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Laquelle des équations suivantes est susceptible de correspondre à la plus grande énergie d’ionisation ? (A) F gazeux réagit pour produire F + gazeux plus e -. (B) B gazeux réagit pour produire B + gazeux plus e -. (C) N gazeux réagit pour produire N + gazeux plus e -. (D) Li gazeux réagit pour produire Li + gazeux plus e -. Ou (E) Na gazeux réagit pour produire Na + gazeux plus e-.
Dans cette question, nous devons identifier l’équation qui correspond probablement à l’énergie d’ionisation la plus élevée. Décrivons d’abord le terme « énergie d’ionisation ». L’énergie d’ionisation est la quantité d’énergie nécessaire pour éliminer complètement l’électron le plus faiblement lié d’un atome gazeux isolé. Nous devons comprendre que l’énergie d’ionisation dépend de la taille de l’atome. Cela peut être déterminé à partir de la position de l’atome dans le tableau périodique.
Les éléments situés à gauche dans le tableau périodique ont un rayon relativement grand, il y a donc une distance raisonnable entre leur noyau et les électrons les plus faiblement liés. Il est relativement facile de retirer un électron de ces éléments chimiques, et cela ne nécessite pas beaucoup d’énergie.
L’équation (D) décrit la première énergie d’ionisation du lithium. La distance entre le noyau du lithium et l'électron le plus externe du lithium est importante par rapport aux autres éléments de la période 2. Cela signifie que l’énergie d’ionisation est faible. Pour cette raison, le choix de réponse (D) n’est pas la réponse à cette question.
Les éléments sur le côté droit du tableau périodique ont un rayon relativement petit. Ils ont généralement moins d’espace entre leur noyau et les électrons les plus faiblement liés. Le fluor a une énergie de première ionisation élevée car les atomes de fluor ont un petit rayon. Il existe de fortes forces d’attraction électrostatique entre son noyau et les électrons les plus faiblement liés. Comme le fluor est l’élément le plus à droite de la période deux, on peut en déduire qu’il aurait une énergie de première ionisation plus élevée que l’azote ou le bore. Pour cette raison, nous pouvons éliminer les choix de réponse (B) et (C).
Il faut voir que l’énergie d’ionisation doit diminuer quand on descend dans un groupe en raison de l’augmentation de la taille de l’atome. Ainsi, le sodium devrait avoir une faible énergie d’ionisation. Le sodium devrait avoir les atomes les plus grands et l’énergie d’ionisation la plus faible de tous les choix de réponse. Pour cette raison, nous pouvons exclure le choix de réponse (E).
Comme le fluor a les plus petits atomes et l’énergie d’ionisation la plus élevée, l’équation susceptible de correspondre à la plus grande énergie d’ionisation est (A) : F gazeux réagit pour produire F + gazeux plus e -.
