Jonizacijos energijos apibrėžimas ir tendencija

Jonizacijos energija yra energija reikia pašalinti elektronas iš dujinisatomas arba jonų. Pirmoji arba pradinė jonizacijos energija arba E_i atomo arba molekulė yra energija, reikalinga vienai pašalinti mol elektronų iš vieno molio izoliuotų dujinių atomų ar jonų.

Galite pagalvoti jonizacijos energija kaip elektrono pašalinimo sunkumų arba stiprio, kurį elektronas suriša, matas. Kuo didesnė jonizacijos energija, tuo sunkiau pašalinti elektroną. Todėl jonizacijos energija yra reaktyvumo rodiklis. Jonizacijos energija yra svarbi, nes ji gali būti naudojama norint padėti numatyti cheminių jungčių stiprumą.

Taip pat žinomas kaip: jonizacijos potencialas, IE, IP, ΔH °

VienetaiJonizacijos energija nurodoma kilodžaulių vienetais moliui (kJ / mol) arba elektronų voltais (eV).

Jonizacija kartu su atomine ir joninis spindulys, elektronegatyvumas, elektronų giminingumas ir metališkumas seka periodinių elementų lentelės tendenciją.

• Jonizacijos energija paprastai padidėja judant iš kairės į dešinę per elementų periodą (eilutę). Taip yra todėl, kad atominis spindulys paprastai mažėja judant per tam tikrą laikotarpį, todėl yra didesnis efektyvusis traukos koeficientas tarp neigiamai įkrautų elektronų ir teigiamai įkrautų branduolių. Jonizacija yra mažiausia šarminio metalo, esančio kairėje lentelės pusėje, o didžiausių - tauriųjų dujų, esančių dešinėje dešinėje pusėje, tam tikra verte. Tauriosios dujos turi užpildytą valentinį apvalkalą, todėl priešinasi elektronų pašalinimui.
  instagram viewer
• Jonizavimas sumažėja, judant elementų grupei (stulpeliui) iš viršaus į apačią. Taip yra todėl, kad pagrindinis kvantinis atokiausio elektrono skaičius padidėja judant grupei. Atomuose yra daugiau protonų, judančių žemyn grupe (didesnis teigiamas krūvis), tačiau efektas yra įtraukimas elektronų apvalkalus, padarydami juos mažesnius ir tikrindami išorinius elektronus nuo patraukliosios jėgos branduolys. Pridedama daugiau elektronų apvalkalų, judančių žemyn grupe, taigi tolimiausias elektronas tampa vis tolimesnis nuo branduolio.

Energija, reikalinga atokiausiam pašalinti valentinis elektronas iš neutralaus atomo yra pirmoji jonizacijos energija. Antroji jonizacijos energija yra ta, kuri reikalinga kitam elektronui pašalinti ir pan. Antrosios jonizacijos energija visada yra didesnė už pirmosios jonizacijos energiją. Paimkite, pavyzdžiui, šarminio metalo atomą. Pašalinti pirmąjį elektroną yra gana lengva, nes jo praradimas suteikia atomui stabilų elektronų apvalkalą. Antrojo elektrono pašalinimas apima naują elektronų apvalkalą, kuris yra arčiau ir tvirtiau sujungtas su atominiu branduoliu.

Pirmąją vandenilio jonizacijos energiją galima apibūdinti šia lygtimi:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Pažvelgus į pirmųjų jonizacijos energijų diagramą, akivaizdžiai matomos dvi tendencijos išimtys. Pirmoji boro jonizacijos energija yra mažesnė nei berilio, o pirmoji deguonies jonizacijos energija yra mažesnė nei azoto.

Neatitikimo priežastis yra šių elementų elektronų konfigūracija ir Hundo taisyklė. Berilio atveju pirmasis jonizacijos potencialo elektronas yra iš 2s Orbita, nors boro jonizacija apima 2p elektronas. Tiek azotui, tiek deguoniui elektronas ateina iš 2p orbita, bet nugara yra vienoda visiems 2p azoto elektronų, tuo tarpu viename iš 2 yra suporuotų elektronų rinkinysp deguonies orbitos.

• Jonizacijos energija yra mažiausia energija, reikalinga elektronui pašalinti iš atomo ar jono dujų fazėje.
• Dažniausi jonizacijos energijos vienetai yra kilodžauliai moliui (kJ / M) arba elektronų voltai (eV).
• Jonizacijos energija periodiškai parodoma periodinėje lentelėje.
• Bendra tendencija yra tai, kad jonizacijos energija elemento laikotarpiu padidėja judant iš kairės į dešinę. Laikotarpiui judant iš kairės į dešinę, atominis spindulys mažėja, todėl elektronai labiau traukia (arčiau) branduolį.
• Bendra tendencija yra tai, kad periodizacijos lentelių grupėje jonizacijos energija mažėja judant iš viršaus į apačią. Judinant grupę, pridedamas valentinis apvalkalas. Atokiausi elektronai yra toliau nuo teigiamo krūvio branduolio, todėl juos lengviau pašalinti.

• F. Albertas Cottonas ir Geoffrey Wilkinsonas, Pažangi neorganinė chemija (5-asis leidimas, John Wiley, 1988) p.1381.
• Lang, Peteris F.; Smithas, Barry C. "Atomų ir atomų jonų jonizacijos energijos". Jmūsų chemijos mokymo programa. 80 (8).