Vad är ionisationsenergi?
Förmågan hos ett element att ge bort sina yttersta elektroner för att bilda positiva jon är märkbar i den energimängd som tillförs dess atomer tillräckligt mycket för att ta bort elektronerna från dem. Denna energi kallas Joniseringsenergi. Med andra ord, joniseringsenergin är den energi som tillförs en isolerad atom eller molekyl för att slå ut dess mest löst bundna valensskal-elektron för att bilda ett positivt jon. Dess enhet är elektronvolt eV eller kJ/mol och mäts i en elektrisk avkopplingsrör där en snabbt rörlig elektron kolliderar med ett gasartat element för att utsläppa en av dess elektroner. Ju lägre joniseringsenergi (IE), desto bättre förmåga att bilda kationer.
Detta kan förklaras med Bohrs atommodell, i det att den betraktar ett vätterymskt atom där en elektron cirkulerar runt en positivt laddad kärna på grund av den kolumbiska krafterna av attraktion och elektronen endast kan ha fasta eller kvantisade energinivåer. Energien hos en Bohrs modell elektron är kvantisad och ges nedan:
Där Z är atomnumret och n är huvudkvanttalet där n är ett heltal. För en vätrogen är joniseringsenergin 13,6eV.
Joniseringsenergin (eV) är den energi som krävs för att ta elektronen från n = 1 (grundtillstånd eller det mest stabila tillståndet) till oändlighet. Genom att ta 0 (eV) referens vid oändligheten kan joniseringsenergin skrivas som:
Konceptet om joniseringsenergi stöder beviset för Bohrs atommodell att elektronen kan cirkulera runt kärnan i fasta eller diskreta energinivåer eller skal representerade av huvudkvantalet 'n'. När den första elektronen går bort från näheten av den positivt laddade kärnan, så krävs större energi för att ta bort nästa löst bundna elektron eftersom den elektrostatiska krafterna av attraktion ökar, dvs. den andra joniseringsenergin är större än den första.
Till exempel, den första joniseringsenergin för natrium (Na) ges som:
Och dess andra joniseringsenergi är
Alltså, IE2 > IE1 (eV). Detta gäller även om det finns K antal joniseringar, då IE1 < IE2 < IE3……….< IEk
Metaller har låg joniseringsenergi. Låg joniseringsenergi innebär bättre ledningsförmåga hos elementet. Till exempel är konduktiviteten för silver (Ag, atomnummer Z = 47) 6,30 × 107 s/m och dess joniseringsenergi är 7,575 eV och för koppar (Cu, Z = 29) är 5,76 × 107 s/m och dess joniseringsenergi är 7,726 eV. I ledare orsakar låg joniseringsenergi att elektronerna rör sig genom den positivt laddade gitterstrukturen, vilket bildar en elektronmoln.
Faktorer som Påverkar Joniseringsenergin
I periodiska systemet är den generella trenden att joniseringsenergin ökar från vänster till höger och minskar från topp till botten. Så de faktorer som påverkar joniseringsenergin kan sammanfattas nedan:
Atommens storlek: Joniseringsenergin minskar med atommens storlek eftersom när atomradien ökar, kolumbska krafterna av attraktion mellan kärnan och den yttersta elektronen minskar och vice versa.
Sköldande effekt: Närvaron av inre skal-elektroner skyddar eller svagar kolumbska krafterna av attraktion mellan kärnan och valenskal-elektronerna. Alltså minskar joniseringsenergin. Antalet inre elektroner betyder mer sköldande. Men i fallet med guld, är joniseringsenergin större än silver trots att guldet är större än silver. Detta beror på det svaga sköldandet som erbjuds av de inre d- och f-orbitalerna i fallet med guld.
Kärnbelastning: Ju större kärnbelastningen, desto svårare blir det att jonisera atomen på grund av den större attraktionskraften mellan kärnan och elektronerna.
Elektronkonfiguration: Ju stabilare elektronkonfigurationen hos atomen, desto svårare är det att dra bort en elektron, alltså större joniseringsenergi.
Källa: Electrical4u
Uttryck: Respektera original, bra artiklar är värda att dela, om det finns upphovsrättsskydd kontakta för att radera.
