ما هو طاقة الأيونية؟
قدرة العنصر على التخلي عن إلكتروناته الخارجية لتشكيل أيونات موجبة تظهر في كمية الطاقة المقدمة لذراته بما يكفي لإخراج الإلكترونات منها. تُعرف هذه الطاقة باسم طاقة الأيونية. ببساطة، طاقة الأيونية هي الطاقة المقدمة للذرة أو الجزيء المعزول لإخراج إلكترون الغلاف الخارجي الأكثر انفصالاً لتشكيل أيون موجب. وحدتها هي الإلكترون فولت eV أو كيلوجول/مول وتقيس في أنبوب تصريف كهربائي حيث يصطدم إلكترون سريع الحركة بعنصر غازي لإخراج أحد إلكتروناته. كلما كانت طاقة الأيونية أقل، كان أفضل قدرة على تشكيل الكاتيونات.
يمكن توضيح ذلك باستخدام نموذج بور الذري، حيث يعتبر ذرة مشابهة للهيدروجين حيث يدور الإلكترون حول النواة المشحونة موجبة بسبب قوة جاذبية الكولوم والإلكترون يمكن أن يكون له مستويات طاقة ثابتة أو مكممة. طاقة الإلكترون في نموذج بور مكممة وتعطى كما يلي :
حيث Z هو العدد الذري وn هو العدد الكمي الرئيسي حيث n عدد صحيح. بالنسبة للذرة الهيدروجينية، طاقة الأيونية هي 13.6eV.
طاقة الأيونية (eV) هي الطاقة المطلوبة لإخراج الإلكترون من n = 1 (الحالة الأساسية أو الأكثر استقراراً) إلى اللانهاية. لذا فإن اتخاذ المرجع 0 (eV) عند اللانهاية، يمكن كتابة طاقة الأيونية كالتالي :
فكرة طاقة الأيونية تدعم أدلة نموذج بور الذري بأن الإلكترون يمكن أن يدور حول النواة في مستويات طاقة ثابتة أو مكممة تمثلها الأعداد الكمية الرئيسية 'n'. مع ابتعاد الإلكترون الأول عن محيط النواة الموجبة، فإنه يحتاج إلى طاقة أكبر لإزالة الإلكترون التالي الأكثر انفصالاً حيث تزداد قوة الجذب الكهروستاتيكية، أي أن طاقة الأيونية الثانية أكبر من الأولى.
على سبيل المثال، طاقة الأيونية الأولى للصوديوم (Na) تعطى كالتالي :
وطاقة الأيونية الثانية لها هي
لذا، IE2 > IE1 (eV). وهذا صحيح أيضاً إذا كان هناك K عدد من الأيونيات، فإن IE1 < IE2 < IE3……….< IEk
لدى الفلزات طاقة أيونية منخفضة. طاقة الأيونية المنخفضة تعني أفضلية في التوصيل. على سبيل المثال، التوصيلية الفضية (Ag، العدد الذري Z = 47) هي 6.30 × 107 س/م وطاقة الأيونية لها هي 7.575 eV而对于铜（Cu，Z = 29），其电导率为5.76 × 107 S/m，电离能为7.726 eV。在导体中，低电离能使电子在整个带正电的晶格中移动，形成电子云。
影响电离能的因素
在元素周期表中，电离能的趋势是从左到右增加，从上到下减少。因此，影响电离能的因素可以总结如下：
原子大小： 随着原子半径的增加，原子核与最外层电子之间的库仑吸引力减小，因此电离能降低，反之亦然。
屏蔽效应： 内壳层电子的存在会屏蔽或减弱原子核与价电子之间的库仑吸引力，因此电离能降低。内层电子越多，屏蔽效应越强。然而，对于金来说，即使其原子半径大于银，但其电离能仍大于银。这是由于金的内层d和f轨道提供的屏蔽效应较弱。
核电荷： 核电荷越大，原子核与电子之间的吸引力越强，电离就越困难。
电子构型： 原子的电子构型越稳定，抽出一个电子就越困难，因此电离能越高。
来源：Electrical4u
声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。
