Fisica e quimica

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Fisico-Química

Energia de Ionização

A energia de ionização é utilizada para cálculos de transições electrónicas. É a energia mínima necessária para remover um electrão de um átomo ou molécula para uma distância tal que deixe de existir interacção electrostática entre o ião e o electrão.

A qualquer átomo podem ser retirados, um a um, todos os seus electrões. É um processoescalonado pois os electrões saem com determinada ordem: primeiro os electrões de valência e só depois os electrões dos níveis mais interiores, sendo necessária a energia adequada para cada fase do processo. Quando um electrão de um átomo absorve energia, as transições possíveis podem ser representadas num diagrama de energias. As transições limite são aquelas em que o electrão absorve energiasuficiente para se separar do núcleo. O átomo fica ionizado e transforma-se num ião positivo.

A esta energia mínima que corresponde à remoção do electrão da influência do núcleo sem que esse mesmo electrão adquira velocidade dá-se o nome de energia de ionização. Esta representa-se geralmente por Ei e a sua unidade do sistema internacional de unidades (S.I.) é o joule (J).

À energianecessária para remover o electrão mais afastado do núcleo, isto é, menos fortemente ligado dá-se a designação de primeira energia de ionização. A segunda, a terceira e as energias de ionização mais elevadas também podem ser quantificadas. As energias devem ser cada vez maiores pois como diminui o número de electrões, as forças repulsivas entre os electrões diminuem, prevalecendo as forças atractivasexercidas pelo núcleo, sendo necessário cada vez mais energia para arrancar um electrão ao átomo.

Deste modo, a segunda energia de ionização é muitas vezes considerada como sendo a energia mínima necessária para remover um electrão de um ião de carga monopositiva, a terceira energia de ionização como sendo a energia necessária para remover um electrão de um ião dipositivo e o processocontinua sucessivamente até ficar só o núcleo.

Energia de Remoção

Quanto à energia de remoção, o termo surge frequentemente associado a processos devidos à ocorrência de efeito fotoeléctrico, no qual se dá a emissão de electrões por um material, geralmente metálico, quando exposto a uma radiação electromagnética de frequência suficientemente alta.

A grande diferença entre a energia deionização e a de remoção passa, assim, pelo facto de que a de ionização corresponde a uma remoção escalonada dos electrões (as primeiras energias de ionização correspondem à remoção dos electrões mais exteriores ao núcleo), enquanto que a de remoção corresponde à energia necessária para remover um electrão que pode provir de uma qualquer camada do átomo (inclusive, os mais próximos ao núcleo). Atençãoque a energia de remoção não toma um único valor para todos os electrões de um dado átomo, mas vai sendo igual às energias de ionização dos electrões removidos. Apenas se adopta outro nome pois, na ocorrência de efeito fotoeléctrico, não sabemos, apenas supomos, que electrão será removido em primeiro lugar.

Para além disto, como o efeito fotoeléctrico é um fenómeno associado maioritariamente àremoção de electrões de um metal, não nos esqueçamos que podemos nem estar a falar da remoção de electrões de uma qualquer camada dos átomos mas, sim, da remoção dos electrões “livres” do metal, o que poderá tomar valores diferentes de qualquer uma das energias de ionização conhecidas para os átomos que constituem o referido metal.

Estrutura Electrónica dos Átomos

Para podermos explorar osdetalhes da estrutura electrónica dos átomos, faz-se uso da equação de Schrödinger que, tendo em conta certas aproximações, nos dá o resultado para as funções de onda dos electrões nos átomos e as correspondentes energias. Como já sabes, nem todos valores de energia são permitidos (quer por evidências obtidas através das chamadas linhas espectroscópicas quer pela própria resolução da equação de...
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