Elementu jonizācijas enerģija

Kas jums jāzina par jonizācijas enerģiju

Jonizācijas enerģija palielinās, virzoties no kreisās uz labo pusi pa periodisko tabulu, un samazinās, virzoties uz leju grupā. Dankans Vokers / Getty Images

The jonizācijas enerģija , vai jonizācijas potenciāls, ir enerģija, kas nepieciešama, lai pilnībā noņemtu elektrons no gāzveida atoma vai jona. Jo tuvāk un ciešāk saistīts elektrons ir ar kodols , jo grūtāk to būs noņemt, un jo lielāka būs tā jonizācijas enerģija.

Galvenās iespējas: jonizācijas enerģija

• Jonizācijas enerģija ir enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai pilnībā noņemtu elektronu no gāzveida atoma.
• Parasti pirmā jonizācijas enerģija ir zemāka par to, kas nepieciešama nākamo elektronu noņemšanai. Ir izņēmumi.
• Jonizācijas enerģija uzrāda tendenci periodiskajā tabulā. Jonizācijas enerģija parasti palielinās, virzoties no kreisās puses uz labo pa periodu vai rindu, un samazinās, virzoties no augšas uz leju elementu grupā vai kolonnā.

Jonizācijas enerģijas vienības

Jonizācijas enerģiju mēra elektronvoltos (eV). Dažreiz molārās jonizācijas enerģija tiek izteikta J/mol.

Pirmā vs nākamā jonizācijas enerģija

Pirmā jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama viena elektrona noņemšanai no pamatatoma. Otrais jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu otru valences elektronu no vienvērtīgā jona, lai izveidotu divvērtīgo jonu utt. Secīgas jonizācijas enerģijas palielinās. Otrā jonizācijas enerģija (gandrīz) vienmēr ir lielāka par pirmo jonizācijas enerģiju.

Ir pāris izņēmumi. Bora pirmā jonizācijas enerģija ir mazāka nekā berilija. Pirmā skābekļa jonizācijas enerģija ir lielāka nekā slāpekļa. Izņēmumu iemesls ir saistīts ar to elektronu konfigurāciju. Berilijā pirmais elektrons nāk no 2s orbitāles, kas var saturēt divus elektronus, kā tas ir stabils ar vienu. Borā pirmais elektrons tiek noņemts no 2p orbitāles, kas ir stabila, ja tajā ir trīs vai seši elektroni.

Abi elektroni, kas izņemti, lai jonizētu skābekli un slāpekli, nāk no 2p orbitāles, bet slāpekļa atoma p orbitālē ir trīs elektroni (stabils), savukārt skābekļa atomam ir 4 elektroni 2p orbitālē (mazāk stabils).

Jonizācijas enerģijas tendences periodiskajā tabulā

Jonizācijas enerģijas palielinās, virzoties no kreisās puses uz labo periodu (samazinās atomu rādiuss). Jonizācijas enerģija samazinās, virzoties uz leju pa grupu (palielinot atomu rādiusu).

I grupas elementiem ir zema jonizācijas enerģija, jo elektrona zudums veido a stabils oktets . Kļūst grūtāk noņemt elektronu, jo atomu rādiuss samazinās, jo elektroni parasti atrodas tuvāk kodolam, kas arī ir pozitīvāk uzlādēts. Augstākā jonizācijas enerģijas vērtība attiecīgajā periodā ir tās cēlgāzes vērtība.

Ar jonizācijas enerģiju saistītie termini

Frāze 'jonizācijas enerģija' tiek izmantota, runājot par atomiem vai molekulām gāzes fāzē. Līdzīgi termini ir arī citām sistēmām.

Darba funkcija - Darba funkcija ir minimālā enerģija, kas nepieciešama elektrona noņemšanai no cietas vielas virsmas.

Elektronu saistīšanas enerģija - Elektronu saistīšanas enerģija ir vispārīgāks termins jebkuras ķīmiskās sugas jonizācijas enerģijai. To bieži izmanto, lai salīdzinātu enerģijas vērtības, kas nepieciešamas elektronu noņemšanai no neitrāliem atomiem, atomu joniem un poliatomiskie joni .

Jonizācijas enerģija pret elektronu afinitāti

Vēl viena periodiskajā tabulā redzamā tendence ir elektronu afinitāte . Elektronu afinitāte ir enerģijas mērs, kas izdalās, kad neitrāls atoms gāzes fāzē iegūst elektronu un veido negatīvi lādētu jonu ( anjonu ). Lai gan jonizācijas enerģiju var izmērīt ar lielu precizitāti, elektronu afinitāti nav tik viegli izmērīt. Tendence iegūt elektronu palielinās, virzoties no kreisās uz labo pusi periodiskajā tabulā, un samazinās, virzoties no augšas uz leju elementu grupā.

Iemesli, kāpēc elektronu afinitāte parasti kļūst mazāka, virzoties uz leju, ir tāpēc, ka katrs jauns periods pievieno jaunu elektronu orbitāli. Valences elektrons pavada vairāk laika tālāk no kodola. Turklāt, virzoties lejup pa periodisko tabulu, atomam ir vairāk elektronu. Atgrūšana starp elektroniem atvieglo elektrona atdalīšanu vai grūtāk to pievienot.

Elektronu afinitātes ir mazākas vērtības nekā jonizācijas enerģija. Tas parāda elektronu afinitātes tendenci noteiktā laika posmā. Stabilam atomam, piemēram, hēlijam, faktiski ir nepieciešama enerģija, lai piespiestu jonizāciju, nevis tīru enerģijas izdalīšanos, kad elektrons iegūst pieaugumu. Halogēns, tāpat kā fluors, viegli pieņem citu elektronu.