Mis on ioniseerimisenergia?

Electrical4u

Väli: Põhiline Elekter

China

Elementide võime anda oma välisimad elektronid positiivsete ionide moodustamiseks kajastub selle energias, mida on vaja tema aatomitele andest elektronid nendest eemale võtta. See energia tuntakse kui Ioniseerimisenergia. Lihtsalt öeldes, Ioniseerimisenergia on energia, mida on vaja isoleeritud aatomi või molekuli jaoks, et selle kõige vabamini siduda valentsikella elektron välja vabastada, et luua positiivne ioon. Selle ühik on elektronvolt eV või kJ/mol ning seda mõõdetakse elektrilises läbimõõdul, kus kiiresti liiguv elektron kokku puutub gaasiline elemendi jaoks, et eemaldada üks selle elektronidest. Mida väiksem on Ioniseerimisenergia (IE), seda parem on elemendi võime kationide moodustamisel.

lonization energy.1.png

Seda saab selgitada Bohri aatomimudeliga, mis arvestab vedelikvee-aatomiga, kus elektron kiertab positiivselt laengutud tuumaga kolumbilise jõu all ning elektronil võib olla ainult kindlal või kvantitatiivsel energiatasandil. Bohri mudeli elektroni energia on kvantitatiivne ja antakse järgmiselt :
Kus Z on aatomi number ja n on põhiline kvantinumber, kus n on täisarv. Veeaatri Ioniseerimisenergia on 13.6eV.

Ioniseerimisenergia (eV) on energia, mida vajatakse elektroni viimiseks n = 1 (põhitasand või kõige stabiilne tasand) lõpmatuse poole. Seega, võttes 0 (eV) referentspunktina lõpmatuses, saab Ioniseerimisenergiat kirjutada järgmiselt :Ioniseerimisenergia mõiste toetab Bohri aatomimudeli, et elektron võib kiertada tuuma ümber kindlates või diskreetsetes energiatasanditel või kihides, mida esindab põhiline kvantinumber 'n'. Kuna esimene elektron lahkuvaltuab positiivselt laengutud tuuma lähedusest, siis on vaja suuremat energiat järgmise vabamini siduda elektroni eemaldamiseks, kuna elektrostaatiline jõud kasvab, st teine Ioniseerimisenergia on suurem kui esimene.

Näiteks, natriumi (Na) esimene ioniseerimisenergia on antud järgmiselt :
Ja tema teine Ioniseerimisenergia on

Seega, IE2 > IE1 (eV). See on tõene ka siis, kui on K arvu ioniseerimisi, siis IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

Metallidel on madal Ioniseerimisenergia. Madal Ioniseerimisenergia tähendab paremat joontavust elemendil. Näiteks, hõbeda (Ag, aatomi number Z = 47) joontavus on 6.30 × 107 s/m ja tema Ioniseerimisenergia on 7.575 eV ning raudla (Cu, Z = 29) joontavus on 5.76 × 107 s/m ja tema Ioniseerimisenergia on 7.726 eV. Joontajates tekitab madal Ioniseerimisenergia elektronide liikumist positiivselt laengutud resska, moodustades elektronipilv.

Faktorid, mille mõju Ioniseerimisenergiale

Perioodilisel tabelil on üldine trend, et Ioniseerimisenergia suureneb vasakult paremale ja väheneb ülemalt alla. Nii võib ioniseerimisenergia mõjutavaid tegureid kokku võtta järgmiselt:

Aatomi suurus: Ioniseerimisenergia väheneb aatomi suurusega, kuna aatomi raadius suureneb, siis kolumbiline jõud tuuma ja välisimaima elektroni vahel väheneb ja vastupidi.
Eraldamise efekt: Sisemiste elektronide olemasolu eraldab või nõrgendab kolumbilist jõudu tuuma ja valentsikella elektronide vahel. Seega ioniseerimisenergia väheneb. Sisemiste elektronide arv tähendab rohkemat eraldamist. Siiski on kuldil, kus Ioniseerimisenergia on suurem kui hõbedal, isegi kui kulu suurus on suurem kui hõbe. See on seotud sellest, et sisemised d ja f orbiidid kulul pakuvad nõrgemat eraldamist.
Tuumalaeng: Mida suurem on tuumalaeng, seda raskev on aatomi ioniseerida, kuna tuuma ja elektronide vaheline jõud on suurem.
Elektronkonfiguratsioon: Mida stabiilsem on aatomi elektronkonfiguratsioon, seda raskev on elektroni eemaldada, seega on suurem Ioniseerimisenergia.