რა არის იონიზაციის ენერგია?

ელემენტის შესაძლებლობა გადაცემაში თავის უკანასკნელ ელექტრონებს დაფოზიტური იონების ქმნის ხელსაწყოში გამოიხატება იმ ენერგიით, რომელიც საკმარისია ატომების ელექტრონების გასატაცებლად. ეს ენერგია ცნობილია როგორც იონიზაციის ენერგია. უბრალოდ რომ ვთქვათ, იონიზაციის ენერგია არის ენერგია, რომელიც საჭიროა აიზოლირებული ატომის ან მოლეკულის უახლოეს დაკავშირებული ვალენტური სხეულის ელექტრონის ამოღებისთვის დაფოზიტური იონის ქმნაში. მისი ერთეულია ელექტრონ-ვოლტი eV ან kJ/mol და ის ზომავენ ელექტროდისჩერის ტუბებში, სადაც სწრაფად მოძრავი ელექტრონი დაეჯახება აირის ელემენტს ელექტრონის ამოღებისთვის. რაც ნაკლებია იონიზაციის ენერგია (IE), მით უკეთესია კატიონების ქმნის შესაძლებლობა.

ეს შეიძლება ახსნათ ბოჰრის ატომის მოდელით, რომელიც ითვალისწინებს ჰიდროგენის მსგავს ატომს, სადაც ელექტრონი მორბება დადებით დარწმუნებული ნივთიერების გარშემო კულონის ძალის გამო, და ელექტრონი შეიძლება მხოლოდ ფიქსირებული ან კვანტური ენერგიის დონეები იქნებოდეს. ბოჰრის მოდელის ელექტრონის ენერგია კვანტურია და შემდეგნაირად არის მოცემული :
სადაც, Z არის ატომური ნომერი და n არის პრინციპალური კვანტური რიცხვი, სადაც n არის მთელი რიცხვი. ჰიდროგენის ატომისთვის იონიზაციის ენერგია არის 13.6eV.

იონიზაციის ენერგია (eV) არის ენერგია, რომელიც საჭიროა ელექტრონის გადატაცებისთვის n = 1 (ფუნდამენტური სტატები ან ყველაზე სტაბილური სტატები) უსასრულობამდე. ამიტომ, უსასრულობაში 0 (eV) რეფერენციის გათვალისწინებით, იონიზაციის ენერგია შეიძლება ჩაიწეროს შემდეგნაირად :იონიზაციის ენერგიის კონცეფცია ამახსნელია ბოჰრის ატომის მოდელით, რომელიც ითვალისწინებს, რომ ელექტრონი შეიძლება მორბებოდეს ნივთიერების გარშემო ფიქსირებული ან დისკრეტული ენერგიის დონეებზე ან სხეულებზე, რომლებიც წარმოდგენილია პრინციპალური კვანტური რიცხვით 'n'. როგორც პირველი ელექტრონი მიდის დადებით ნივთიერების გარშემო, მეტი ენერგია საჭიროა შემდეგი უფრო დაკავშირებული ელექტრონის გასატაცებლად, რადგან ელექტროსტატიკური ძალა ზრდის, რაც ნიშნავს, რომ მეორე იონიზაციის ენერგია უფრო დიდია პირველის ვიდრე.

მაგალითად, ნატრიის (Na) პირველი იონიზაციის ენერგია არის შემდეგი :
და მისი მეორე იონიზაციის ენერგია არის

ამიტომ, IE2 > IE1 (eV). ეს ასევე სამართლებრივია, თუ K რაოდენობის იონიზაციები არსებობს, მაშინ IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

მეტალებს აქვთ დაბალი იონიზაციის ენერგია. დაბალი იონიზაციის ენერგია ნიშნავს ელემენტის უკეთ პროვოდერობას. მაგალითად, არჯენტის (Ag, ატომური ნომერი Z = 47) პროვოდერობა არის 6.30 × 107 s/m და მისი იონიზაციის ენერგია არის 7.575 eV, ხოლო კოპპერის (Cu, Z = 29) პროვოდერობა არის 5.76 × 107 s/m და მისი იონიზაციის ენერგია არის 7.726 eV. პროვოდერებში დაბალი იონიზაციის ენერგია იწვევს ელექტრონების მოძრაობას დადებით დარწმუნებული ქსელის გარშემო, რით ქმნის ელექტრონულ ღრუბლს.

ფაქტორები, რომლებიც იონიზაციის ენერგიაზე მოქმედებს

პერიოდულ სახელთა ცხრილში ზოგადი ტენდენციაა, რომ იონიზაციის ენერგია ზრდის მარცხნიდან მარჯვნივ და შემცირდება ზედად ქვედან. ამიტომ იონიზაციის ენერგიაზე მოქმედი ფაქტორები შეიძლება შემდეგნაირად შეჯამდეს:

• ატომის ზომა: იონიზაციის ენერგია შემცირდება ატომის ზომით, რადგან როგორც ატომური რადიუსი ზრდის, კულონის ძალა ნივთიერებსა და უკანასკნელ ელექტრონს შორის შემცირდება და პირიქით.

• დაფარვა: შიდა სხეულის ელექტრონები დაფარავენ ან შესუსტებენ კულონის ძალას ნივთიერებსა და ვალენტური სხეულის ელექტრონებს შორის. ამიტომ იონიზაციის ენერგია შემცირდება. შიდა ელექტრონების რაოდენობა ნიშნავს მეტ დაფარვას. თუმცა შემთხვევაში ახილის, იონიზაციის ენერგია უფრო დიდია ვიდრე არჯენტის, თუმცა ახილის ზომა უფრო დიდია არჯენტის ვიდრე. ეს შესაძლებელია დახურული d და f ორბიტალების შემდეგ ახილის შემთხვევაში.

• ნივთიერების დარჩენა: რაც უფრო დიდი არის ნივთიერების დარჩენა, მით უფრო რთული იქნება ატომის იონიზაცია ნივთიერებსა და ელექტრონებს შორის უფრო დიდი დარჩენის გამო.

• ელექტრონული კონფიგურაცია: რაც უფრო სტაბილურია ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია, მით უფრო რთული იქნება ელექტრონის ამოღება და შესაბამისად უფრო დიდი იონიზაციის ენერგია.

წყარო: Electrical4u

დეკლარაცია: პრეცედენტის პრეცედენტის მიმართ, კარგი სტატიები ღირს გაზიარების, თუ არსებულია ნაკრების დახურვა კონტაქტი წაშლა.