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levou 18 s
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A alternativa correta é C.
As configurações eletrônicas do nitrogênio e do oxigênio são:
\mathrm{N}:1s^2\,2s^2\,2p^3
\qquad
\mathrm{O}:1s^2\,2s^2\,2p^4.
Pela regra de Hund, os elétrons se distribuem nos três orbitais 2p assim:
\mathrm{N}:\ [\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]
\qquad
\mathrm{O}:\ [\uparrow\downarrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow].
No oxigênio, há dois elétrons ocupando o mesmo orbital 2p. A repulsão entre eles facilita a remoção de um desses elétrons. Por isso, sua primeira energia de ionização é menor que a do nitrogênio, cujo subnível 2p está semipreenchido:
1314<1402\ \text{kJ/mol}.
As demais alternativas apresentam erros:
- A: o lítio tem o maior, não o menor, raio atômico do segundo período.
- B: a justificativa está invertida: é mais fácil remover o elétron 2p do boro do que um elétron 2s do berílio.
- D: a maior energia de ionização do flúor decorre do aumento da carga nuclear efetiva, não da repulsão entre elétrons, que favorece sua remoção.
- E: o hélio, e não o neônio, tem a maior energia de ionização do grupo. Além disso, o neônio não é o gás nobre de maior raio.
Resposta: C
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levou 12 s
Como pensou
**Explaining ionization energy in Portuguese**
I need to provide a clear explanation regarding ionization energy, specifically focusing on configurations and other aspects, while keeping it concise.
I'll explain the differences between elements like nitrogen (N) and oxygen (O) concerning their orbital configurations. N has unpaired electrons, while O has paired ones that create repulsion, affecting extraction ease. Additionally, I should discuss trends, effective nuclear charge, and exceptions without using misleading terms like "suborbital."
My goal is to give a succinct introduction and provide some key points or options, keeping the word count between 220 to 300. Finally, I’ll conclude with "Resposta C."
A alternativa correta é a (C). A primeira energia de ionização é a energia necessária para retirar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso.
As configurações eletrônicas do nitrogênio e do oxigênio são:
\mathrm{N}:1s^2\,2s^2\,2p^3
\qquad
\mathrm{O}:1s^2\,2s^2\,2p^4.
Pela regra de Hund, os elétrons do subnível 2p distribuem-se assim:
\mathrm{N}:\ [\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]
\qquad
\mathrm{O}:\ [\uparrow\downarrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow].
No oxigênio, há dois elétrons ocupando o mesmo orbital. A repulsão entre eles facilita a remoção de um desses elétrons. Por isso, sua primeira energia de ionização é menor que a do nitrogênio, conforme a tabela: 1314<1402\ \text{kJ/mol}.
As demais alternativas estão incorretas:
- (A): o lítio apresenta o maior, e não o menor, raio atômico do segundo período.
- (B): o elétron 2p do boro é mais fácil de remover que um elétron 2s do berílio; a justificativa está invertida.
- (D): a maior energia de ionização do flúor decorre principalmente da maior carga nuclear efetiva, e não da repulsão entre elétrons emparelhados.
- (E): o hélio tem a maior primeira energia de ionização do grupo dos gases nobres, e o neônio não possui o maior raio atômico desse grupo.
Resposta: C
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levou 6 s
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**Clarifying Ne properties**
I need to clarify that Neon (Ne) is indeed the smallest noble gas, and while it might be the highest in its group, saying it's due to the greatest atomic radius isn’t correct. It's essential to explain the trends in ionization energy and electron configurations accurately. I want to ensure my explanation is concise, particularly since it needs to be in Portuguese. Let's work on making this clear and straightforward!
A alternativa correta é a (C). O nitrogênio tem configuração 1s^2\,2s^2\,2p^3, com os três elétrons 2p desemparelhados. No oxigênio, 2p^4, há um par de elétrons no subnível 2p; a repulsão entre eles facilita a remoção de um elétron. Assim, a primeira energia de ionização do oxigênio é menor que a do nitrogênio, como mostra a tabela: 1314<1402\ \text{kJ/mol}.
