Comprendere l’energia di ionizzazione e le sue implicazioni
L’energia di ionizzazione rappresenta la quantità di energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo neutro nello stato gassoso. Questo processo di ionizzazione è rappresentato dalla reazione:
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La misura dell’energia di ionizzazione è espressa solitamente in elettronvolt (eV) o in joule, ma quando ci si riferisce a una mole di atomi, viene espressa in kJ/mol.
Un esempio chiarificatore è l’energia richiesta per rimuovere un elettrone dalla mole di atomi di magnesio nello stato gassoso, che corrisponde a 738 kJ:
*Mg(g) → Mg+(g) + e-*
Questo valore è noto anche come energia di prima ionizzazione.
L’importanza dell’energia di seconda ionizzazione
L’energia di seconda ionizzazione rappresenta l’energia necessaria per rimuovere un elettrone da uno ione nello stato gassoso con una carica positiva.
Di solito, i valori di energia di seconda ionizzazione sono superiori rispetto a quelli della prima ionizzazione, poiché serve più energia per rimuovere un elettrone da uno ione positivo.
Ad esempio, l’energia richiesta per rimuovere un elettrone dalla mole di Mg+ nello stato gassoso è di 1451 kJ:
Mg+(g) → Mg2+(g) + e-
Gli elementi con bassa energia di ionizzazione tendono a formare cationi e sono considerati specie riducenti.
Considerazioni sulla periodicità
L’energia di ionizzazione, insieme al raggio atomico, all’affinità elettronica, all’elettronegatività e al carattere metallico, rappresenta una delle proprietà periodiche degli elementi.
Di solito, l’energia di ionizzazione tende a diminuire all’aumentare di un gruppo e ad aumentare da sinistra a destra lungo un periodo. Questo comportamento è spiegato dal fatto che scendendo lungo un gruppo, l’elettrone esterno è più distante dal nucleo, facilitando la sua rimozione.
Un esempio eloquente di questa tendenza è rappresentato dal cesio e dal litio, con energie di ionizzazione rispettivamente di 357.7 kJ/mol e 520.2 kJ/mol.
Le eccezioni a questo trend dipendono dalle repulsioni tra gli elettroni appartenenti allo stesso orbitale, come nel caso dell’ossigeno e dell’azoto.
Infine, il grafico delle energie di prima ionizzazione in funzione del numero atomico mostra come gli elementi con valori più alti siano i gas nobili, che presentano una maggiore stabilità dovuta all’ottetto completo, mentre i metalli alcalini hanno energie di ionizzazione più basse per via della configurazione stabile ottenuta dopo la perdita di un elettrone.
Per maggiori informazioni sulle proprietà periodiche degli elementi, puoi consultare il [link](https://chimica.today/chimica-generale/proprieta-periodiche/).
