Definícia a trend ionizačnej energie
Chémia Slovník Definícia ionizačnej energie
GIPhotoStock/Getty Images
Ionizačná energia je energie potrebné na odstránenie an elektrón od a plynný atóm alebo ión . Prvá alebo počiatočná ionizačná energia alebo Eiatómu alebo molekula je energia potrebná na odstránenie jedného Krtko elektrónov z jedného mólu izolovaných plynných atómov alebo iónov.
Môžete si myslieť ionizačnej energie ako miera obtiažnosti 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 môže pomôcť predpovedať silu chemických väzieb.
Taktiež známy ako: ionizačný potenciál, IE, IP, ΔH°
Jednotky : Ionizačná energia sa uvádza v jednotkách kilojoulov na mól (kJ/mol) alebo elektrónvoltov (eV).
Trend ionizačnej energie v periodickej tabuľke
Ionizácia sa spolu s atómovými a iónový polomer , elektronegativita, elektrónová afinita a metalicita, sleduje trend v periodickej tabuľke prvkov.
- Ionizačná energia sa vo všeobecnosti zvyšuje pohybom zľava doprava cez periódu prvku (riadok). Je to preto, že atómový polomer sa pohybom po perióde vo všeobecnosti zmenšuje, takže medzi záporne nabitými elektrónmi a kladne nabitým jadrom existuje väčšia efektívna príťažlivosť. Ionizácia je na svojej minimálnej hodnote pre alkalický kov na ľavej strane tabuľky a na maxime pre vzácny plyn na úplnej pravej strane periódy. Vzácny plyn má vyplnený valenčný obal, takže odoláva odstraňovaniu elektrónov.
- Ionizácia znižuje pohybom zhora nadol nadol skupiny prvkov (stĺpec). Je to preto, že hlavné kvantové číslo najvzdialenejšieho elektrónu sa zvyšuje smerom nadol po skupine. V atómoch je viac protónov, ktoré sa pohybujú po skupine smerom nadol (väčší kladný náboj), efektom je však vtiahnutie elektrónových obalov, čím sa zmenšia a oddelia vonkajšie elektróny pred príťažlivou silou jadra. Pridá sa viac elektrónových obalov pohybom nadol po skupine, takže najvzdialenejší elektrón sa čoraz viac vzďaľuje od jadra.
Prvá, druhá a nasledujúca ionizačná energia
Energia potrebná na odstránenie krajných valenčný elektrón 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. Vezmime si napríklad atóm alkalického kovu. Odstránenie prvého elektrónu je pomerne jednoduché, pretože jeho strata dáva atómu stabilný elektrónový obal. Odstránenie druhého elektrónu zahŕňa nový elektrónový obal, ktorý je bližšie a pevnejšie viazaný na atómové jadro.
Prvá ionizačná energia vodíka môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnicou:
H( g ) → H+( g ) + a-
D H ° = -1312,0 kJ/mol
Výnimky z Trendu ionizačnej energie
Ak sa pozriete na tabuľku prvých ionizačných energií, hneď sú zrejmé dve výnimky z trendu. Prvá ionizačná energia bóru je menšia ako energia berýlia a prvá ionizačná energia kyslíka je menšia ako energia dusíka.
Dôvodom nezrovnalosti je elektrónová konfigurácia týchto prvkov a Hundovo pravidlo. Pre berýlium prvý ionizačný potenciálny elektrón pochádza z 2 s orbitálne, hoci ionizácia bóru zahŕňa 2 p elektrón. Pre dusík aj kyslík pochádza elektrón z 2 p orbitálne, ale spin je rovnaký pre všetky 2 p dusíkové elektróny, zatiaľ čo v jednom z 2 je množina párových elektrónov p kyslíkové orbitály.
Kľúčové body
- Ionizačná energia je minimálna energia potrebná na odstránenie elektrónu z atómu alebo iónu v plynnej fáze.
- Najbežnejšími jednotkami ionizačnej energie sú kilojouly na mol (kJ/M) alebo elektrónvolty (eV).
- Ionizačná energia vykazuje periodicitu v periodickej tabuľke.
- Všeobecný trend je, že ionizačná energia sa zvyšuje pohybom zľava doprava cez periódu prvku. Pohybom zľava doprava cez periódu sa atómový polomer zmenšuje, takže elektróny sú viac priťahované k (bližšiemu) jadru.
- Všeobecným trendom je zníženie ionizačnej energie pohybom zhora nadol v skupine periodickej tabuľky. Posunutím skupiny nadol sa pridá valenčný obal. 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) s. 1381.
- Lang, Peter F.; Smith, Barry C. Ionizačné energie atómov a atómových iónov '. J odbor chemickej výchovy . 80 (8).