Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Енергія іонізації

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24541

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Навички для розвитку

    • Охарактеризуйте значення і періодичну тенденцію енергії іонізації

    Енергія іонізації - це енергія, необхідна для видалення електрона з атома або іона. На відміну від атомних радіусів, ми можемо і вимірюємо енергію іонізації в газовій фазі, коли атом або іон не взаємодіють ні з чим іншим. Перша енергія іонізації, IE 1, є енергією цієї реакції.

    \[A(g) \rightarrow A^{+}(g)+e^{-}(g)\]

    Друга енергія іонізації, IE 2, - це енергія

    \[A^{+}(g) \rightarrow A^{2+}(g) + e^{-}(g)\]

    Також можна виміряти третій, четвертий і т.д. всі вони припускають, що електрон вищої енергії збивається. Якщо ви видаляєте електрони ядра, ви б написали їх так: IE 1s, щоб показати, з якої орбіти походить електрон.

    Як ви виміряти іонізації енергії?

    Як правило, ви робите це, сяючи фотони високої енергії на матеріал, який ви хочете вивчити. УФ буде іонізувати валентні електрони, а рентген може іонізувати електрони ядра. Ви можете варіювати довжину хвилі фотонів, а також виміряти кінетичну енергію відриваються електронів, щоб побачити, яка енергія зв'язку (орбітальна енергія) для кожного електрона. Ви також можете виміряти енергію іонізації молекул, що дуже цікаво, оскільки це може розповісти вам, як змінюються орбітальні енергії через зв'язок.

    Чому це має значення?

    Енергія іонізації говорить нам, наскільки ймовірно атом утворює катіон, і якщо так, то який заряд. Загалом, вона говорить нам про те, наскільки щільно пов'язаний електрон, наскільки він стійкий. Це може сказати нам енергії реальних орбіталів, вплив електронів один на одного, і допомогти нам передбачити реактивність і властивості молекул. (Ми поговоримо більше про це, коли дійдемо до склеювання!)

    Прогнозування відносних енергій іонізації

    Енергія іонізації залежить від енергії орбіти, яка залежить від типу орбіти і ефективного ядерного заряду. Таким чином, слід передбачувані закономірності в таблиці Менделєєва. У міру спуску n збільшується, а енергія орбіти збільшується. Це означає, що орбіталь менш стабільна, тому легше витягнути електрон, тому енергія іонізації зменшується. (Стабільні зв'язані електрони мають негативні енергії; електрони, яких немає в атомі, мають 0 енергії.) Коли ви переходите по таблиці Менделєєва, зазвичай тип орбіти однаковий, а ефективний ядерний заряд збільшується, роблячи орбіту більш стабільною, тому енергія іонізації збільшується. Але коли ви змінюєте підоболонки, енергія іонізації може збільшуватися менше, оскільки нова підоболонка менш стабільна. Також пам'ятайте правило Гунда: електрони більш стабільні, коли вони не мають однакової орбіти. Отже, якщо вам доведеться поставити новий електрон на зайняту орбіту, це також змушує енергію іонізації збільшуватися менше.

    Ви можете передбачити будь-який відносний IE, просто думаючи про те, наскільки великі кулонові сили. Більший n, означає більшу відстань, слабшу силу. Видалення електрона з нейтрального атома простіше, ніж видалення електрона з катіона, через заряду. Також розглянемо ефективні ядерний заряд і електронно-електронні відбиття (особливо в тій же орбіталі). Підсумовуючи, в основному IE збільшується вгору і вправо, через низькі снарядів і високоефективного ядерного заряду.

    Подивіться на IE самі!

    Перейдіть на сторінку енергії іонізації Ptable. Ви можете подивитися на перший, другий, третій і т.д. побачити загальну тенденцію (більше вгору і вправо), а також помітити деякі винятки при зміні блоків (s-block або d-block на p-block).

    Автори та атрибуція