Perché la prima energia di ionizzazione di un non metallo è significativamente superiore a quella di un metallo alcalino?

La prima energia di ionizzazione di un elemento è l'energia necessaria per rimuovere l'elettrone più esterno (valenza) da un atomo neutro nello stato gassoso per formare un catione.

#X_"(g)" + "energy"##rarr##"X"_"(g)"^(+) + e^(-)"#

La prima energia di ionizzazione di un elemento ha una relazione inversa con il suo raggio atomico.

Attraverso un periodo da sinistra a destra in poi la tavola periodica, la prima energia di ionizzazione aumenta e il raggio atomico diminuisce. Sotto un gruppo, la prima energia di ionizzazione diminuisce e aumenta il raggio atomico.

Gli atomi dei metalli alcalini hanno raggi più grandi di quelli dei non metalli. Per questo motivo, l'attrazione del nucleo atomico caricato positivamente per l'elettrone di valenza è molto inferiore a quella di un non metallo.

Pertanto, la prima energia di ionizzazione di un metallo alcalino è molto inferiore a quella di un non metallo. Per questo motivo, i metalli alcalini perdono il loro singolo elettrone di valenza che produce un catione con una carica di #1^+#. Un esempio è l'atomo di sodio neutro (Na), nel periodo 3, che ha un raggio atomico di #"190 picometers"# #("pm")#e una prima energia di ionizzazione di #"496 kilojoules/mol"# #("kJ/mol")#.

Gli atomi dei non metalli hanno raggi più piccoli, quindi il nucleo caricato positivamente ha una maggiore attrazione per elettroni di valenza.

Quindi la prima energia di ionizzazione per un non metallo è molto maggiore di quella di un metallo alcalino, quindi i non metalli non perdono elettroni in un legame ionico, ma ottengono invece uno o più elettroni e formano anioni. Un esempio è un atomo di cloro neutro (Cl), anch'esso nel periodo 3, che ha un raggio atomico di #"79 pm"#e una prima energia di ionizzazione di #"1251 kJ/mol"#. Confronta questi valori con un atomo di Na neutro precedentemente menzionato.

Fare riferimento allo schema seguente.

La prima energia di ionizzazione aumenta durante un periodo. #"H"# (non etichettato) a #"He"# è il periodo 1, #"Li"# a #"Ne"# è il periodo 2, #"Na"# a #"Ar"# è il periodo 3 e così via.