El verdadero problema aquí es la estabilidad de la configuración electrónica, en lugar de la repulsión entre los electrones. La configuración más estable para una subshell es estar completamente llena, razón por la cual los gases nobles tienen energías de ionización tan altas. Sin embargo, la siguiente configuración más estable es que una subshell esté medio llena, donde cada uno de sus orbitales contiene un electrón.
N disfruta de esta mitad de estabilidad total: sus subcapas 1s y 2s están llenas, y luego cada uno de los tres orbitales 2p contiene un electrón. En contraste, O tiene una configuración menos estable, en la cual uno de los orbitales 2p está lleno y los otros dos medio llenos. Por lo tanto, la eliminación de ese primer electrón de O está poniendo los electrones restantes en la configuración media llena más estable, mientras que la eliminación de un electrón de N deja los electrones restantes en una configuración menos estable. Eso explica la menor energía de ionización de O.
Ese problema no se aplica si fuera a eliminar un segundo electrón, por lo que la segunda energía de ionización de O es mayor que la de N, como era de esperar.
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