Questão 7
ITA 2021
(ITA - 2021 - 2ª FASE)
Responda às seguintes questões:
a) Sabe-se que a primeira afinidade eletrônica do oxigênio é exotérmica (-141 kJ • mol-1) e a segunda é altamente endotérmica (+798 kJ • mol-1). Justifique a razão pela qual a maioria dos compostos iônicos contendo oxigênio são encontrados na forma do ânion O2-.
b) A primeira energia de ionização para o oxigênio (1313,9 kJ• mol-1) é menor do que a primeira energia de ionização para o nitrogênio (1402,3 kJ • mol-1), enquanto um comportamento oposto é observado para a segunda energia de ionização para oxigênio (3388,3 kJ • mol-1) e nitrogênio (2856 kJ • mol-1). Justifique esse comportamento.
c) A primeira energia de ionização para o sódio (495,8 kJ • mol-1) é consideravelmente maior do que a do potássio (418,8 kJ • mol-1). Um comportamento semelhante pode ser observado para o magnésio (737,7 kJ • mol-1) e para o cálcio (589,8 kJ • mol-1). No entanto, essa tendência não é observada para os elementos alumínio (577,5 kJ • mol-1) e gálio (587,8 kJ • mol-1). Justifique esse comportamento.
Gabarito:
Resolução:
a)
A formação de O2- aumenta o valor da Energia Reticular do cristal iônico, favorecendo a formação do retículo cristalino.
b)
Oxigênio possui em seu orbital p da camada de valência 1 elétron desemparelhado, enquanto o nitrogênio possui todos elétrons desemparelhados. Por simetria de orbitais, perder 1 elétron no caso do oxigênio desestabiliza menos que perder 1 elétron no caso do nitrogênio. O ânion O+ possui configuração simétrica (igual do nitrogênio fundamental) de forma que se torna mais difícil retirar 1 elétron desse íon (que está estabilizado por simetria) do que do íon N+ que já perdeu a estabilização por simetria.
c)
Como o gálio possui o subnível 3d preenchido, a carga nuclear efetiva sobre o último elétron se torna maior, dificultando a ionização em relação ao Alumínio.