4. ENERGIA DE IONISACION
Esta energía corresponde a la primera ionización. El segundo potencial de
ionización representa la energía precisa para sustraer el segundo
electrón; este segundo potencial de ionización es siempre mayor que el
primero, pues el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo
y la fuerza electrostática atractiva que soporta este segundo electrón es
mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma
carga nuclear.
l potencial o energía de ionización se expresa en electronvoltios, julios o en
kilojulios por mol (kJ/mol).
1 eV = 1,6 × 10-19 C × 1 V = 1,6 × 10-19 J
5. En los elementos de una misma familia o grupo, el potencial de ionización
disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba
abajo
Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el
nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por
comparación con los otros elementos del mismo periodo. Este aumento
se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s2 y
s2 p3, respectivamente.
La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya
que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá
que proporcionar más energía para arrancar los electrones
6. El potencial de ionización (PI) es la energía mínima requerida para separar un electrón
de un átomo o molécula específica a una distancia tal que no exista interacción
electrostática entre el ion y el electrón.2 Inicialmente se definía como el potencial
mínimo necesario para que un electrón saliese de un átomo que queda ionizado.
El potencial de ionización se medía en voltios. En la actualidad, sin embargo, se
mide en electronvoltios (aunque no es una unidad del SI) aunque está aceptada o
en julios por mol. El sinónimo energía de ionización (EI) se utiliza con frecuencia.
La energía para separar el electrón unido más débilmente al átomo es el primer
potencial de ionización; sin embargo, hay alguna ambigüedad en la terminología.
Así, en química, el segundo potencial de ionización del litio es la energía del
proceso.
En física, el segundo potencial de ionización es la energía requerida para separar un
electrón del nivel siguiente al nivel de energía más alto del átomo neutro o
molécula, p.
7. Lo más destacado de las propiedades periódicas de los elementos se observa
en el incremento de las energías de ionización cuando recorremos la tabla
periódica de izquierda a derecha, lo que se traduce en un incremento
asociado de la electronegatividad, contracción del tamaño atómico y
aumento del número de electrones de la capa de valencia. La causa de esto
es que la carga nuclear efectiva se incrementa a lo largo de un
periodo, generando, cada vez, más altas energías de ionización. Existen
discontinuidades en esta variación gradual tanto en las tendencias
horizontales como en las verticales, que se pueden razonar en función de las
especificidades de las configuraciones electrónicas.
Vamos a destacar algunos aspectos relacionados con la primera energía de
ionización que se infieren por el bloque y puesto del elemento en la tabla
periódica:
8. Los elementos alcalinos, grupo 1, son los que tienen menor energía de ionización en relación a los
restantes de sus periodos. Ello es por sus configuraciones electrónicas más externas ns1, que
facilitan la eliminación de ese electrón poco atraído por el núcleo, ya que las capas electrónicas
inferiores a n ejercen su efecto pantalla entre el núcleo y el electrón considerado.
En los elementos alcalinotérreos, grupo 2, convergen dos aspectos, carga nuclear efectiva mayor y
configuración externa ns2de gran fortaleza cuántica, por lo que tienen mayores energías de
ionización que sus antecesores.
Evidentemente, los elementos del grupo 18 de la tabla periódica, los gases nobles, son los que
exhiben las mayores energías por sus configuraciones electrónicas de alta simetría cuántica.
Los elementos del grupo 17, los halógenos, siguen en comportamiento a los del grupo 18, porque
tienen alta tendencia a captar electrones por su alta carga nuclear efectiva, en vez de
cederlos, alcanzando así la estabilidad de los gases
9. La energía de ionización (EI) es la energía que hay que suministrar a un
átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el
electrón más externo, que está más débilmente retenido, y convertirlo
en un catión monopositivo gaseoso.
Se puede expresar así: A(g) + EI → A+(g) + e-
La energía de ionización es igual en valor absoluto a la energía con que el
núcleo atómico mantiene unido al electrón: es la energía necesaria para
ionizar al átomo.
Al ser la energía de ionización una medida cuantitativa de la energía de
unión del electrón al átomo, la variación de esta magnitud ayuda a
comprender las diferencias cualitativas entre estructura electrónicas.
La magnitud de la energía de ionización depende de tres factores
fundamentales: estructura electrónica de la última capa, radio atómico
y carga nuclear. El factor determinante es la configuración electrónica
de la última capa, puesto que cuanto mas estable sea, es decir cuanto
más se parezca a la de estructura completa, estructura de gas
noble, mayor energía será necesaria para arrancar un electrón.
