Por que os átomos de gases nobres tem a maior energia de ionização é a menor afinidade eletrônica de cada período?

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As propriedades periódicas dos elementos químicos são as características inerentes à esses elementos que variam de acordo com sua posição na tabela periódica, ou seja, com o número atômico.

As propriedades periódicas são: eletronegatividade, eletropositividade, raio atômico, afinidade eletrônica, potencial de ionização, densidade atômica, volume atômico, temperatura de fusão e temperatura de ebulição. As quatro últimas propriedades muitas vezes são consideradas aperiódicas por apresentarem um certo desordenamento: o volume atômico cresce, no período, do centro para as extremidades; as temperaturas de fusão e ebulição crescem com o raio atômico nas famílias da esquerda (1A e 2A), e decrescem nas da direita (gases nobres e halogênios).

As propriedades mais estudadas são:

Eletronegatividade

A eletronegatividade é a tendência que um átomo tem em receber elétrons em uma ligação química, logo, não pode ser calculada a eletronegatividade de um átomo isolado.

A escala de Pauling, a mais utilizada, define que a eletronegatividade cresce na família de baixo para cima, devido à diminuição do raio atômico e do aumento das interações do núcleo com a eletrosfera; e no período da esquerda pela direita, acompanhando o aumento do número atômico.

O flúor é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica.

Eletropositividade

A forma da medição da eletropositividade é a mesma da eletronegatividade: através de uma ligação química. Entretanto, o sentido é o contrário, pois mede a tendência de um átomo em perder elétrons: os metais são os mais eletropositivos.

A eletropositividade cresce no sentido oposto da eletronegatividade: de cima para baixo nas famílias e da direita para a esquerda nos períodos.

O frâncio é o elemento mais eletropositivo, logo, tem tendência máxima à oxidação.

Por que os átomos de gases nobres tem a maior energia de ionização é a menor afinidade eletrônica de cada período?
Obs.: Como os gases nobres são muito inertes, os valores de eletronegatividade e eletropositividade não são objetos de estudo pela dificuldade da obtenção desses dados.

Raio Atômico

Raio atômico é, basicamente, a distância do núcleo de um átomo à sua eletrosfera na camada mais externa. Porém, como o átomo não é rígido, calcula-se o raio atômico médio definido pela metade da distância entre os centros dos núcleos de dois átomos de mesmo elemento numa ligação química em estado sólido:

Por que os átomos de gases nobres tem a maior energia de ionização é a menor afinidade eletrônica de cada período?

O raio atômico cresce na família de cima para baixo, acompanhando o número de camadas dos átomos de cada elemento; e, nos períodos, da direita para a esquerda.

Quanto maior o número atômico de um elemento no período, maiores são as forças exercidas entre o núcleo e a eletrosfera, o que resulta num menor raio atômico.

O elemento de maior raio atômico conhecido é o Césio, entretanto, é muito provável que o Frâncio tenha um maior raio atômico, porém isto ainda não foi confirmado, em razão da raridade deste elemento na natureza.

Afinidade Eletrônica

A afinidade eletrônica mede a energia liberada por um átomo em estado fundamental e no estado gasoso ao receber um elétron. Ou ainda, a energia mínima necessária para a retirada de um elétron de um ânion de um determinado elemento.

Nos gases nobres, novamente, a afinidade eletrônica não é significativa. Entretanto, não é igual a zero: já que a adição de um elétron em qualquer elemento causa liberação de energia.

A afinidade eletrônica não tem uma forma muito definida no seu crescimento na tabela periódica, mas seu comportamento é parecido com a eletronegatividade: cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita.

O Cloro possui maior afinidade eletrônica: cerca de 350 KJ/mol (em módulo).

Potencial de Ionização

O potencial de ionização mede o contrário da afinidade eletrônica: a energia necessária para retirar um elétron de um átomo neutro, em estado fundamental e no estado gasoso. Sendo que, para a primeira retirada de elétron a quantidade de energia requerida é menor que a segunda retirada, que por sua vez é menor que a terceira retirada, e assim sucessivamente.

Apresenta mesmo comportamento da afinidade eletrônica e da eletronegatividade. Logo, pode-se afirmar que o Flúor e o Cloro são os átomos com os maiores potenciais de ionização da tabela periódica, já que são os elementos com os maiores valores de afinidade eletrônica da tabela periódica.

Fontes:
MAHAN Bruce M., MYERS Rollie J. Química: um curso universitário, São Paulo – SP: Editora Edgard Blücher LTDA, 2005. 4ª tradução americana, 7ª reimpressão. 592 págs.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/propriedades-periodicas-dos-elementos/

A adsorção de íons é um dos fenômenos mais importantes na química do solo, pois é o principal atributo que afeta a concentração da maioria dos minerais na solução do solo. Dentre as propriedades físico-químicas, como eletronegatividade e polaridade, o tamanho do átomo apresenta influência direta na adsorção dos elementos.

Assinale a alternativa correta em relação à sequência dos elementos descritos acima.

Por que os gases nobres possuem grande energia de ionização?

Os gases nobres (grupo 8A ou 0) apresentam a última camada completa, portanto é difícil arrancar elétrons desses átomos. Consequentemente, os gases nobres apresentam potenciais de ionização elevados.

Por que os gases nobres apresentam valores para afinidade eletrônica muito pequenos?

Isso ocorre devido os elementos da família 8A possuírem configuração eletrônica da camada de valência estável igual a ns2np6, dando oito elétrons. A exceção é o elemento Hélio, que possui configuração ns2. Com as camadas de valência preenchidas, resulta aos gases nobres terem afinidade eletrônica baixa.

Quanto maior a afinidade eletrônica maior a energia de ionização?

3) Potencial de Ionização: como o potencial de ionização mede a resistência de um átomo em se tornar cátion monovalente (perder 1 elétron), quanto maior essa resistência, mais afinidade eletrônica o átomo possui. Assim, quanto maior o potencial de ionização, maior a afinidade eletrônica.

Por que a energia de ionização do átomo de N é um pouco maior que a energia de ionização do átomo de oxigênio?

Assim, podemos ver que o subnível de valência do nitrogênio (2p) apresenta uma simetria que não aparece no oxigênio, que possui o mesmo subnível de valência, mas com 4 elétrons. Essa simetria existente na distribuição do nitrogênio o torna mais estável que o oxigênio, e faz com que sua energia de ionização seja maior.