Periódicas - Energía de Ionización

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¿Por qué viajan ovejas en rebaños?

Como muchos otros animales, las ovejas viajan en rebaños. La tendencia es que cada oveja individual permanezca con el rebaño. Sin embargo, una oveja a veces puede deambular, dependiendo de qué tan fuerte sea la atracción para un suministro de alimento o agua en particular. En otras ocasiones, una oveja puede asustarse y huir. Que una oveja elija quedarse con el rebaño o seguir su propio camino depende del equilibrio entre la atracción por el rebaño y la atracción por la influencia externa.

Existe una tensión continua entre los electrones y protones en un átomo. La reactividad del átomo depende en parte de la facilidad con la que se puedan eliminar los electrones del átomo. Podemos medir esta cantidad y usarla para hacer predicciones sobre los comportamientos de los átomos.

Energía de ionización

La energía de ionización es la energía requerida para eliminar un electrón de un átomo específico. Se mide en kJ/mol, que es una unidad de energía, al igual que las calorías. Las energías de ionización asociadas a algunos elementos se describen en la siguiente tabla. Para cualquier átomo dado, los electrones de valencia más externos tendrán energías de ionización más bajas que los electrones del núcleo de la capa interna. A medida que se agregan más electrones alrededor de un núcleo, los electrones externos quedan protegidos del núcleo por los electrones de la capa interna. A esto se le llama blindaje electrónico.

Cuadro\(PageIndex{1}\): Energías de ionización (kJ/mol) de los primeros 18 elementos
Element	IE ₁	IE ₂	IE ₃	IE ₄	IE ₅	IE ₆
H	1312
Él	2373	5251
Li	520	7300	11,815
Be	899	1757	14,850	21,005
B	801	2430	3660	25,000	32,820
C	1086	2350	4620	6220	38,000	47,261
N	1400	2860	4580	7500	9400	53,000
O	1314	3390	5300	7470	11,000	13,000

Si trazamos las primeras energías de ionización vs. número atómico para los elementos del grupo principal, tendríamos la siguiente tendencia

Gráfica de energía de ionización versus número atómico — Figura\(\PageIndex{2}\): Energía de ionización y número atómico. (Crédito: Usuario:RJHall/Wikimedia Commons; Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ionization_energies.svg(opens en una ventana nueva); Licencia: Dominio público)

Moviéndose de izquierda a derecha a través de la tabla periódica, la energía de ionización para un átomo aumenta. Esto lo podemos explicar considerando la carga nuclear del átomo. Cuantos más protones haya en el núcleo, más fuerte será la atracción del núcleo hacia los electrones. Esta atracción más fuerte hace que sea más difícil eliminar electrones.

Dentro de un grupo, la energía de ionización disminuye a medida que el tamaño del átomo se hace más grande. En la gráfica, vemos que la energía de ionización aumenta a medida que vamos subiendo el grupo a átomos más pequeños. En esta situación, el primer electrón eliminado está más lejos del núcleo a medida que aumenta el número atómico (número de protones). Estar más lejos de la atracción positiva hace que sea más fácil que ese electrón sea arrancado.

Resumen

La energía de ionización se refiere a la cantidad de energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo.
La energía de ionización disminuye a medida que bajamos de un grupo.
La energía de ionización aumenta de izquierda a derecha a través de la tabla periódica.

Revisar

Define “energía de ionización”.
¿Los electrones de valencia tienen energías de ionización mayores o menores que los electrones del núcleo de la cáscara interna?
¿Qué es el blindaje electrónico?
Describir las tendencias en la energía de ionización de izquierda a derecha a través de la tabla periódica.
Describir las tendencias en la energía de ionización de arriba a abajo de un grupo en la tabla periódica.
¿Por qué la segunda energía de ionización para el litio es tanto mayor que la primera energía de ionización?