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346 CAPÍTULO 8 Relaciones periódicas entre los elementos

Aunque la tendencia general en la tabla periódica es que la primera energía de ioni-
zación aumente de izquierda a derecha, existen algunas irregularidades. La primera excep-
ción se encuentra entre los elementos de los grupos 2A y 3A del mismo periodo (por
ejemplo, al ir del Be al B, y del Mg al Al). La primera energía de ionización de los ele-
mentos del grupo 3A es menor que la de los elementos del grupo 2A porque tienen sólo
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un electrón en el subnivel externo p (ns np ), el cual se encuentra bien apantallado por
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los electrones del kernel y por los electrones ns . En consecuencia, se necesita menor
energía para desprender sólo un electrón p que para desprender un electrón s apareado del
mismo nivel energético principal. La segunda irregularidad se localiza entre los grupos 5A
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y 6A (por ejemplo, del N al O y del P al S). En los elementos del grupo 5A (ns np ), los
electrones p se encuentran en tres orbitales diferentes, de acuerdo con la regla de Hund.
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En el grupo 6A (ns np ), el electrón adicional debe estar apareado con uno de los tres
electrones p. La proximidad entre dos electrones en el mismo orbital provoca gran repul-
sión electrostática, lo que facilita la ionización de un átomo de un elemento del grupo 6A,
incluso cuando la carga nuclear aumenta en una unidad. Por lo tanto, las energías de io-
nización para los elementos del grupo 6A son menores que las de los elementos del
grupo 5A en el mismo periodo.
En el ejemplo 8.4 se comparan las energías de ionización de algunos elementos.

1A 8A
2A 3A 4A 5A 6A 7A Ejemplo 8.4
Li Be O
S
a) ¿Cuál átomo debe tener una primera energía de ionización menor, el oxígeno o el azufre?
b) ¿Cuál átomo debe tener una segunda energía de ionización mayor, el litio o el berilio?
Estrategia a) La primera energía de ionización disminuye a medida que se desciende en un
grupo debido a que el electrón más externo está más alejado del núcleo y siente menor
atracción. b) El desprendimiento del electrón más externo requiere menor energía si está
apantallado por un nivel interno lleno.
Solución a) El oxígeno y el azufre pertenecen al grupo 6A. Tienen la misma confi guración
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electrónica de valencia (ns np ), pero el electrón 3p del azufre está más lejos del núcleo y
experimenta menor atracción nuclear que el electrón 2p del oxígeno. Así, podemos pronosti-
car que el azufre debe tener una primera energía de ionización menor.
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b) Las confi guraciones electrónicas de Li y Be son 1s 2s y 1s 2s , respectivamente. La
segunda energía de ionización es la energía mínima que se requiere para desprender un
electrón de un ion gaseoso monopositivo en su estado fundamental. Para el segundo
proceso de ionización, tenemos:
i L 1 (g) ¡ Li 21 (g) 1 e 2
1s 2 1s 1
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B e (g) ¡ Be 21 (g) 1 e 2
2
1s 2s 1 1s 2
Como los electrones 1s apantallan a los electrones 2s mucho mejor que lo que se apan-
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tallan entre sí, podemos pronosticar que debe ser más fácil eliminar un electrón 2s del Be ,
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que desprender un electrón 1s del Li .
Verifi cación Compare su resultado con los datos mostrados en la tabla 8.2. En a), ¿su
pronóstico coincide con el hecho de que la naturaleza metálica de los elementos se
incrementa al descender en un grupo periódico? En b), ¿su pronóstico explica el hecho de
que los metales alcalinos formen iones 11 en tanto que los metales alcalinotérreos formen
Problema similar: 8.55. iones 12?
Ejercicio de práctica a) ¿Cuál de los siguientes átomos tendrá una primera energía de
ionización mayor, N o P? b) ¿Cuál de los siguientes átomos tendrá una segunda energía de
ionización menor, Na o Mg?