Ionisatsioonienergia määratlus ja suundumus

Ionisatsioonienergia on energia kohustuslik eemaldada elektron alates gaasilineaatom või ioon. Esimene või algne ionisatsioonienergia ehk E_i aatomi või molekul on selle eemaldamiseks vajalik energia sünnimärk elektronide isoleeritud gaasiliste aatomite või ioonide ühest moolist.

Võite mõelda ionisatsiooni energia kui elektroni eemaldamise raskuse või elektronide sidumise tugevuse mõõt. Mida suurem on ionisatsioonienergia, seda keerulisem on elektroni eemaldamine. Seetõttu on ionisatsioonienergia reaktsioonivõime näitaja. Ionisatsioonienergia on oluline, kuna seda saab kasutada keemiliste sidemete tugevuse ennustamiseks.

Tuntud ka kui: ionisatsioonipotentsiaal, IE, IP, ΔH °

ÜhikudIonisatsioonienergia teatatakse kilodžaulides ühikutes mooli kohta (kJ / mol) või elektronvoltides (eV).

Ionisatsioon koos aatomi ja ioonraadius, elektronegatiivsus, elektronide afiinsus ja metallilisus, järgivad elementide perioodilise tabeli suundumust.

• Ionisatsioonienergia suureneb üldiselt elemendiperioodi (rea) liikumisel vasakult paremale. Selle põhjuseks on asjaolu, et aatomi raadius üldiselt väheneb kogu perioodi vältel liikudes, seega on negatiivselt laetud elektronide ja positiivselt laetud tuuma vahel suurem efektiivne atraktsioon. Ionisatsiooni väärtus on laua vasakul küljel oleva leelismetalli minimaalsel väärtusel ja maksimaalne väärisgaasi puhul perioodi paremas servas. Väärisgaasil on täidetud valentskest, seega takistab see elektronide eemaldamist.
  instagram viewer
• Ioniseerimine väheneb liigutades elementide gruppi (veergu) ülalt alla. Selle põhjuseks on asjaolu, et äärepoolseima elektroni peamine kvantarv suureneb rühmas liikudes. Grupis allapoole liikuvates aatomites on rohkem prootoneid (suurem positiivne laeng), kuid efekt on sisse tõmmata elektronkestad, muutes need väiksemaks ja sõeludes välimisi elektrone elektronide atraktiivsest jõust tuum. Rühmast allapoole liikudes lisatakse rohkem elektronkesta, nii et välimine elektron muutub tuumast üha kaugemale.

Äärmise eemaldamiseks vajalik energia valentselektron neutraalsest aatomist on esimene ionisatsioonienergia. Teine ionisatsioonienergia on vajalik järgmise elektroni eemaldamiseks jne. Teine ionisatsioonienergia on alati suurem kui esimene ionisatsioonienergia. Võtame näiteks leelismetalli aatomi. Esimese elektroni eemaldamine on suhteliselt lihtne, kuna selle kaotus annab aatomile stabiilse elektronkesta. Teise elektroni eemaldamine hõlmab uut elektronkesta, mis on aatomituumaga lähemal ja tihedamalt seotud.

Vesiniku esimest ionisatsioonienergiat võib tähistada järgmise võrrandiga:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Kui vaadata esimeste ionisatsioonienergiate diagrammi, on suundumuse kaks erandit ilmsed. Boori esimene ionisatsioonienergia on väiksem kui berülliumil ja hapniku esimene ionisatsioonienergia on väiksem kui lämmastikul.

Lahknevuse põhjuseks on nende elementide elektronkonfiguratsioon ja Hundi reegel. Berülliumi korral tuleb esimene ionisatsioonipotentsiaal elektronist 2s orbitaal, ehkki boori ioniseerimine hõlmab 2lk elektron. Nii lämmastiku kui ka hapniku jaoks tuleb elektron 2-stlk orbitaal, kuid spin on kõigil 2 samalk lämmastikuelektrone, samas kui ühes kahest on komplekt paaritud elektronelk hapniku orbitaalid.

• Ionisatsioonienergia on minimaalne energia, mis on vajalik elektri eemaldamiseks aatomist või ioonist gaasifaasis.
• Kõige tavalisemad ionisatsioonienergia ühikud on kilodžaulid mooli kohta (kJ / M) või elektronvoltid (eV).
• Ionisatsioonienergia näitab perioodilisustabelil perioodilisust.
• Üldine suundumus on, et ionisatsioonienergia kasvab elemendiperioodil liikumisel vasakult paremale. Liikudes perioodist vasakult paremale, aatomi raadius väheneb, seega tõmbavad elektronid rohkem tähelepanu (lähemale) tuumale.
• Üldine suundumus on, et ionisatsioonienergia väheneb perioodilise tabeli rühmas liikudes ülalt alla. Rühmast alla liikudes lisatakse valentskest. Äärepoolseimad elektronid asuvad positiivse laenguga tuumast kaugemal, nii et neid on lihtsam eemaldada.

• F. Albert Cotton ja Geoffrey Wilkinson, Kõrgtehnoloogiline anorgaaniline keemia (5. väljaanne, John Wiley 1988) lk.1381.
• Lang, Peter F.; Smith, Barry C. "Aatomite ja aatomiioonide ionisatsioonienergiad". Jmeie keemiahariduse õppematerjal. 80 (8).