Tabela Periódica sem Mistério: Energia de ionização e facilidade de formar íons

O que é energia de ionização (EI)

Energia de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo (ou íon) no estado gasoso. Na prática, ela mede o quanto um elétron está “preso” ao núcleo.

A forma mais comum de ver isso é a primeira energia de ionização (EI₁):

X(g) → X⁺(g) + e⁻   (EI₁ > 0)

Se for preciso arrancar um segundo elétron, entra a segunda energia de ionização (EI₂):

X⁺(g) → X²⁺(g) + e⁻   (EI₂ > EI₁)

Em geral, EI₂ é maior que EI₁ porque, após perder um elétron, o íon fica mais positivo e passa a atrair com mais força os elétrons restantes.

Por que isso tem a ver com estabilidade

Remover elétrons muda a configuração eletrônica. Quando a perda de elétrons leva a uma configuração mais “estável” (por exemplo, atingir uma camada externa mais completa), a formação do cátion tende a ser mais fácil. Quando o átomo já está muito estável, resistirá mais à remoção de elétrons.

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Como a posição na tabela influencia a energia de ionização

Ideia central: atração do núcleo e distância do elétron

A energia de ionização depende principalmente de dois fatores práticos:

• Carga nuclear efetiva (Z_ef): quanto mais o núcleo “puxa” o elétron de valência, maior a EI.
• Distância e blindagem: elétrons mais distantes e mais blindados por camadas internas são removidos com mais facilidade, reduzindo a EI.

Tendência ao longo de um período (da esquerda para a direita)

Em um mesmo período, a EI tende a aumentar da esquerda para a direita. Interpretação prática: o núcleo fica mais “atrativo” para os elétrons de valência, então fica mais difícil arrancá-los.

• Elementos do lado esquerdo (metais) tendem a perder elétrons com facilidade (EI menor).
• Elementos do lado direito (ametais) tendem a segurar elétrons com mais força (EI maior).

Tendência ao longo de um grupo (de cima para baixo)

Em um mesmo grupo, a EI tende a diminuir de cima para baixo. Interpretação prática: os elétrons de valência ficam mais distantes do núcleo e mais blindados, então saem mais facilmente.

Leitura prática: quem forma íons facilmente e quem resiste

Por que metais alcalinos ionizam facilmente

Metais alcalinos (grupo 1) têm EI baixa porque:

• possuem apenas 1 elétron na camada de valência;
• esse elétron é relativamente pouco atraído (comparado aos elementos mais à direita do mesmo período);
• ao perder 1 elétron, formam um cátion M⁺ com configuração eletrônica mais estável.

Consequência prática: eles formam cátions com facilidade e costumam ser bons redutores (tendem a doar elétrons).

Por que gases nobres resistem

Gases nobres (grupo 18) têm EI muito alta porque:

• a camada de valência está completa (alta estabilidade);
• há forte atração do núcleo pelos elétrons de valência;
• remover um elétron “quebra” uma configuração muito estável.

Consequência prática: eles raramente formam cátions em condições comuns.

Passo a passo para comparar energias de ionização (sem decorar valores)

Passo 1 — Identifique se a comparação é no mesmo período ou no mesmo grupo

• Mesmo período: em geral, quanto mais à direita, maior EI.
• Mesmo grupo: em geral, quanto mais acima, maior EI.

Passo 2 — Se não estiverem alinhados, use a regra do “canto superior direito”

Quando os elementos não estão no mesmo período nem no mesmo grupo, uma regra prática funciona bem: tende a ter maior EI quem está mais próximo do canto superior direito da tabela (desconsiderando exceções finas).

Passo 3 — Verifique se a pergunta envolve EI₁ ou EI₂ (ou EI₃...)

• EI₁: remover o primeiro elétron (mais comum em exercícios).
• EI₂, EI₃...: sempre aumentam, mas podem ter saltos grandes quando você começa a remover elétrons de uma camada mais interna (após esgotar os elétrons de valência).

Passo 4 — Interprete em termos de “facilidade de formar íon”

• EI baixa → perde elétron facilmente → forma cátion com facilidade.
• EI alta → resiste a perder elétron → difícil formar cátion.

Energia de ionização sucessiva: o “salto” que denuncia elétrons de valência

Um uso muito prático das energias de ionização é observar quando ocorre um salto grande entre EI_n e EI_n+1. Esse salto costuma indicar que você terminou de remover os elétrons de valência e começou a mexer em elétrons de uma camada mais interna (muito mais presos).

Exemplo de raciocínio (sem números):

• Se um elemento perde 1 elétron com relativa facilidade (EI₁ moderada/baixa), mas a EI₂ é enorme, isso sugere que ele tende a formar M⁺ e “não gosta” de virar M²⁺.
• Se EI₁ e EI₂ são relativamente acessíveis, mas EI₃ dá um salto grande, isso sugere tendência a formar M²⁺.

Exercícios de ordenação (com justificativa por tendência)

Exercícios em pares: qual tem maior energia de ionização?

• Na ou Mg — Maior EI: Mg. Estão no mesmo período; Mg está mais à direita, então segura mais o elétron.
• K ou Na — Maior EI: Na. Mesmo grupo; Na está acima, então o elétron de valência está menos distante e menos blindado.
• Cl ou Ar — Maior EI: Ar. Mesmo período; Ar está mais à direita e é gás nobre, com alta estabilidade eletrônica.
• Li ou F — Maior EI: F. F está muito mais próximo do canto superior direito; maior atração pelo elétron de valência.
• Cs ou Rb — Maior EI: Rb. Mesmo grupo; o de cima tem maior EI.

Exercícios em trios: ordene da menor para a maior energia de ionização

• Na, Si, Cl — Ordem: Na < Si < Cl. Mesmo período; aumenta da esquerda para a direita.
• Li, Na, K — Ordem: K < Na < Li. Mesmo grupo; diminui ao descer.
• Mg, Al, S — Ordem (tendência geral): Al < Mg < S. No período, a tendência é aumentar à direita; Al está à direita de Mg, mas em muitos casos Al pode ter EI₁ ligeiramente menor por detalhes de subnível/empacotamento eletrônico. Para fins de tendência, compare: S (bem mais à direita) é o maior; entre Mg e Al, o comportamento pode ser uma exceção comum em tabelas de EI.
• Be, B, C — Ordem (tendência geral): B < Be < C. A tendência no período é aumentar; porém B pode ter EI₁ menor que Be por começar a remover elétron de um subnível mais energético. C, mais à direita, tende a ser maior.

Exercícios de interpretação: quem forma cátion mais facilmente?

• Entre Na e Cl: Na forma cátion mais facilmente (EI menor), enquanto Cl tende mais a ganhar elétron do que perder.
• Entre K e Ca: K forma K⁺ mais facilmente (EI₁ menor). Ca pode formar Ca²⁺, mas exige duas ionizações; a primeira é maior que a do K.
• Entre Ne e Na: Na forma cátion facilmente; Ne resiste fortemente (EI muito alta).

Checklist rápido para resolver questões

• Se a pergunta é sobre perder elétron, pense em energia de ionização.
• Mais à direita e mais acima → geralmente maior EI.
• Metais alcalinos → EI baixa → formam M⁺ facilmente.
• Gases nobres → EI alta → resistem a formar cátions.
• Se aparecer EI₂, EI₃… procure o salto grande para inferir quantos elétrons de valência são removidos com “facilidade relativa”.