Energia di ionizzazione
L’energia di ionizzazione è l’energia richiesta per rimuovere un elettrone da un atomo specifico. Si misura in \(\testo{kJ/mol}\), che è un’unità di energia, molto simile alle calorie. Le energie di ionizzazione associate ad alcuni elementi sono descritte nella tabella qui sotto. Per ogni dato atomo, gli elettroni di valenza più esterni avranno energie di ionizzazione più basse degli elettroni del nucleo interno. Quando più elettroni vengono aggiunti ad un nucleo, gli elettroni esterni vengono schermati dal nucleo dagli elettroni del guscio interno. Questo è chiamato schermatura degli elettroni.
| Elemento | IE\(_1\) | IE (_2) | IE (_3) | IE (_4) | IE (_5) | IE (_6) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (\ce{H}) | 1312 | ||||||
| 2373 | 5251 | ||||||
| \(\ce{Li}) | 520 | 7300 | 11,815 | ||||
| \(\ce{Be}) | 899 | 1757 | 14,850 | 21,005 | |||
| \(\ce{B}) | 801 | 2430 | 3660 | 25,000 | 32,820 | ||
| \(\ce{C}) | 1086 | 2350 | 4620 | 6220 | 38.000 | 47,261 | |
| \(\ce{N}) | 1400 | 2860 | 4580 | 7500 | 9400 | 53,000 | |
| \(\ce{O}) | 1314 | 3390 | 5300 | 7470 | 11,000 | 13,000 |
Se tracciamo le energie di prima ionizzazione vs. numero atomico per gli elementi del gruppo principale, avremmo il seguente andamento:
Muovendosi da sinistra a destra nella tavola periodica, l’energia di ionizzazione per un atomo aumenta. Possiamo spiegarlo considerando la carica nucleare dell’atomo. Più protoni ci sono nel nucleo, più forte è l’attrazione del nucleo verso gli elettroni. Questa attrazione più forte rende più difficile rimuovere gli elettroni.
In un gruppo, l’energia di ionizzazione diminuisce man mano che la dimensione dell’atomo diventa più grande. Sul grafico, vediamo che l’energia di ionizzazione aumenta man mano che si sale nel gruppo verso atomi più piccoli. In questa situazione, il primo elettrone rimosso è più lontano dal nucleo man mano che il numero atomico (numero di protoni) aumenta. Essere più lontano dall’attrazione positiva rende più facile per quell’elettrone essere rimosso.
