Questão de Química — Substâncias Inorgânicas: dissociação iônica e ionização, conceitos de ácido-base. — FGV 2023
Química›Substâncias Inorgânicas: dissociação iônica e ionização, conceitos de ácido-base.
Código
fg070119
Banca
FGV
Órgão
SME - SP
Ano
2023
Nível
Superior
Cargo
Professor de Ensino Fundamental II e Médio - Química
A energia de ionização (EI) é uma propriedade periódica quemostra tendência inversa ao raio atômico, diminuindo da direitapara a esquerda ao longo do período.Entretanto, observa-se que, contrário à regra, os valores daprimeira energia de ionização dos átomos nitrogênio (Z = 7) eoxigênio (Z = 8) mostram EI(O) < EI(N):• EI(N) = 1402 kJ mol-¹ • EI(O) = 1314 kJ mol-¹ Assinale a opção que justifica corretamente a relação entre osvalores de EI do nitrogênio e do oxigênio.
AA repulsão dos elétrons 2p na espécie O+ é muito alta, desestabilizando relativamente o cátion e diminuindo a EI(O).
BA repulsão dos elétrons 2p no átomo de nitrogênio é muito alta, aumentando relativamente a EI(N).
CNo caso do nitrogênio, os orbitais p semipreenchidos têm baixa estabilidade, aumentando relativamente a EI(N).
DA repulsão dos elétrons 2p na espécie N+ é muito alta, estabilizando o cátion e aumentando relativamente a EI(N).
ENo caso do oxigênio, dois elétrons ocupam o mesmo orbital p, causando forte repulsão e diminuindo relativamente a EI(O).
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GabaritoE — No caso do oxigênio, dois elétrons ocupam o mesmo orbital p, causando forte repulsão e diminuindo relativamente a EI(O).
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Exceção na Energia de Ionização: Nitrogênio vs Oxigênio
Gabarito: letra E. A primeira energia de ionização do oxigênio (1314 kJ/mol) é menor que a do nitrogênio (1402 kJ/mol) devido à configuração eletrônica: o nitrogênio possui subnível 2p semipreenchido (três elétrons em orbitais diferentes, configuração de alta estabilidade), enquanto o oxigênio tem quatro elétrons 2p, forçando o emparelhamento em um orbital, gerando repulsão elétron-elétron que facilita a remoção de um elétron.
A questão testa a compreensão de que a tendência geral de aumento da energia de ionização ao longo de um período (da esquerda para a direita) apresenta exceções pontuais, como a observada entre N e O, explicada pela repulsão em orbitais p com elétrons emparelhados.
Alternativa A — ❌ Incorreta
Afirma que a repulsão dos elétrons 2p na espécie O+ (cátion) é muito alta, desestabilizando o cátion e diminuindo a EI(O). O erro está em focar no cátion formado após a ionização, e não no átomo neutro. A energia de ionição mede a energia necessária para remover um elétron do átomo neutro, e a repulsão já existente no átomo neutro (devido ao emparelhamento) é que facilita a remoção, não a repulsão no cátion.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Sugere que a repulsão dos elétrons 2p no átomo de nitrogênio é muito alta, aumentando relativamente a EI(N). Na realidade, no nitrogênio os três elétrons 2p estão em orbitais diferentes (configuração semipreenchida), o que minimiza a repulsão. A baixa repulsão contribui para maior estabilidade do átomo, tornando mais difícil remover um elétron (maior EI), mas não por "alta repulsão".
Alternativa C — ❌ Incorreta
Afirma que, no caso do nitrogênio, os orbitais p semipreenchidos têm baixa estabilidade, aumentando a EI(N). É o oposto: a configuração semipreenchida (meia ocupação) confere alta estabilidade ao átomo, o que aumenta a energia necessária para remover um elétron (maior EI). A alternativa inverte o conceito de estabilidade.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Diz que a repulsão dos elétrons 2p na espécie N+ é muito alta, estabilizando o cátion e aumentando a EI(N). Novamente, foca no cátion e não no átomo neutro. Além disso, a repulsão em N+ não é o fator determinante; a alta EI do N se deve à estabilidade do átomo neutro, não à estabilidade do cátion.
Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Explica corretamente: "No caso do oxigênio, dois elétrons ocupam o mesmo orbital p, causando forte repulsão e diminuindo relativamente a EI(O)." A repulsão elétron-elétron no orbital emparelhado torna mais fácil remover um elétron, reduzindo a energia de ionização do oxigênio em comparação ao nitrogênio.
NÃO CAIA NESSA!
A banca explora a tendência geral (EI aumenta da esquerda para a direita) e a exceção específica. O erro comum é achar que a configuração semipreenchida é instável ou que a repulsão no cátion é relevante. Lembre-se: a energia de ionização depende da configuração do átomo neutro; a repulsão entre elétrons emparelhados reduz a EI.