چیست انرژی یونش

توانایی یک عنصر در دادن الکترون‌های بیرونی خود برای تشکیل یون‌های مثبت در مقدار انرژی که به اتم‌های آن تامین می‌شود و به اندازه کافی برای بیرون بردن الکترون‌ها از آنها ظاهر می‌شود. این انرژی به نام انرژی یونیزاسیون شناخته می‌شود. به عبارت ساده، انرژی یونیزاسیون انرژی تامین شده به یک اتم یا مولکول جداگانه برای بیرون بردن الکترون پوششی با کمترین پیوند برای تشکیل یک یون مثبت است. واحد آن الکترون ولت eV یا kJ/mol است و در لوله جریان الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود که در آن یک الکترون با سرعت بالا با یک عنصر گازی برخورد می‌کند تا یکی از الکترون‌های آن را بیرون براند. کمتر بودن انرژی یونیزاسیون (IE)، بهتر توانایی تشکیل یون‌های مثبت است.

این موضوع می‌تواند با مدل اتم بوهر توضیح داده شود، که در آن یک اتم شبیه هیدروژن در نظر گرفته می‌شود که در آن یک الکترون حول هسته مثبت بار به دلیل نیروی کلمبی جذب می‌چرخد و الکترون فقط می‌تواند سطوح انرژی ثابت یا کوانتیزه داشته باشد. انرژی الکترون در مدل بوهر کوانتیزه است و به صورت زیر داده می‌شود :
که در آن Z عدد اتمی و n عدد کوانتومی اصلی است که n یک عدد صحیح است. برای اتم هیدروژن، انرژی یونیزاسیون 13.6eV است.

انرژی یونیزاسیون (eV) انرژی مورد نیاز برای انتقال الکترون از n = 1 (حالت پایه یا حالت پایدارترین) به بی‌نهایت است. بنابراین با در نظر گرفتن مرجع 0 (eV) در بی‌نهایت، انرژی یونیزاسیون می‌تواند به صورت زیر نوشته شود :مفهوم انرژی یونیزاسیون شواهد مدل اتم بوهر را تأیید می‌کند که الکترون می‌تواند به دور هسته در سطوح انرژی ثابت یا گسسته که با عدد کوانتومی اصلی 'n' نمایش داده می‌شوند، چرخیده. وقتی اولین الکترون از نزدیکی هسته مثبت بار دور می‌شود، انرژی بیشتری برای بیرون بردن الکترون بعدی که پیوند ضعیف‌تری دارد، مورد نیاز است، یعنی انرژی یونیزاسیون دوم بیشتر از انرژی یونیزاسیون اول است.

به عنوان مثال، اولین انرژی یونیزاسیون سدیم (Na) به صورت زیر داده می‌شود :
و انرژی یونیزاسیون دوم آن

بنابراین، IE2 > IE1 (eV). این موضوع همچنین در صورت وجود K تعداد یونیزاسیون، IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

فلزات انرژی یونیزاسیون پایینی دارند. انرژی یونیزاسیون پایین بیانگر رسانایی بهتر عنصر است. به عنوان مثال، رسانایی نقره (Ag، عدد اتمی Z = 47) 6.30 × 107 s/m و انرژی یونیزاسیون آن 7.575 eV و برای مس (Cu، Z = 29) 5.76 × 107 s/m و انرژی یونیزاسیون آن 7.726 eV است. در رساناهای الکتریکی انرژی یونیزاسیون پایین باعث می‌شود الکترون‌ها در سراسر شبکه مثبت بار حرکت کنند و ابر الکترونی تشکیل دهند.

عوامل مؤثر بر انرژی یونیزاسیون

در جدول تناوبی، روند کلی این است که انرژی یونیزاسیون از چپ به راست افزایش می‌یابد و از بالا به پایین کاهش می‌یابد. بنابراین عوامل مؤثر بر انرژی یونیزاسیون می‌توانند به صورت زیر خلاصه شوند:

• اندازه اتم: انرژی یونیزاسیون با افزایش اندازه اتم کاهش می‌یابد زیرا با افزایش شعاع اتمی نیروی کلمبی جذب بین هسته و الکترون بیرونی کاهش می‌یابد و برعکس.

• اثر محافظ: حضور الکترون‌های پوسته داخلی نیروی کلمبی جذب بین هسته و الکترون‌های پوششی را ضعیف می‌کند. بنابراین انرژی یونیزاسیون کاهش می‌یابد. تعداد بیشتر الکترون‌های داخلی به معنای محافظت بیشتر است. با این حال، در مورد طلا، انرژی یونیزاسیون بیشتر از نقره است حتی اگر اندازه طلا بیشتر از نقره باشد. این به دلیل محافظت ضعیفی است که توسط مدارهای d و f داخلی در مورد طلا ارائه می‌شود.

• بار هسته‌ای: با افزایش بار هسته‌ای، یونیزاسیون اتم سخت‌تر می‌شود زیرا نیروی جذب بین هسته و الکترون‌ها بیشتر است.

• پیکربندی الکترونی: هرچه پیکربندی الکترونی اتم پایدارتر باشد، دشوارتر است که الکترونی از آن بیرون براند، بنابراین انرژی یونیزاسیون بیشتر است.

منبع: Electrical4u

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک‌گذاری دارند، در صورت نقض حق تکثیر با ما تماس بگیرید.