Por que a primeira energia de ionização de um não-metal é significativamente maior que a de um metal alcalino?

A primeira energia de ionização de um elemento é a energia necessária para remover o elétron mais externo (valência) de um átomo neutro no estado gasoso para formar um cátion.

#X_"(g)" + "energy"##rarr##"X"_"(g)"^(+) + e^(-)"#

A primeira energia de ionização de um elemento tem uma relação inversa ao seu raio atômico.

Em um período da esquerda para a direita no a tabela periódica, a primeira energia de ionização aumenta e o raio atômico diminui. Em um grupo, a primeira energia de ionização diminui e o raio atômico aumenta.

Os átomos dos metais alcalinos têm raios maiores que os dos não-metais. Por esse motivo, a atração do núcleo atômico com carga positiva para o elétron da valência é muito menor que a de um não-metal.

Portanto, a primeira energia de ionização de um metal alcalino é muito menor que a de um não-metal. Por esse motivo, os metais alcalinos perdem seu elétron de valência única, que produz um cátion com uma carga de #1^+#. Um exemplo é o átomo de sódio neutro (Na), no período 3, que possui um raio atômico de #"190 picometers"# #("pm")#e uma primeira energia de ionização de #"496 kilojoules/mol"# #("kJ/mol")#.

Os átomos dos não-metais têm raios menores, portanto o núcleo carregado positivamente tem uma atração maior pela elétrons de valência.

Portanto, a primeira energia de ionização para um não-metal é muito maior que a de um metal alcalino; portanto, os não-metais não perdem elétrons em uma ligação iônica, mas ganham um ou mais elétrons e formam ânions. Um exemplo é um átomo de cloro neutro (Cl), também no período 3, que possui um raio atômico de #"79 pm"#e uma primeira energia de ionização de #"1251 kJ/mol"#. Compare esses valores com um átomo de Na neutro mencionado anteriormente.

Consulte o diagrama abaixo.

A primeira energia de ionização aumenta ao longo de um período. #"H"# (não rotulado) para #"He"# é o período 1, #"Li"# para #"Ne"# é o período 2, #"Na"# para #"Ar"# é o período 3 e assim por diante.