Jonizācijas enerģijas definīcija un tendence

Jonizācijas enerģija ir enerģija nepieciešams noņemt elektrons no a gāzveidaatoms vai jonu. Pirmā vai sākotnējā jonizācijas enerģija jeb E_i atoma vai molekula ir enerģija, kas nepieciešama vienas noņemšanai mols elektronu skaits no viena mola atdalītu gāzveida atomu vai jonu.

Jūs varat domāt par jonizācijas enerģija kā elektronu noņemšanas grūtības vai stiprības pakāpi, ar kuru elektrons ir saistīts. Jo augstāka jonizācijas enerģija, jo grūtāk noņemt elektronu. Tāpēc jonizācijas enerģija ir reaģētspējas indikators. Jonizācijas enerģija ir svarīga, jo to var izmantot, lai palīdzētu paredzēt ķīmisko saišu stiprību.

Zināms arī kā: jonizācijas potenciāls, IE, IP, ΔH °

VienībasJonizācijas enerģiju paziņo kilodžoulu vienībās uz mola (kJ / mol) vai elektronu voltos (eV).

Jonizācija kopā ar atomu un jonu rādiuss, elektronegativitāte, elektronu afinitāte un metalitāte seko periodisko elementu tabulas tendencei.

• Jonizācijas enerģija parasti palielinās, pārvietojoties no kreisās uz labo elementa periodā (rindā). Tas notiek tāpēc, ka atoma rādiuss parasti pārvietojas visā periodā, tāpēc starp negatīvi lādētiem elektroniem un pozitīvi lādētu kodolu ir lielāka efektīvā pievilcība. Jonizācijas jonu vērtība ir minimālā sārmu metālu vērtībai galda kreisajā pusē un maksimālā cēlgāzes vērtība perioda labajā pusē. Cēlgāzei ir piepildīts valences apvalks, tāpēc tā pretojas elektronu noņemšanai.
  instagram viewer
• Jonizācija samazinās, pārvietojoties no augšas uz leju elementu grupā (kolonnā). Tas notiek tāpēc, ka attālākā elektrona galvenais kvantu skaits palielinās, pārvietojoties pa grupu. Atomos ir vairāk protonu, kas pārvietojas pa grupu (lielāks pozitīvais lādiņš), tomēr efekts ir ievilkšana elektronu čaumalas, padarot tās mazākas un izsijājot ārējos elektronus no pievilcīgā spēka kodols. Vairāk elektronu čaulas tiek pievienotas, pārvietojoties pa grupu, tāpēc visattālākais elektrons kļūst arvien attālāks no kodola.

Enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu attālāko valences elektrons no neitrāla atoma ir pirmā jonizācijas enerģija. Otrā jonizācijas enerģija ir tā, kas nepieciešama, lai noņemtu nākamo elektronu utt. Otrās jonizācijas enerģija vienmēr ir augstāka par pirmās jonizācijas enerģiju. Ņem, piemēram, sārmu metāla atomu. Pirmā elektronu noņemšana ir samērā vienkārša, jo tā zaudēšana atomam piešķir stabilu elektronu apvalku. Otrā elektrona noņemšana ietver jaunu elektronu apvalku, kas ir tuvāk un ciešāk saistīts ar atoma kodolu.

Pirmo ūdeņraža jonizācijas enerģiju var attēlot ar šādu vienādojumu:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Ja aplūkojat pirmo jonizācijas enerģijas diagrammu, ir skaidri redzami divi tendences izņēmumi. Pirmā bora jonizācijas enerģija ir mazāka nekā berilija, un skābekļa pirmās jonizācijas enerģija ir mazāka nekā slāpekļa.

Neatbilstības iemesls ir saistīts ar šo elementu elektronu konfigurāciju un Hunda likumu. Berilijam pirmais jonizācijas potenciāla elektrons nāk no 2s orbitāli, kaut arī bora jonizācija ir saistīta ar 2lpp elektrons. Gan slāpeklim, gan skābeklim elektrons nāk no 2lpp orbitāli, bet griešanās ir vienāda visiem 2lpp slāpekļa elektroniem, savukārt vienā no pāriem ir pāra elektronu komplektslpp skābekļa orbitāles.

• Jonizācijas enerģija ir minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu elektronu no atoma vai jona gāzes fāzē.
• Visizplatītākās jonizācijas enerģijas vienības ir kilodžouli uz mola (kJ / M) vai elektronu volti (eV).
• Jonizācijas enerģija periodiskajā tabulā uzrāda periodiskumu.
• Vispārējā tendence ir tāda, ka jonizācijas enerģija elementa periodā palielinās pārvietojoties no kreisās uz labo pusi. Periodā virzoties pa kreisi uz labo pusi, atoma rādiuss samazinās, tāpēc elektronus vairāk piesaista (tuvāk) kodols.
• Periodisko tabulu grupas jonizācijas enerģijas samazināšanās virzās no augšas uz leju uz leju. Pārvietojoties pa grupu, tiek pievienots valences apvalks. Tālākie elektroni atrodas tālāk no pozitīvi lādēta kodola, tāpēc tos ir vieglāk noņemt.

• F. Alberts Kokvilna un Džefrijs Vilkinsons, Uzlabotā neorganiskā ķīmija (5. izdevums, Džons Vileijs, 1988) 131. lpp.
• Langs, Pēteris F.; Smits, Barijs C. "Atomu un atomu jonu jonizācijas enerģijas". Džmūsu ķīmiskās izglītības programma. 80 (8).