Basic HTML Version
l’attrazione nucleare a cui sono sottoposti gli
elettroni esterni si riduce per l’effetto scherman-
te degli elettroni dei livelli interni.
Nei periodi, andando da sinistra a destra, la ca-
rica del nucleo aumenta e quindi esso trattiene
con forza crescente gli elettroni.
3.4
Energie di seconda ionizzazione,
di terza ionizzazione e successive
L’energia che serve ad allontanare da uno ione
positivo un secondo elettrone è chiamata
energia
di seconda ionizzazione
, quella per sottrarre un
terzo elettrone è detta
energia di terza ionizzazio-
ne
, e così via, finché dal nucleo non sono allonta-
nati, uno per volta, tutti gli elettroni.
Nel caso del berillio, il cui numero atomico è
Z
4, si ha, per esempio,
prima ionizzazione:
Be 900 kJ/mol
→
Be e
seconda ionizzazione:
Be 1757 kJ/mol
→
Be
2
e
terza ionizzazione:
Be
2
14890 kJ/mol
→
Be
3
e
quarta ionizzazione:
Be
3
21004 kJ/mol
→
Be
4
e
Le energie
E
i
1
,
E
i
2
,
E
i
3
ed
E
i
4
, rispettivamente
di prima, seconda, terza e quarta ionizzazione, as-
sumono valori crescenti, poiché risulta sempre più
difficile strappare un elettrone a ioni la cui carica
positiva aumenta di volta in volta.
Osservando i valori delle diverse energie di io-
nizzazione di un atomo (
13
) si ricavano in-
formazioni sulla sua configurazione elettronica: si
incontra infatti un brusco salto quando si arriva ad
allontanare elettroni da un livello completo, dopo
che sono stati allontanati tutti gli elettroni di va-
lenza. Nel caso del berillio,
E
i
2
è di poco più alta di
E
i
1
, poiché la prima e la seconda ionizzazione con-
sistono nell’estrarre due elettroni del livello esterno;
si ha però un aumento molto marcato da
E
i
2
a
E
i
3
,
quando si estraggono dall’atomo elettroni del livel-
lo completo più interno.
Be
H
Mg
Ca
Sr
Li
Na
K
Rb
Cs
Ba
La
Y Sc
Ti
Zr
Hs
Ta
N VW Cr
ReT MnCs
Fe
Ir
Co
Pt Pd Ni
Au
Hg Zn
Tl
PbSn Bi
Ge Sb Te
I
Rn
As Se
S
P
C
B
Xi
Cl Kr
O
N
F
Ar
Ne
He
E
i1
diminuisce
E
i1
aumenta
GaAl
In
Si
Figura 12
Rappresentazione tridimensionale della
variazione dell’energia di prima ionizzazione E
i1
nella tavola
periodica.
Scheda
1
L’energia di prima ionizzazione in funzione del numero atomico
Un’osservazione attenta del grafico della
8
evidenzia alcune irregolarità nella cresci-
ta dei valori dell’energia di prima ionizzazione
nel periodo al crescere del numero atomico:
gli elementi del gruppo II A hanno valori
più elevati rispetto a quelli del gruppo III A
(l’energia di ionizzazione di berillio e magne-
sio è maggiore, rispettivamente, di quella di
boro e alluminio). Lo stesso accade nel pas-
saggio dal gruppo V A al VI A (azoto e fosforo
hanno un’energia di ionizzazione maggiore di
ossigeno e zolfo).
L’inversione dell’andamento dei valori dell’ener-
gia di prima ionizzazione è causata dalla par-
ticolare stabilità della configurazione elettro-
nica esterna degli elementi dei gruppi II A
e V A: elementi come il berillio e il magne-
sio hanno una configurazione elettronica in
cui il sottolivello s più esterno è completo
(s
2
), a differenza del boro e dell’alluminio
che presentano una configurazione esterna,
meno stabile, di tipo s
2
p
1
, con il sottolivello
p occupato da un solo elettrone. Un’analoga
considerazione si può fare per i gruppi V A
e VI A: il sottolivello p di azoto e fosforo è
semicompleto (s
2
p
3
) e quindi più stabile del
sottolivello p di ossigeno e zolfo (s
2
p
4
).
11815
E
i
1
E
i
2
E
i
3
E
i
4
E
i
5
E
i
6
E
i
7
E
i
8
E
i
9
E
i
10
Li
Be
B
C
N O F
Ne
2081
1681
1314
1402
1086
801
900
520
3952
3374
3388
2856
2353
2427
1757
7298
6122
6051
5301
4578
4621
3660
14890
9351
84100
7456
7468
6223
25020
21004
12200
11021
10970
9443
37823
32823
15146
15146
13305
53137
46861
18703
17866
71128
64015
22970
91360
83680
114642
106274
130122
Figura 13
Energie E
i1
, E
i2
, E
i3
, … di prima, seconda, terza,
… ionizzazione degli elementi del secondo periodo. Si ha
un brusco incremento di valori (tra E
i1
ed E
i2
per Li, tra E
i2
ed E
i3
per Be ecc.) quando si intacca un livello completo.
C3_chimica_impa.indd 161
27/12/