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Energía de ionización.
La energía de ionización, potencial de ionización (Ei) es la energía necesaria para
separar un electrón en su estado fundamental de un átomo de un elemento en
estado gaseoso. La reacción puede expresarse de la siguiente forma:
A(g) + EI → A+(g) + e-
Siendo A(g) los átomos en estado gaseoso de un determinado elemento químico; EI,
la energía de ionización y e- un electrón.
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
más 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.
Esta energía corresponde a la primera ionización. La segunda energía de ionización
representa la energía precisa para sustraer el segundo electrón; esta segunda
energía de ionización es siempre mayor que la primera, 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.
La 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
En los elementos de una misma familia o grupo, la energía 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 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 s2p3, 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.
Potencial de ionización
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. 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 de 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.
Métodos para determinar la energía de ionización
La forma más directa es mediante la aplicación de la espectroscopia atómica. En
base al espectro de radiación de luz, que desprende básicamente colores en el rango
de la luz visible, se pueden determinar los niveles de energía necesarios para
desprender cada electrón de su órbita.
Tendencias periódicas de la energía de ionización
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
siguiente tabla muestra los valores de la primera energía de ionización de los
elementos3 expresada en eV:
H
He 24, 9 Li 5, Be 9, 2
B
C
N
O
F
Ne 21, 6 Na 5, Mg 7, 5 Al 5, 9 Si 8,
P
S
Cl 12, 7 Ar 15, 6 K 4, Ca 6, 1 Sc 6, 6 Ti 6, 3
V
Cr 6, 7 Mn 7, 3 Fe 7, Co 7, 8 Ni 7, 4 Cu 7, 3 Zn 9, Ga 6 Ge 7, As 9, Se 9, Br 11, 1 Kr 14 Rb 4, Sr 5, 9
Y
Zr 6, 3 Nb 6, 6 Mo 7, 9 Tc 7, 8 Ru 7, 6 Rh 7, 6 Pd 8, 4 Ag 7, 8 Cd 8, In 5, 9 Sn 7, Sb 8, Te 9,
I
Xe 12, 3 Cs 3, Ba 5, 1
Hf 6, 3 Ta 7, 5
W
Re 7, 3 Os 8, 4 Ir 8, 7 Pt 8, 6 Au 9, 3 Hg 10, 4 Tl 6, 1 Pb 7, Bi 7, Po 8, At 9, Rn 10, 5 Fr 4, Ra 5, 8
Rf 6 Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
La 5, 8 Ce 5, 4 Pr 5, 7 Nd 5, 3 Pm 5, 8 Sm 5, 4 Eu 5, 7 Gd 6, 5 Tb 5, 6 Dy 5, 4 Ho 6, Er 6, 1 Tm 6, Yb 6, Lu 5, ** Ac 5, 7 Th 6, 1 Pa 5, 9
U
Np 6, 7 Pu 6, 3 Am 5, 7 Cm 5, 9 Bk 6, Cf 6, 8 Es 6, Fm 6, Md 6, No 6, Lr 4,
Cuanto más nos desplacemos hacia la derecha y hacia arriba en la tabla periódica,
mayor es la energía de ionización.
Web-Grafía
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_de_ionizaci%C3%B3n
http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4841/html/
33_energa_de_ionizacin.html
