FICHA E3.1-P02
Energía de primera ionización: Ca vs K, y tendencia del periodo 3
Prerrequisitos
- La energía de primera ionización generalmente aumenta al avanzar en un periodo por el aumento de carga nuclear con apantallamiento similar
- Dentro de un mismo grupo, la energía de primera ionización disminuye al bajar (mayor radio atómico, más apantallamiento)
- El apantallamiento depende del número de capas electrónicas internas completas, no del número de electrones de valencia
a) Los electrones se distribuyen en niveles energéticos alrededor del núcleo de un átomo. El calcio y el potasio son elementos vecinos en el periodo 4. b) Los elementos del periodo 3 van del Na al Ar.
a
Explique por qué la energía de primera ionización del calcio es mayor que la del potasio.
[2]
b
Explique el aumento general de la tendencia de las energías de primera ionización de los elementos del periodo 3, del Na al Ar.
[2]
Pistas progresivas
- 1General - ambos apartados comparan energías de primera ionización entre elementos vecinos, razonando en términos de carga nuclear y apantallamiento.
- 2Apartado a) - Ca y K tienen el mismo número de niveles energéticos ocupados; la diferencia está en la carga nuclear (un protón más en el Ca) sin apantallamiento adicional significativo.
- 3Apartado b) - a lo largo de todo el periodo 3, el número de niveles energéticos ocupados (3) no cambia; lo que SÍ aumenta de forma constante es la carga nuclear/número de protones, con un apantallamiento similar por parte de los electrones internos.
Teoría básica
- La energía de primera ionización aumenta al avanzar en un periodo porque la carga nuclear crece mientras el apantallamiento por electrones internos se mantiene similar.
- Dentro de un mismo grupo, la energía de primera ionización disminuye al bajar, por el aumento del radio atómico y del apantallamiento.
- El apantallamiento depende principalmente de las capas electrónicas internas completas, no de los electrones de valencia (que no se apantallan entre sí de forma significativa).
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Estructura 3.1, tendencias periódicas.
Cuadernillo — Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2022/MAYO/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf preg. 2(a), y 2021/NOVIEMBRE/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf preg. 2; mark schemes en las mismas carpetas.
Vídeo —
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Apartado a) —
El calcio tiene mayor carga nuclear/número de protones que el potasio, con el mismo número de niveles energéticos y un apantallamiento similar por parte de los electrones internos - el electrón exterior del calcio está más atraído, así que su primera energía de ionización es mayor.
Apartado b) —
A lo largo del periodo 3, la carga nuclear/número de protones aumenta de forma constante, mientras que el radio atómico disminuye (o el número de niveles energéticos/apantallamiento se mantiene similar) - los electrones exteriores están cada vez más fuertemente atraídos, así que la energía de primera ionización tiende a aumentar.