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Química · Glosario

¿Qué es Energías de ionización?

También llamado: primera energia de ionizacion · energias de ionizacion sucesivas

Definición 2.9 Química universitaria — primer año · Capítulo 2 — Periodicidad

La primera energía de ionización $E_{i1}$ de un elemento es la energía necesaria para arrancar un electrón al átomo aislado en su estado fundamental, en fase gaseosa:

\ce{X(g) -> X+(g) + e-}, \qquad E_{i1} = E(\ce{X+}) + E(\ce{e-}) - E(\ce{X}) > 0 .

Las energías de ionización sucesivas $E_{i2}, E_{i3}, \dots$ arrancan el segundo, el tercer electrón… de $\ce{X+}$ , $\ce{X^{2+}}$ … Se expresan en electronvoltios por átomo o en kilojulios por mol ( $1\,\mathrm{eV} \leftrightarrow 96.49\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ ).

Primeras energías de ionización de los 36 primeros elementos. Máximos en los gases nobles, mínimos en los metales alcalinos; las pequeñas caídas en B, Al y Ga y en O y S son los efectos de subcapa de la . — Primeras energías de ionización de los 36 primeros elementos. Máximos en los gases nobles, mínimos en los metales alcalinos; las pequeñas caídas en B, Al y Ga y en O y S son los efectos de subcapa de la Proposición 2.12.

Energías de ionización sucesivas del magnesio (eje logarítmico). La tercera es cinco veces la segunda: la capa 3s está vacía y se alcanza el núcleo.

Ejemplos

Ejemplo 2.11 (El magnesio)

Las energías de ionización sucesivas del magnesio son 7.65, 15.04, 80.14 y $109.27\,\mathrm{eV}$ . La razón $E_{i2}/E_{i1} \approx 2$ es moderada; $E_{i3}/E_{i2} \approx 5.3$ es un salto: el tercer electrón procede del núcleo 2p. El magnesio cede sus dos electrones 3s y se detiene en $\ce{Mg^{2+}}$ , con la configuración de gas noble del neón.

Ejemplo 2.24 (El litio en una batería)

El litio tiene la electronegatividad más baja del periodo 2 y pierde con facilidad su electrón 2s, y es además el metal más ligero: transporta la mayor carga transferible por gramo de todos los elementos, razón por la que alimenta las baterías recargables. Su primera energía de ionización, $5.39\,\mathrm{eV}$ , es mayor que la del sodio (5.14) o la del potasio (4.34) y, sin embargo, en el agua es el metal alcalino más reductor, una paradoja que resuelve la fuerte hidratación del pequeño ion $\ce{Li+}$ (Capítulo 13).

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