Wat is Ionisatie-energie?

Het vermogen van een element om zijn buitenste elektronen af te staan om positieve ionen te vormen, manifesteert zich in de hoeveelheid energie die aan zijn atomen wordt toegevoerd om de elektronen daaruit weg te halen. Deze energie wordt Ionisatie-energie genoemd. Kort gezegd is de Ionisatie-energie de energie die aan een geïsoleerd atoom of molecuul wordt toegevoerd om het meest los gebonden valentie-schil-elektron eruit te slaan en zo een positief ion te vormen. De eenheid hiervoor is elektron-volt eV of kJ/mol en wordt gemeten in een elektrische ontladingbuis waarin een snel bewegend elektron bots met een gasvormig element om een van zijn elektronen te verjagen. Hoe lager de Ionisatie-energie (IE), hoe beter de mogelijkheid om kationen te vormen.

Dit kan worden uitgelegd met de Bohr model van het atoom, waarbij een waterstof-achtig atoom wordt beschouwd waarin een elektron rond een positief geladen kern draait door de columbische aantrekkingskracht en het elektron alleen vaste of gekwantiseerde energieniveaus kan hebben. De energie van een Bohr model elektron is gekwantiseerd en wordt als volgt gegeven :
Waarbij Z het atoomnummer is en n het hoofdkwantumgetal is, waarbij n een geheel getal is. Voor een waterstofatoom is de Ionisatie-energie 13,6 eV.

De Ionisatie-energie (eV) is de energie die nodig is om het elektron van n = 1 (grondtoestand of meest stabiele toestand) naar oneindig te brengen. Dus met 0 (eV) referentie op oneindig, kan de Ionisatie-energie worden geschreven als :Het concept van Ionisatie-energie ondersteunt het bewijs van het Bohr model van het atoom dat het elektron rond de kern kan draaien in vaste of discrete energieniveaus of schillen, weergegeven door het hoofdkwantumgetal 'n'. Naarmate het eerste elektron zich verwijdert van de nabijheid van de positief geladen kern, is meer energie nodig om het volgende los gebonden elektron te verwijderen, omdat de elektrostatische aantrekkingskracht toeneemt, d.w.z. de tweede Ionisatie-energie is groter dan de eerste.

Bijvoorbeeld, de eerste ionisatie-energie van natrium (Na) is gegeven als :
En de tweede Ionisatie-energie is

Dus, IE2 > IE1 (eV). Dit is ook waar als er K aantal ionisaties zijn, dan is IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

Metalen hebben een lage Ionisatie-energie. Een lage Ionisatie-energie impliceert een betere geleidbaarheid van het element. Bijvoorbeeld, de geleidbaarheid van zilver (Ag, atoomnummer Z = 47) is 6,30 × 107 s/m en de Ionisatie-energie is 7,575 eV en voor koper (Cu, Z = 29) is 5,76 × 107 s/m en de Ionisatie-energie is 7,726 eV. In geleiders veroorzaken de lage Ionisatie-energie dat de elektronen zich door het positief geladen rooster bewegen, waardoor een elektronwolk wordt gevormd.

Factoren die de Ionisatie-energie beïnvloeden

In het periodiek systeem is de algemene trend dat de Ionisatie-energie van links naar rechts toeneemt en van boven naar beneden afneemt. De factoren die de ionisatie-energie beïnvloeden, kunnen als volgt worden samengevat:

• Grootte van het Atoom: De Ionisatie-energie neemt af met de grootte van het atoom, omdat naarmate de atoomstraal toeneemt, de columbische aantrekkingskracht tussen de kern en het buitenste elektron afneemt en vice versa.

• Schermende Werking: De aanwezigheid van binnenste schillelektronen schermen of verzwakken de columbische aantrekkingskracht tussen de kern en de valentie-schil-elektronen. Daarom neemt de ionisatie-energie af. Het aantal binnenste elektronen betekent meer scherming. Echter, in het geval van goud, is de Ionisatie-energie groter dan zilver, zelfs als de grootte van goud groter is dan zilver. Dit komt doordat de binnenste d- en f-orbitals in het geval van goud zwakkere scherming bieden.

• Kernlading: Hoe hoger de kernlading, hoe moeilijker het is om het atoom te ioniseren vanwege de grotere aantrekkingskracht tussen de kern en de elektronen.

• Elektronische Opstelling: Hoe stabieler de elektronische opstelling van het atoom, hoe moeilijker het is om een elektron te verwijderen, dus hoe hoger de Ionisatie-energie.

Bron: Electrical4u

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een schending van rechten is wordt verzoek tot verwijdering.