Az ionizációs energia meghatározása és trendje

Az ionizációs energia a energia szükséges a elektron a gázneműatom vagy ion. Az első vagy a kezdeti ionizációs energia vagy E_én atom vagy molekula az energia eltávolításához szükséges energia anyajegy elektronok mennyisége izolált gáz-halmaz atomokból vagy ionokból egy molból.

Gondolhat ionizációs energia mint az elektron eltávolításának nehézsége vagy az elektron kötődésének erőssége. Minél nagyobb az ionizációs energia, annál nehezebb elektronot eltávolítani. Ezért az ionizációs energia a reaktivitás mutatója. Az ionizációs energia fontos, mivel felhasználható a kémiai kötések erősségének előrejelzésére.

Más néven: ionizációs potenciál, IE, IP, ΔH °

egységek: Az ionizációs energiát kilodžaul / mól egységben (kJ / mol) vagy elektronvoltokban (eV) kell megadni.

Ionizáció, atomi és ionos sugár, az elektronegativitás, az elektron affinitás és a fémség, követi a tendenciát az elemek periódusos tábláján.

• Az ionizációs energia általában növekszik balról jobbra egy elemszakaszon (sor). Ennek oka az, hogy az atom sugara általában csökken egy adott időszakban mozogva, tehát nagyobb a hatékony vonzereje a negatívan töltött elektronok és a pozitívan töltött atommag között. Az ionizáció minimális értéke az alkálifém esetében az asztal bal oldalán, és a maximális értéke a nemesgáz esetében az időszak jobb szélén. A nemesgáz töltött valenciahéjjal rendelkezik, így ellenáll az elektron eltávolításának.
  instagram viewer
• Az ionizáció csökken az elemcsoport (oszlop) fentről lefelé történő mozgatásával. Ennek oka az, hogy a legkülső elektron fő kvantumszáma növekszik egy csoport lefelé haladva. Több proton van az atomokban, amelyek egy csoportot lefelé mozognak (nagyobb pozitív töltés), mégis az, hogy behúzódjon az elektronhéjak, így kisebbekké válnak, és a külső elektronokat kiszűrik a sejtmag. Több elektronhéjat adunk hozzá egy csoport lefelé mozogva, így a legkülső elektron egyre távolodik a magtól.

A legkülső anyag eltávolításához szükséges energia vegyérték-elektron semleges atomból az első ionizációs energia. A második ionizációs energia az, amely a következő elektron eltávolításához szükséges, és így tovább. A második ionizációs energia mindig magasabb, mint az első ionizációs energia. Vegyünk például egy alkálifém-atomot. Az első elektron eltávolítása viszonylag egyszerű, mivel vesztesége az atom számára stabil elektronhéjat eredményez. A második elektron eltávolítása során egy új elektronhéjat vonnak be, amely közelebb és szorosabban kapcsolódik az atommaghoz.

A hidrogén első ionizációs energiáját a következő egyenlettel reprezentálhatjuk:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Ha megvizsgáljuk az első ionizációs energiák diagramját, akkor a trend két kivétele könnyen felismerhető. A bór első ionizációs energiája kevesebb, mint a berilliumé, az oxigén első ionizációs energiája pedig kisebb, mint a nitrogéné.

Az eltérés oka ezen elemek elektronkonfigurációja és Hund szabálya. A berillium esetében az első ionizációs potenciál elektron a 2-ből származiks orbitális, bár a bór ionizációja egyp elektron. Mind az nitrogén, mind az oxigén esetében az elektron a 2-ből származikp orbitálisan, de a spin mindkét esetben azonosp nitrogén elektronok, míg a kettő egyikében párosított elektronok vannakp oxigénpályák.

• Az ionizációs energia az a minimális energia, amely ahhoz szükséges, hogy egy elektron eltávolításra kerüljön egy atomból vagy ionból a gázfázisban.
• Az ionizációs energia leggyakoribb egységei: kilodulok / mól (kJ / M) vagy elektronvolt (eV).
• Az ionizációs energia periodikusságot mutat a periodikus táblán.
• Az általános tendencia az, hogy az ionizációs energia növekszik balról jobbra az elemi periódus alatt. Balra jobbra haladva egy szakaszon keresztül, az atom sugara csökken, tehát az elektronok jobban vonzódnak a (közelebbi) atommaghoz.
• Az általános tendencia az, hogy az ionizációs energia csökken egy periodikus táblázati csoport felől lefelé és lefelé történő mozgatásával. Egy csoport lefelé haladva hozzáadunk egy valenciahéjat. A legkülső elektronok távolabb vannak a pozitív töltésű magból, így könnyebben eltávolíthatók.

• F. Albert Cotton és Geoffrey Wilkinson, Fejlett szervetlen kémia (5. kiadás, John Wiley, 1988) 131. o.
• Lang, Peter Peter.; Smith, Barry C. "Az atomok ionizációs energiája és az atomionok". Ja kémiai oktatásról. 80 (8).