Mikä on ionisoitumisenergia?

Elementin kyky luopua uloimmista elektronistaan positiivisten ionien muodostamiseksi ilmenee siihen annetun energian määränä, joka on riittävä poistamaan elektronit atomeista. Tätä energiaa kutsutaan Ionisaatioenergiaksi. Yksinkertaisesti sanottuna, Ionisaatioenergia on energia, jota tarvitaan eristettyyn atomiin tai molekyyliin vähintään yhden vapaimmin sidotun valenssi-kuoren elektronin poistamiseksi ja positiivisen ionin muodostamiseksi. Sen yksikkö on elektroni-voltti eV tai kJ/mol, ja sitä mitataan sähköisessä purkussaputkessa, jossa nopeasti liikkuvan elektronin törmäys kaasumuotoiseen elementtiin heittää yhden sen elekronit. Sitä pienempi Ionisaatioenergia (IE), sitä parempi kyky muodostaa katyonit.

Tämä voidaan selittää Bohrin atomimallilla, joka ottaa huomioon vesilajitekijän, jossa elektroni pyörähtää positiivisesti varautuneen ydin ympärillä kulmakappalevoiman vuoksi, ja elektronilla voi olla vain kiinteitä tai kvantisoituja energia-tiloja. Bohrin mallin elektronin energia on kvantisoitu ja se on seuraava:
Missä Z on atomilukuarvo ja n on pääkvanttiluku, jossa n on kokonaisluku. Vesi-atomin Ionisaatioenergia on 13.6eV.

Ionisaatioenergia (eV) on energia, jota tarvitaan elektronin siirtymiseksi n = 1 (perus tila tai vakain tila) äärettömään. Siksi ottamalla 0 (eV) viitearvoksi äärettömyydessä, Ionisaatioenergia voidaan kirjoittaa seuraavasti:Ionisaatioenergian käsite tukee Bohrin atomimallia, että elektronit voivat pyörähtää ympärillä ydintä kiinteissä tai diskreetissä energia-tiloissa, jotka edustetaan pääkvanttiluvulla 'n'. Kun ensimmäinen elektroni siirtyy pois positiivisesta ytimestä, niin suurempi energia vaaditaan seuraavan vapaasti sidotun elektronin poistamiseksi, koska kulmakappalevoima kasvaa, toisin sanoen toinen Ionisaatioenergia on suurempi kuin ensimmäinen.

Esimerkiksi natriumin (Na) ensimmäinen ionisaatioenergia on seuraava:
Ja sen toinen Ionisaatioenergia on

Siksi, IE2 > IE1 (eV). Tämä on myös totta, jos on K lukumäärä ionisaatiota, niin IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

Metallilla on alhainen Ionisaatioenergia. Alhainen Ionisaatioenergia tarkoittaa parempaa johtavuutta elementissä. Esimerkiksi hopean (Ag, atomilukuarvo Z = 47) johtavuus on 6.30 × 107 s/m ja sen Ionisaatioenergia on 7.575 eV, ja kuparin (Cu, Z = 29) johtavuus on 5.76 × 107 s/m ja sen Ionisaatioenergia on 7.726 eV. Johtimet alhainen Ionisaatioenergia aiheuttaa elektronien liikkumisen positiivisesti varautuneen hilan läpi, muodostaen elektronipilven.

Tekijät, jotka vaikuttavat Ionisaatioenergiaan

Perioditasavalioksessa yleinen trendi on, että Ionisaatioenergia kasvaa vasemmasta oikealle ja vähenee ylhäältä alas. Niinpä tekijät, jotka vaikuttavat ionisaatioenergiaan, voidaan yhteenvetä seuraavasti:

• Atomin koko: Ionisaatioenergia vähenee atomin koon kanssa, koska kun atomin säde kasvaa, kulmakappalevoima väheentyy ytimen ja uloimman elektronin välillä ja päinvastoin.

• Suojateho: Sisäisten kuorien elektronien läsnäolo suojaa tai heikentää kulmakappalevoimaa ytimen ja valenssi-kuorien elektronien välillä. Siksi ionisaatioenergia vähenee. Sisäisten elektronien määrä tarkoittaa enemmän suojaa. Kuitenkin kultaisessa tapauksessa, Ionisaatioenergia on suurempi kuin hopeassa, vaikka kultakin on suurempi. Tämä johtuu heikosta suojasta, jonka sisäiset d ja f orbiitalit tarjoavat kultaisessa tapauksessa.

• Ydinvaraus: Sitä enemmän ydinvaraus, sitä vaikeampi on ionisoida atomeja, koska voima ytimen ja elektronien välillä on suurempi.

• Elektronikonfiguraatio: Sitä vakaimpi atomin elektronikonfiguraatio, sitä vaikeampi on vedättä elektronin, joten sitä suurempi Ionisaatioenergia.

Lähde: Electrical4u

Huomautus: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on arvokasta jakaa, jos on loukkausta, ole yhteydessä poistamaan.