As demais estão incorretas: o lítio tem o maior raio atômico do segundo período; o elétron removido do boro está em 2p, mais fácil de remover que um elétron 2s; a repulsão no flúor não explica sua energia de ionização maior; e o neônio não tem o maior raio entre os gases nobres.
Resposta: C
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levou 11 s
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Analisando cada alternativa com base na tabela e nas configurações eletrônicas:
(A) Falsa. O lítio tem a menor energia de ionização, mas porque seu raio atômico é o maior do período (menor carga nuclear efetiva), não o menor.
(B) Falsa. A energia de ionização do Be (899 kJ/mol) é maior que a do B (801 kJ/mol), mas a justificativa está invertida: o Be perde um elétron do orbital 2s (mais penetrante, mais fortemente ligado), enquanto o B perde um elétron do orbital 2p (mais energético, mais blindado). Logo, é mais difícil remover um elétron de um orbital 2s do que de um 2p.
(C) Verdadeira. N: 1s² 2s² 2p³ (orbitais p semipreenchidos, um elétron em cada, configuração estável). O: 1s² 2s² 2p⁴ — o quarto elétron emparelha-se em um orbital 2p, gerando repulsão intereletrônica nesse par, o que facilita a sua remoção. Por isso a energia de ionização do O (1314 kJ/mol) é menor que a do N (1402 kJ/mol).
(D) Falsa. A energia de ionização do F é de fato maior que a do O, mas a razão é a maior carga nuclear efetiva do flúor. A existência de dois pares emparelhados no 2p do F (2p⁵) seria um fator que diminuiria a energia de ionização, não a aumentaria.
(E) Falsa. O neônio tem a maior energia de ionização entre os gases nobres (exceto o He), mas porque possui menor raio atômico dentro do grupo (é o segundo gás nobre), não maior.
Resposta: C
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levou 11 s
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So oxygen's paired electron in one 2p orbital creates repulsion that lowers its ionization energy, confirming C. Checking the others: D's reasoning is wrong since fluorine's higher IE comes from greater nuclear charge, not repulsion; B misstates the ease of removal; A correctly notes lithium has the largest radius while E correctly notes neon has the smallest.
Análise das alternativas
-
(A) Falsa. A energia de ionização do lítio é de fato a menor (520 kJ/mol). A causa, porém, é o raio atômico ser o maior do período, e não o menor. Além disso, o elétron 2s fica blindado pelo cerne 1s².
-
(B) Falsa. A EI do Be (899) é realmente maior que a do B (801), mas a justificativa está invertida. O orbital 2p tem energia maior e é mais blindado que o 2s, então é mais fácil remover o elétron 2p do boro. No berílio, sai um elétron 2s, mais penetrante e mais difícil de remover.
-
(C) Verdadeira. O N tem configuração 2p³, com um elétron em cada orbital p (semipreenchido e estável). O O tem configuração 2p⁴, e um dos orbitais 2p fica com um par de elétrons. A repulsão intereletrônica nesse par facilita a remoção de um deles. Por isso a EI do O (1314) é menor que a do N (1402).
-
(D) Falsa. O flúor (2p⁵) tem mais pares de elétrons que o oxigênio (2p⁴), o que favoreceria uma EI menor. A EI do flúor é maior por causa da maior carga nuclear efetiva e do menor raio, não pela repulsão no oxigênio.
-
(E) Falsa. O neônio tem a maior EI entre os gases nobres listados no período, mas porque é o gás nobre de menor raio atômico do grupo (abaixo dele, só o He tem raio menor e EI maior).
Resposta: C
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levou 6 s
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Análise das alternativas:
(A) Falsa. O lítio tem a menor energia de ionização por ter o elétron de valência mais afastado do núcleo, em 2s, e o maior raio entre os elementos do período (excluindo o gás nobre). Dizer que seu raio é o menor é um erro.
(B) Falsa. A energia de ionização do Be (899) é maior que a do B (801) porque o elétron removido do B está em um orbital 2p, que é mais energético e mais fácil de remover. Já o do Be está em um orbital 2s, mais penetrante e mais difícil de remover. A justificativa da alternativa está invertida.
