Zaujímavý

Definícia a trend energie ionizácie

Definícia a trend energie ionizácie

Ionizačná energia je energia potrebná na odstránenie elektrónu z plynného atómu alebo iónu. Prvá alebo počiatočná ionizačná energia alebo Eja atóm alebo molekula je energia potrebná na odstránenie jedného mólu elektrónov z jedného mólu izolovaných plynných atómov alebo iónov.

Ionizačnú energiu môžete považovať za mieru náročnosti odstránenia elektrónu alebo sily, ktorou je elektrón viazaný. Čím vyššia je ionizačná energia, tým ťažšie je odstrániť elektrón. Preto je ionizačná energia indikátorom reaktivity. Ionizačná energia je dôležitá, pretože sa môže použiť na predpovedanie sily chemických väzieb.

Taktiež známy ako: ionizačný potenciál, IE, IP, AH °

Jednotky: Ionizačná energia sa uvádza v jednotkách kilojoulov na mol (kJ / mol) alebo v elektrónových voltoch (eV).

Trend ionizačnej energie v periodickej tabuľke

Ionizácia spolu s atómovým a iónovým polomerom, elektronegativitou, elektrónovou afinitou a metalicitou sleduje trend v periodickej tabuľke prvkov.

  • Ionizačná energia sa všeobecne zvyšuje pohybom zľava doprava cez periódu prvku (riadok). Je to tak preto, lebo atómový polomer sa vo všeobecnosti znižuje v priebehu obdobia, takže medzi záporne nabitými elektrónmi a kladne nabitým jadrom existuje väčšia efektívna príťažlivosť. Ionizácia je na minimálnej hodnote pre alkalický kov na ľavej strane stola a maximum pre ušľachtilý plyn na krajnej pravej strane periódy. Ušľachtilý plyn má plnené valenčné puzdro, takže odoláva odstráneniu elektrónov.
  • Ionizácia znižuje pohyb skupiny prvkov (stĺpca) zhora nadol. Dôvodom je skutočnosť, že základné kvantové číslo najvzdialenejšieho elektrónu sa zvyšuje pohybom skupiny. Existuje viac protónov v atómoch pohybujúcich sa po skupine (väčší pozitívny náboj), efektom je však vytiahnuť elektrónové škrupiny, urobiť ich menšie a preveriť vonkajšie elektróny z atraktívnej sily jadra. Pridáva sa viac elektrónových škrupín pohybujúcich sa po skupine, takže najvzdialenejší elektrón sa stáva stále viac vzdialený od jadra.

Prvá, druhá a následná ionizačná energia

Energia potrebná na odstránenie najvzdialenejšieho valenčného elektrónu z neutrálneho atómu je prvá ionizačná energia. Druhá ionizačná energia je energia potrebná na odstránenie ďalšieho elektrónu atď. Druhá ionizačná energia je vždy vyššia ako prvá ionizačná energia. Vezmite napríklad atóm alkalického kovu. Odstránenie prvého elektrónu je relatívne ľahké, pretože jeho strata dáva atómu stabilné elektrónové puzdro. Odstránenie druhého elektrónu zahŕňa nový obal elektrónov, ktorý je bližšie a pevnejšie viazaný k atómovému jadru.

Prvá ionizačná energia vodíka môže byť predstavovaná nasledujúcou rovnicou:

H (g) → H+(g) + e-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Výnimky z trendu ionizačnej energie

Ak sa pozriete na tabuľku prvých ionizačných energií, sú zrejmé dve výnimky z tohto trendu. Prvá ionizačná energia bóru je menšia ako energia berýlia a prvá ionizačná energia kyslíka je menšia ako energia dusíka.

Dôvod tohto rozporu je spôsobený elektrónovou konfiguráciou týchto prvkov a Hundovým pravidlom. V prípade berýlia pochádza prvý ionizačný potenciálny elektrón z 2s orbitálne, hoci ionizácia bóru zahŕňa 2p elektrón. Pre dusík aj kyslík elektrón pochádza z 2p orbitálne, ale rotácia je rovnaká pre všetky 2p dusíkové elektróny, zatiaľ čo v jednom z 2 je sada párovaných elektrónovp kyslíkové orbitály.

Kľúčové body

  • Ionizačná energia je minimálna energia potrebná na odstránenie elektrónu z atómu alebo iónu v plynnej fáze.
  • Najbežnejšie jednotky ionizačnej energie sú kilojouly na mól (kJ / M) alebo elektrónové volty (eV).
  • Ionizačná energia vykazuje periodicitu v periodickej tabuľke.
  • Všeobecným trendom je to, že ionizačná energia sa počas elementárneho obdobia zvyšuje pohybom zľava doprava. Pohybom zľava doprava v určitom období sa atómový polomer zmenšuje, takže elektróny sú viac priťahované k (bližšiemu) jadru.
  • Všeobecným trendom je, že ionizačná energia sa znižuje pohybom zhora nadol zo skupiny periodických tabuliek. Po presunutí skupiny nadol sa pridá valenčný shell. Najvzdialenejšie elektróny sú ďalej od kladne nabitého jadra, takže sa dajú ľahšie odstrániť.

Referencie

  • F. Albert Cotton a Geoffrey Wilkinson, Pokročilá anorganická chémia (5. vydanie, John Wiley 1988), str.
  • Lang, Peter F .; Smith, Barry C. "Ionizačné energie atómov a atómových iónov". Jodborník na chemické vzdelávanie. 80 (8).