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

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Consulte a explicação.

Explicação:

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.