(C) Verdadeira. Na configuração do oxigênio (2s² 2p⁴), um dos orbitais 2p contém um par de elétrons. A repulsão intereletrônica nesse par facilita a remoção de um elétron, o que torna a energia de ionização do O (1314) menor que a do N (1402), cuja configuração 2p³ tem os orbitais semipreenchidos, mais estáveis.
(D) Falsa. O flúor (2p⁵) tem dois pares de elétrons no subnível 2p, mas sua energia de ionização é maior que a do oxigênio por causa da maior carga nuclear efetiva e do menor raio, não por repulsão intereletrônica. A repulsão diminuiria a energia de ionização, não a aumentaria.
(E) Falsa. O neônio tem a maior energia de ionização do segundo período, mas não é o gás nobre de maior raio. Dentro do grupo 18, o raio aumenta de cima para baixo e a energia de ionização diminui. O Ne tem a maior energia de ionização do grupo porque tem o menor raio, o oposto do que a alternativa afirma.
Resposta: C
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levou 38 s
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The problem concerns the first ionization energy of elements in the second period of the periodic table.
The table lists first ionization energies for the second-period elements. The question asks which statement about these values is correct. Option A claims that lithium has the smallest energy because its atomic radius is the smallest in the period.
Option A is incorrect because lithium has the largest atomic radius in the period, not the smallest. The reasoning is backwards.
Option B states that beryllium's first ionization energy is higher than boron's because removing an electron from a 2p orbital is harder than from a 2s orbital. This is correct: Be (899) is indeed greater than B (801).
Option B is incorrect. Removing an electron from a 2p orbital is actually easier than from a 2s orbital because 2p has higher energy. The statement reverses this truth and incorrectly attributes beryllium's higher ionization energy to the difficulty of removing from 2p.
Option C states that oxygen's first ionization energy is lower than nitrogen's because of interelectronic repulsion from a paired electron in the 2p suborbital. This is correct: oxygen has a paired electron in 2p, which creates repulsion and makes it easier to remove an electron, resulting in a lower ionization energy.
Option D is incorrect. Fluorine has a higher first ionization energy than oxygen, but the explanation incorrectly attributes this to interelectronic repulsion in the 2p suborbital. Repulsion would make removal easier and lower the energy, not higher.
Option E claims that neon has the highest first ionization energy in its group because it is the noble gas with the largest atomic radius. This is incorrect, as neon actually has the smallest atomic radius in the second period.
The Portuguese word "naquele" refers to the more distant noun, which would be Nitrogen in this sentence. The intended meaning is that Nitrogen has the paired electron causing repulsion, not Oxygen.
The Portuguese word "naquele" refers to the first mentioned noun, not the latter. In the sentence comparing oxygen and nitrogen, it would refer to oxygen, not nitrogen.
A primeira energia de ionização cresce, em geral, ao longo do período, com duas exceções bem conhecidas (Be > B e N > O), explicadas pela configuração eletrônica.
- (A) está errada: o Li tem de fato a menor energia de ionização do período, mas seu raio atômico é o maior (não o menor).
- (B) está errada: embora a energia do Be seja maior que a do B, a justificativa inverte a realidade. O elétron removido do B está no orbital 2p, de energia mais alta que o 2s, e por isso é mais fácil (não mais difícil) de remover.
- (C) está correta: a energia do O (1314 kJ/mol) é menor que a do N (1402 kJ/mol) porque o O possui um par de elétrons no subnível 2p. A repulsão intereletrônica desse par facilita a remoção do elétron.
- (D) está errada: a energia do F é realmente maior que a do O, mas a existência de pares eletrônicos no 2p do F tenderia a diminuir (e não a aumentar) a energia de ionização; o aumento observado deve-se ao maior carga nuclear efetiva.
- (E) está errada: o Ne não possui a maior energia de ionização do grupo 18 (o He tem valor ainda maior) nem o maior raio atômico entre os gases nobres.
Resposta: C
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levou 13 s
Como pensou
We need answer question. Need solve. Let's restate. Table first ionization energies for second period elements Li 520, Be 899, B 801, C 1086, N 1402, O 1314, F 1681, Ne 2081 kJ/mol. Ask: "Pode-se afirmar que, com relação à primeira energia de ionização, a do:" Options.
We need evaluate each. Let's analyze.
