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Au regard des énergies d’ionisation successives en kilojoules par mole données dans le tableau ci-dessous, lequel des éléments suivants est-il le plus susceptible de figurer dans le groupe trois du tableau périodique ?
Le tableau fournit les énergies d’ionisation successives de cinq éléments inconnus, de la première énergie d’ionisation à la sixième. Les énergies d’ionisation successives sont des valeurs qui quantifient la quantité d’énergie nécessaire pour éliminer consécutivement des électrons d’un élément à l’état gazeux. Le modèle d’énergies d’ionisation consécutives d’un élément spécifique donne un aperçu de la configuration électronique de ses atomes.
En général, l’énergie d’ionisation augmente avec le nombre d’électrons éliminés. Retirer des électrons à des ions chargés positivement nécessite plus d’énergie. Cependant, une forte augmentation de l’énergie d’ionisation - significativement différente de l’augmentation générale -indique que l’électron est retiré d’un niveau d’énergie plus proche du noyau. Les électrons les plus proches du noyau sont plus fortement liés par attraction électrostatique, il faut donc plus d’énergie pour les éliminer.
Examinons les modèles de chacun des cinq éléments inconnus pour découvrir leurs configurations électroniques et déterminer lequel pourrait appartenir groupe trois du tableau périodique. L’augmentation de l’énergie d’ionisation la plus significative pour l’élément un apparaît entre les quatrième et cinquième énergies d’ionisation. Cela signifie que les quatre premiers électrons retirés appartenaient probablement au même niveau d’énergie et étaient moins fortement liés que le cinquième. Le cinquième électron retiré se trouvait probablement dans un niveau d’énergie plus proche du noyau que les quatre premiers électrons. Par conséquent, il est probable que l’élément un ait quatre électrons de valence et se trouve dans le groupe quatre du tableau périodique, qu’on peut également appeler le groupe 14, si nous tenons compte des métaux de transition du bloc d.
L’augmentation d’énergie d’ionisation pour l’élément deux a lieu entre les première et deuxième énergies d’ionisation. Par conséquent, il est probable que l’élément deux figure dans le groupe un du tableau périodique. L’augmentation d’énergie d’ionisation la plus forte pour l’élément trois apparaît entre les deuxième et troisième énergies d’ionisation. Il est donc probable que l’élément trois figure dans le groupe deux du tableau périodique. L’élément quatre présente la plus forte augmentation entre les troisième et quatrième énergies d’ionisation. L’élément quatre est donc susceptible de figurer dans le groupe trois ou 13 du tableau périodique. Enfin, l’élément cinq n’a aucune augmentation significativement différente des autres et pourrait donc appartenir aux groupes 16, 17 ou 18.
Par conséquent, l’élément le plus susceptible de figurer dans le groupe trois du tableau périodique est l’élément quatre.
