3º Lista de Exercício IFBA

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3º Lista de Exercício Química Inorgânica
Questão 2: No começo do século XX, um considerável número de elementos e compostos foram descobertos com semelhanças e tendências em suas propriedades. Pede-se:
Defina carga nuclear efetiva e explique como esse conceito explica os níveis de energia relativos dos orbitais em átomo de muitos elétrons.
A energia de ionização geralmente cresce da esquerda para a direita em um período da tabela periódica. A energia de ionização do oxigênio, entretanto é menor do que a do nitrogênio e do flúor. Explique.
A primeira energia de ionização do Na é de 496 KJ.mol-1. A afinidade eletrônica do Cl é de 348 KJ.mol-1. Considere que um mol de Na no estado gasoso reage com um mol de Cl gasoso para formar um mol de Na+ e Cl-. Esse processo libera ou absorve energia? Quando?
Respostas:
R c) Na + 496kJ →   
(Processo endotérmico; absorve energia; mais instável)
Cl +   → 348 kJ +   
(Processo exotérmico; libera energia; mais estável)
Calculando a variação de entalpia:
ΔE= 496 - 348
ΔE= 148
Variação de Entalpia é positiva, o que significa que é um processo endotérmico, ou seja, absorve energia de 148 kJ/mol.
R b) Nos periodos a energia de ionização cresce da esquerda para a direita. Mas esta tendência de crescimento apresenta exceções, um dos casos é a do oxigênio em relação ao nitrogênio.
No caso do oxigênio, os três orbitais 2p estão preenchidos da seguinte maneira: 2px2, 2pz1 e 2py1, o elétron removido será de um orbital 2px2 com dois. Como dois elétrons num mesmo orbital se repelem com maior intensidade do que se estivesse em orbitais diferentes, um deles terá sua remoção facilitada.
No caso do N, os três orbitais 2p estão preenchidos da seguinte maneira: 2px1, 2pz1 e 2py1, um elétron em cada orbital, portanto, os orbitais p estão semipreenchido o que leva a uma diminuição da energia do átomo. Por isto, a energia de ionização do N é maior do que a do O.