Ricordiamo che l’energia di prima ionizzazione è l’energia necessaria a strappare un elettrone ad un atomo neutro di un certo elemento. Nel nostro caso parliamo dell’energia necessaria affinchè avvengano le seguenti reazioni:

Mg→ Mg⁺¹ + 1 e^‒

Al → Al⁺¹ + 1 e^‒

L’energia di prima ionizzazione, al pari delle altre proprieà periodiche (elettronegatività, affinità elettronica e raggio atomico), spostandosi all’interno della tavola periodica ha un andamento del seguente tipo:

aumenta spostandosi verso destra da un elemento all’altro nello stesso periodo

diminuisce spostandosi verso il basso in uno stesso gruppo.

Il quiz confronta l’energia di prima ionizzazione del magnesio e quella dell’alluminio, due elementi contigui all’interno del secondo periodo. Il quiz afferma che, contrariamente alle regole ora ricordate, il magnesio possiede un energia di prima ionizzazione superiore all’alluminio che si trova più a destra. Il che può sembrare una anomalia rispetto alla regola generale.

Anche se nella tavola periodica degli elementi il magnesio e l’alluminio sembrano distanti, dobbiamo ricordarci che per il blocco d che li tiene graficamente separati in raltà è come se non ci fosse.

Per uno studente liceale non è semplice conoscere le cause specifiche che sono alla base della diversità tra le energie di prima ionizzazione dei due elementi. Dobbiamo capire cosa succede nelle due reazioni.

Ricordiamo le configurazioni elettroniche del magnesio e dell’alluminio

Mg 1s² 2s² 2p⁶ 3s²

Al 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 2p¹

Quando ad un atomo di magnesio viene strappato un elettrone, l’orbitale 3s che inizialmente era pieno con due elettroni) rimane incompleto; esprimiamo questo concetto dicendo che il sottolivello s rimane incompleto.

Quando ad un atomo di alluminio viene strappato un elettrone, questo elettrone viene tolto dal sottolivello degli orbitali p mentre il sotto livello s rimane completo. Proprio la completezza intoccata del sottolivello s rende abbastanza stabile lo ione Al⁺ e il processo di ionizzazione risulta meno costoso a livello di energia. È questa la causa che stiamo cercando espressa nella risposta E).

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Se non siamo riusciti a svolgere il non semplice ragionamento sopra esposto, si può provare a risolvere il quiz per esclusione.

A) Il raggio atomico non influisce sulle energie di ionizzazione.

B) L’alluminio è più elettronegativo del magnesio (al contrario di quanto espone la rispsosta)

C) È ovvio che l’alluminio possiede un protone in più rispetto al magnesio in quanto è l’elemento che lo segue nella tavola periodica. Ma questo non ha alcuna attinenza con il fenomeno in questione.

D) Il numero di neutroni inetesso solo al fine della deteminazione della massa atomica e non ha alcuna influenza.