No campo da química, o energia de ionização. Refere-se à quantidade mínima de energia necessária para produzir o desprendimento de um elétron que foi introduzido em um átomo na fase gasosa. Essa energia geralmente é expressa em unidades de kilojoules por mol. É muito importante em muitos campos da química, por isso é interessante saber.
Portanto, vamos dedicar este artigo para falar sobre todas as características e importância da energia de ionização.
Características principais
Quando nos referimos a a energia necessária para desalojar um elétron de um átomo em fase gasosa Enfatizamos que este estado gasoso é o estado que está livre da influência que os átomos podem exercer sobre si mesmos. Lembramos que em um material que está no estado gasoso, qualquer tipo de interação intermolecular é excluída, uma vez que os átomos estão espalhados uns dos outros. A magnitude da energia de ionização é um parâmetro que serve para descrever a força com a qual um elétron se liga ao átomo do qual faz parte.
Haverá compostos onde o elétron tem uma energia de ionização mais alta e isso significará que tem uma força de ligação mais alta ao átomo. Ou seja, quanto maior a energia de ionização, mais complicado será o desprendimento do elétron em questão.
Potencial de energia de ionização
Quando começamos a estudar a energia de ionização de uma substância, devemos conhecer seu potencial de ionização. Não é mais do que a quantidade mínima de energia que deve ser aplicada para causar o desprendimento de um elétron da camada mais externa do átomo que está em seu estado fundamental. O que mais, a carga deve ser neutra. Deve-se notar que quando se fala em potencial de ionização, um termo é usado que cada um é usado menos. Isso porque a determinação dessa propriedade foi baseada na utilização de um potencial eletrostático para a amostra a ser estudada.
Com o uso desse potencial eletrostático, várias coisas aconteceram: por um lado, a ionização das espécies químicas ocorreu devido à ação eletrostática. Por outro lado, ocorreu a aceleração do processo de desprendimento do elétron a ser removido. À medida que as técnicas espectroscópicas começaram a ser usadas para determinar a energia de ionização, o nome do potencial começou a ser mudado para o de energia. Da mesma forma, sabe-se que as propriedades químicas dos átomos são determinadas pela configuração dos elétrons presentes no nível de energia mais externo. Nesses níveis, os elétrons estão mais distantes do núcleo e podem fornecer mais informações.
Tudo isso significa que a energia de ionização dessas espécies que possuem os elétrons presentes no nível de energia mais externo está diretamente relacionada com a estabilidade dos elétrons de valência.
Métodos para determinar a energia de ionização
Existem vários métodos para determinar este tipo de energia. Os métodos são fornecidos principalmente por processos de fotoemissão. A maioria desses processos é baseada na determinação da energia emitida pelos elétrons como consequência da aplicação do efeito fotoelétrico. Um dos métodos mais rápidos de quantificação de energia de ionização é a espectroscopia atômica. Existe também outro método interessante para calcular esse tipo de energia, que é a espectroscopia de fotoelétrons. Nesse tipo de método, as energias com as quais os elétrons estão ligados aos átomos são medidas.
A este respeito, É usado um método conhecido como espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta, que tem a sigla em inglês UPS. Esse método consiste em uma técnica que utiliza a excitação de átomos ou moléculas por meio da aplicação de radiação ultravioleta. Desta forma, a energia com a qual os elétrons do nível de energia externo ótimo são ligados ao núcleo do átomo pode ser melhor medida. Tudo isso para analisar as transições energéticas dos elétrons externos das espécies químicas estudadas. Também é usado para estudar as características dos vínculos que se formam entre eles.
Outra forma de conhecer a energia de ionização é por meio do método do espectro de cópias fotoeletrônicas de raios X. Ele usa o mesmo princípio de excitação dos elétrons da camada mais externa e estuda as diferenças no tipo de radiação que é feita para afetar os shows , a velocidade com que os elétrons são expelidos e a resolução obtida.
Primeira e segunda energia de ionização
No caso de átomos que possuem mais de um elétron no nível mais externo, descobrimos que o valor da energia necessária para remover o primeiro elétron do átomo é realizado por meio de uma reação química endotérmica. Os átomos que têm mais de um elétron são chamados de átomos polieletrônicos.. A reação química é endotérmica, pois deixa de fornecer energia ao átomo para que seja possível obter um elétron adicionado ao cátion deste elemento. Este valor é conhecido como a primeira energia de ionização. Todos os elementos presentes no mesmo período aumentam proporcionalmente à medida que seu número atômico aumenta.
Isso significa que eles diminuem da direita para a esquerda em um período e de cima para baixo dentro do mesmo grupo existente na tabela periódica. Se seguirmos esta definição, gases nobres têm altas magnitudes em suas energias de ionização. Por outro lado, os elementos que Pertencem ao grupo dos metais alcalinos e alcalino-terrosos e possuem menor valor dessa energia.
Da mesma forma que descrevemos a primeira energia, removendo um segundo elétron do mesmo átomo, a segunda energia de ionização é obtida. Para calcular essa energia, o mesmo esquema é mantido e os seguintes elétrons são removidos. A partir dessa informação é obtido que o desprendimento do elétron de um átomo em seu estado fundamental diminui este efeito repulsivo que vemos existente entre os elétrons remanescentes. Essa propriedade é conhecida como carga nuclear e permanece constante. Uma quantidade maior de energia é necessária para separar outro elétron da espécie iônica que possui carga positiva.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre energia de ionização.