IONIZACIJSKA ENERGIJA: POTENCIAL, METODE ZA DOLOČANJE - FIZIČNO - 2025

Energije ionizacijski nanaša na minimalno količino energije, ki je običajno izražena v enotah kilodžulov na mol (kJ / mol), ki je potrebna za izdelavo sproščanje elektrona nahaja v atomu v v plinski fazi, ki je v stanju temeljnih.

Plinsko stanje se nanaša na stanje, v katerem je brez vpliva, ki ga drugi atomi lahko izvajajo na sebe, prav tako pa ni izključena kakršna koli medmolekulska interakcija. Velikost ionizacijske energije je parameter za opis sile, s katero se elektron veže na atom, katerega del je.

Prva ionizacijska energija

Z drugimi besedami, večja kot je potrebna ionizacijska energija, težje bo ločiti zadevni elektron.

Ionizacijski potencial

Ionizacijski potencial atoma ali molekule je opredeljen kot najmanjša količina energije, ki jo je treba uporabiti, da povzroči odcepitev elektrona od najbolj skrajne lupine atoma v njegovem osnovnem stanju in z nevtralnim nabojem; torej ionizacijska energija.

Treba je opozoriti, da se, ko govorimo o ionizacijskem potencialu, uporablja izraz, ki je prenehal uporabljati. To je zato, ker je predhodna določitev te lastnosti temeljila na uporabi elektrostatičnega potenciala za vzorec, ki ga zanima.

Z uporabo tega elektrostatičnega potenciala sta se zgodili dve stvari: ionizacija kemičnih vrst in pospeševanje procesa oddajanja elektrona, ki ga je bilo treba odstraniti.

Ko smo torej začeli uporabljati spektroskopske tehnike za njegovo določanje, je izraz "ionizacijski potencial" nadomeščen z "energijo ionizacije".

Prav tako je znano, da so kemijske lastnosti atomov določene s konfiguracijo elektronov, ki so prisotni na najbolj zunanji ravni energije v teh atomih. Torej je ionizacijska energija teh vrst neposredno povezana s stabilnostjo njihovih valenčnih elektronov.

Metode za določanje ionizacijske energije

Kot je bilo že omenjeno, so metode za določanje ionizacijske energije v glavnem podane s postopki fotoemisije, ki temeljijo na določitvi energije, ki jo oddajajo elektroni kot posledica uporabe fotoelektričnega učinka.

Čeprav bi lahko rekli, da je atomska spektroskopija najbolj neposredna metoda za določanje ionizacijske energije vzorca, obstaja tudi fotoelektronska spektroskopija, v kateri se merijo energije, s katerimi so elektroni vezani na atome.

V tem smislu je ultravijolična fotoelektronska spektroskopija - v angleščini imenovana tudi UPS po akronimu - tehnika, ki uporablja vzbujanje atomov ali molekul z uporabo ultravijoličnega sevanja.

To se naredi za analizo energijskih prehodov najbolj oddaljenih elektronov v preučenih kemičnih vrstah in značilnosti vezi, ki jih tvorijo.

Znana sta tudi rentgenska fotoelektronska spektroskopija in ekstremno ultravijolično sevanje, ki uporabljata isto načelo, ki je bilo predhodno opisano z razlikami v tipu sevanja, ki je prizadeto na vzorcu, hitrosti, s katero se elektroni izločajo, in ločljivosti pridobljeno.

Prva ionizacijska energija

V primeru atomov, ki imajo na svoji najbolj oddaljeni ravni več kot en elektron - to so tako imenovani polielektronski atomi - vrednost energije, ki je potrebna za odstranitev prvega elektrona iz atoma, ki je v njegovem osnovnem stanju, je podana s naslednja enačba:

Energija + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" simbolizira atom katerega koli elementa in ločeni elektron je predstavljen kot "e ^- ". Tako dobimo prvo ionizacijsko energijo, imenovano "I ₁ ".

Kot je razvidno, poteka endotermična reakcija, saj se atomu napaja energija, da dobi elektron, dodan kationu tega elementa.

Prav tako se vrednost prve ionizacijske energije elementov, prisotnih v istem obdobju, sorazmerno poveča s povečanjem njihovega atomskega števila.

To pomeni, da se v obdobju zmanjšuje od desne proti levi, od zgoraj navzdol pa v isti skupini periodične tabele.

V tem smislu imajo plemeniti plini v svojih ionizacijskih energijah veliko magnitudo, elementi alkalijske in zemeljsko zemeljske kovine pa imajo nizke vrednosti te energije.

Druga ionizacijska energija

Na enak način z odstranitvijo drugega elektrona iz istega atoma dobimo drugo ionizacijsko energijo, simbolizirano kot "I ₂ ".

Energija + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Enaka shema velja za ostale ionizacijske energije pri zagonu naslednjih elektronov, pri čemer se zaveda, da sledi ločitev elektrona iz atoma v njegovem osnovnem stanju, odbojni učinek med preostalimi elektroni se zmanjša.

Ker lastnost, imenovana "jedrski naboj", ostaja konstantna, je potrebna večja količina energije za odtrganje drugega elektrona ionske vrste, ki ima pozitiven naboj. Tako se energije ionizacije povečajo, kot je razvidno spodaj:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Končno poleg učinka jedrskega naboja na ionizacijske energije vplivajo tudi elektronska konfiguracija (število elektronov v valenčni lupini, vrsta zasedene orbite itd.) In učinkovit jedrski naboj elektrona, ki ga je treba oddati.

Zaradi tega pojava ima večina molekul organske narave visoke energijske vrednosti ionizacije.

Reference

1. Chang, R. (2007). Kemija, deveta izdaja. Mehika: McGraw-Hill.
2. Wikipedija. (sf). Ionizacijska energija. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
3. Hiperfizika. (sf). Ionizacijske energije. Pridobljeno s hiperfizike.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH in Franklin, JL (2013). Pojavi elektronskih vplivov: In lastnosti plinastih ionov. Pridobljeno iz books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Napredna organska kemija: Del A: Struktura in mehanizmi. Pridobljeno iz books.google.co.ve