First ionization energy generally increases across period left to right due to increasing nuclear charge and decreasing atomic radius, but anomalies: Be > B because B's electron removed from 2p (higher energy, shielded by 2s) vs Be 2s. N > O because O has paired electrons in 2p causing repulsion, easier to remove. Also Li lowest? Actually among second period, Li has lowest first ionization because largest radius and lowest Zeff? Lithium atomic radius is largest, not smallest. Option A says "Lítio é a menor porque o seu raio atômico é o menor..." false.
Option B: "Berílio é mais alta do que a do Boro, pois é mais difícil remover um elétron do orbital 2p do que de um orbital 2s." This statement is wrong? Wait Be IE (899) is higher than B (801). Reason: Be removes 2s electron; B removes 2p electron. It is easier to remove 2p than 2s because 2p is higher energy and more shielded? Actually 2p electron is higher in energy (less penetrating), so easier to remove; therefore B lower. But option says "pois é mais difícil remover um elétron do orbital 2p do que de um orbital 2s." That would imply removing from B (2p) is harder, contradicting higher Be. Let's parse: "Berílio é mais alta do que a do Boro, pois é mais difícil remover um elétron do orbital 2p do que de um orbital 2s." If removing 2p is harder, then B should be higher than Be, not lower. So statement inconsistent. Maybe they mean "porque é mais difícil remover um elétron do orbital 2s do que de um orbital 2p"? But text says 2p than 2s. So B false.
Option C: "Oxigênio é mais baixa do que a do Nitrogênio porque, naquele, há repulsão intereletrônica de um par de elétrons no suborbital 2p." In O (Z=8) electron configuration 1s2 2s2 2p4: one 2p orbital has pair, repulsion, easier to remove one of paired electrons? Actually first IE of O is lower than N due to electron pairing repulsion in 2p, making removal easier. This is correct. But let's check wording: "naquele" = in oxygen. There is repulsion of a pair of electrons in 2p. Yes.
Option D: "Flúor é mais alta do que a do Oxigênio porque, naquele, há repulsão intereletrônica de dois pares de elétrons no suborbital 2p." Wait F IE higher than O. Reason not because of repulsion? Actually F has one more proton, increased nuclear charge, smaller radius; repulsion exists but not cause higher; higher due to increased Zeff. The statement says because in F there is repulsion of two pairs? Hmm "naquele" = in fluorine? There are no two pairs in 2p? F config 2p5: one paired pair and three unpaired? Actually p5 has one pair and three single? Wait p orbitals: 2p5: five electrons: three orbitals: one pair (2) + three singles? No p has 3 orbitals, 5 electrons: one orbital paired (2), two orbitals single (1 each) = total 4? Let's count: 3 orbitals; fill one pair (2), then one each in other two (2 more) = 4? No p5 means five electrons: first three unpaired in each orbital, fourth pairs one, fifth? Actually Hund: p4 has one pair and two unpaired; p5 has two pairs? Wait p5: five electrons: three orbitals. Fill one each (3), then second in two orbitals = 5. So two pairs? Actually two orbitals doubly occupied, one singly occupied. Yes p5 has two pairs (4) and one unpaired. p4 has one pair (2) and two unpaired (2). So F has two pairs in 2p. But repulsion would make removal easier, not higher. The reason F higher than O is increased nuclear charge and smaller size, not repulsion. So D false.
Option E: "Neônio é a mais alta do seu Grupo pois se trata do gás nobre de maior raio atômico." Neon is in group 18, but its first IE? Actually among noble gases, He has highest IE; Ne lower than He, but higher than Ar? Yes Ne IE (2081) is higher than Ar (1521), Kr, Xe, Rn? Actually noble gases: He 2372, Ne 2081, Ar 1521, Kr 1351, Xe 1170, Rn 1037. So Ne is not highest in group (He is). Also "maior raio atômico" false; Ne is not largest. So E false.
Therefore correct answer C. Need explain reasoning in Portuguese. Final line "Resposta: C". Let's craft explanation. Need maybe discuss trends and anomalies. Let's produce final.
