Kas ir jonizācijas enerģija?

Elementa ārāko elektronu devēšanas spēja, lai veidotu pozitīvus jonus, atspoguļojas tajā enerģijā, kas tiek piegādāta tā atomiem, lai no tiem atņemtu elektronus. Šo enerģiju sauc par Ionizācijas Enerģiju. Vienkārši sakot, Ionizācijas Enerģija ir enerģija, kas tiek piegādāta izolētam atomam vai molekūlai, lai iznestu tā labi nomākto valentnēsājo elektronu un veidotu pozitīvu jonu. Tā mērvienība ir elektronsvolts eV vai kJ/mol un tā tiek mērīta elektriskās izplūdes rūpniecībā, kur strauji pārvietojoties elektrons saskaras ar gāzveida elementu, lai iznestu vienu no tā elektroniem. Jo zemāka Ionizācijas Enerģija (IE), jo labāka spēja veidot kationus.

To var izskaidrot ar Bohra atommodeli, kas apsvēra hidrogena līdzīgu atomu, kur elektrons apriņķo pozitīvi slodinātu kodolu, ciešot Kolumba spēku un elektronam var būt tikai fiksētas vai kvantizētas enerģijas līmenis. Bohra modela elektrona enerģija ir kvantizēta un dota šādi:
Kur Z ir atomārajā skaitlis un n ir galvenais kvantu skaitlis, kur n ir vesels skaitlis. Hidrogena atomam Ionizācijas Enerģija ir 13.6eV.

Ionizācijas Enerģija (eV) ir enerģija, kas nepieciešama, lai ņemtu elektronu no n = 1 (bāzes stāvoklis vai visstabilākais stāvoklis) uz bezgalību. Tāpēc, pieņemot 0 (eV) referenci bezgalībā, Ionizācijas Enerģiju var pierakstīt šādi:Ionizācijas Enerģijas koncepts atbalsta Bohra atommodela pierādījumu, ka elektrons var apriņķot kodolu fiksētos vai diskretos enerģijas līmeņos vai slāņos, ko pārstāv galvenais kvantu skaitlis 'n'. Kad pirmais elektrons aiziet no pozitīva kodola tuvumā, tad vajadzīga lielāka enerģija, lai noņemtu nākamo nomākošo elektronu, jo elektrostatiskā piesaistes spēks palielinās, t.i., otrā Ionizācijas Enerģija ir lielāka par pirmo.

Piemēram, sodijs (Na) pirmā ionizācijas enerģija ir dota šādi:
Un tā otra Ionizācijas Enerģija ir

Tātad, IE2 > IE1 (eV). Tas ir arī taisnība, ja notiek K daudzums ionizāciju, tad IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

Metāliem ir zema Ionizācijas Enerģija. Zema Ionizācijas Enerģija nozīmē labāku elementa vedamību. Piemēram, sudraba (Ag, atomārais skaitlis Z = 47) vedamība ir 6.30 × 107 s/m un tās Ionizācijas Enerģija ir 7.575 eV, bet raža (Cu, Z = 29) ir 5.76 × 107 s/m un tās Ionizācijas Enerģija ir 7.726 eV. vedējos zema Ionizācijas Enerģija nodrošina, ka elektroni kustas caur pozitīvi slodināto režģi, veidojot elektronu mākoņu.

Faktori, Kas Ietekmē Ionizācijas Enerģiju

Periodiskajā tabulā vispārīgā tendence ir, ka Ionizācijas Enerģija palielinās no kreisās uz labo un samazinās no augšas uz leju. Tātad, faktorus, kas ietekmē ionizācijas enerģiju, var apkopot šādi:

• Atoma izmērs: Ionizācijas Enerģija samazinās ar atomu izmēru, jo, palielinot atomradiusu, Kolumba piesaistes spēks starp kodolu un ārāko elektronu samazinās un vice versa.

• Aizsargājošs efekts: Iekšējie elektronu slāņi aizsargā vai mazina Kolumba piesaistes spēku starp kodolu un valentnēsājo elektronu. Tāpēc ionizācijas enerģija samazinās. Iekšējo elektronu skaits nozīmē lielāku aizsargājošo efektu. Tomēr, zelta gadījumā, Ionizācijas Enerģija ir lielāka par sudrabu, pat ja zols izmērs ir lielāks par sudrabu. Tas ir saistīts ar vāju aizsargājošo efektu, ko piedāvā iekšējie d un f orbitali zela gadījumā.

• Kodola slodinājums: Jo lielāks kodola slodinājums, jo grūtāk būs ionizēt atomu, jo lielāks piesaistes spēks starp kodolu un elektronu.

• Elektronu konfigurācija: Jo stabildāka atomu elektronu konfigurācija, jo grūtāk būs izņemt elektronu, tāpēc lielāka Ionizācijas Enerģija.

Avots: Electrical4u

Paziņojums: Cenšoties ievērot originālo, labas raksti vērti koplietošanai, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēst.