L’energia di ionizzazione primaria di zolfo e fosforo

Francesca ha scritto:

Gentile professoressa avrei una curiosità da chiederle riguardo i potenziali di prima ionizzazione. Grazie.

Perché il potenziale di prima ionizzazione del fosforo è maggiore del potenziale di prima ionizzazione dello zolfo? Non dovrebbe essere l’inverso?

 

La risposta è questa:

Cara Francesca, l’energia di prima ionizzazione è una delle proprietà periodiche, cioè è una proprietà caratteristica degli atomi che variano con continuità all’interno di un gruppo o di un periodo della tavola periodica. In particolare, l’energia di prima ionizzazione rappresenta l’energia necessaria per strappare un elettrone ad un atomo allo stato gassoso, trasformandolo in catione. Tale valore cresce muovendosi lungo un periodo e decresce scendendo lungo un gruppo.

Tuttavia esistono alcune eccezioni, che sono giustificabili se prendiamo in considerazione la configurazione elettronica degli atomi coinvolti. Confrontiamo quella dello zolfo e quella del fosforo:

S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

P: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

L’atomo di fosforo presenta gli orbitali 3p semipieni, secondo la regola di Hund, con un elettrone in ogni orbitale di tipo 3p: questo conferisce al fosforo una certa stabilità energetica.

Al contrario, l’atomo di zolfo contiene un orbitale 3p in cui sono presenti due elettroni con spin antiparallelo: rimuovendo questo elettrone, che S possiede in più rispetto a P, si raggiunge la configurazione con gli orbitali 3p semipieni, che corrisponde ad una situazione energetica di maggior stabilità.

Per questo motivo, il potenziale di prima ionizzazione degli elementi del gruppo VIA è generalmente inferiore a quello degli elementi del gruppo VA, contravvenendo all’andamento atteso.

Le eccezioni in Chimica hanno sempre una motivazione valida per contravvenire alla regola!

Per la lezione

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