A primeira energia de ionização é a energia necessária para remover o elétron mais externo de um átomo no estado gasoso. Ao longo do segundo período, ela geralmente aumenta da esquerda para a direita, devido ao aumento da carga nuclear efetiva e à diminuição do raio atômico. Porém, há duas exceções importantes mostradas na tabela:
-
Be > B: O berílio (Be) tem maior energia de ionização que o boro (B), pois o elétron removido do Be está no orbital 2s, enquanto no B o elétron removido está no orbital 2p. O orbital 2p é menos penetrante e mais energético que o 2s, portanto o elétron 2p é mais fácil de remover. A alternativa (B) inverte essa explicação e está errada.
-
N > O: O nitrogênio (N) tem energia de ionização maior que o oxigênio (O). Isso ocorre porque, no oxigênio, um dos orbitais 2p contém um par de elétrons, gerando repulsão intereletrônica. Essa repulsão facilita a remoção de um elétron, diminuindo a primeira energia de ionização do oxigênio em relação ao nitrogênio.
Analisando as demais alternativas:
- (A) Falsa: o lítio tem o maior raio atômico do período, não o menor.
- (B) Falsa: a justificativa está invertida.
- (D) Falsa: o flúor tem maior energia de ionização que o oxigênio principalmente pelo aumento da carga nuclear efetiva, não pela repulsão.
- (E) Falsa: o neônio não é o gás nobre de maior energia de ionização do grupo; o hélio possui valor maior.
Portanto, a alternativa correta é a C.
Resposta: C
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levou 21 s
Como pensou
**Analyzing Ionization Energies**
I'm currently looking at the ionization energies of the second-period elements. I've got the data for Lithium, Beryllium, Boron, and Carbon. I need to figure out what pattern to use to predict the value for Nitrogen, since its energy isn't provided. I'm focusing on how the data trends across the period.
**Evaluating Ionization Trends**
I've got the ionization energies for Oxygen, Fluorine, and Neon now. I'm focusing on how the values support or contradict the proposed reasoning within the question. I'm specifically examining the differences between Oxygen and Fluorine, and considering electron-electron repulsion within the 2p subshells. Also reviewing the trend for Lithium again, and remembering it is the largest atom in that period.
**Examining Nitrogen's Ionization**
I'm now focusing specifically on Nitrogen and Oxygen. Analyzing the electron configurations, I'm noting the half-filled p-subshell in Nitrogen, which contributes to its stability. Comparing this with Oxygen's configuration, I'm considering the impact of electron-electron repulsion within the paired electrons of one of Oxygen's 2p orbitals. This seems crucial to understanding the energy differences.
Analisando cada uma das alternativas:
- (A) Incorreta: Ao longo de um período da Tabela Periódica, da esquerda para a direita, o número atômico e a carga nuclear efetiva aumentam, fazendo com que o raio atômico diminua. Portanto, o lítio possui o maior raio atômico do segundo período, e não o menor.
- (B) Incorreta: O berílio tem configuração 1s^2\,2s^2, enquanto o boro tem configuração 1s^2\,2s^2\,2p^1. O elétron no orbital 2p possui maior energia e está mais blindado pelos elétrons internos, sendo mais fácil removê-lo do que um elétron de um orbital 2s completo.
- (C) Correta: O nitrogênio tem configuração de valência 2s^2\,2p_x^1\,2p_y^1\,2p_z^1 (três elétrons desemparelhados no subnível 2p), enquanto o oxigênio tem 2s^2\,2p_x^2\,2p_y^1\,2p_z^1. A presença de um par de elétrons compartilhando o mesmo orbital 2p no oxigênio gera repulsão intereletrônica, facilitando a ejeção de um elétron e, consequentemente, reduzindo a energia de ionização em relação ao nitrogênio.
- (D) Incorreta: A maior energia de ionização do flúor em relação ao oxigênio decorre do aumento da carga nuclear efetiva (Z = 9 contra Z = 8) e da consequente diminuição do raio atômico, o que atrai mais fortemente os elétrons de valência.
- (E) Incorreta: O gás nobre com a maior energia de ionização do grupo 18 é o hélio (\text{He}), que também é o de menor raio atômico. Além disso, o raio atômico cresce ao descer pelo grupo, logo o neônio não é o de maior raio.
Resposta: C
