İyonlaşma Enerjisi Nedir?
Bir elementin dış electronlarını vererek pozitif iyon oluşturabilme yeteneği, atomlarına yeterli miktarda enerji sağlanmasıyla electronların atılması ile ortaya çıkar. Bu enerji İyonlaşma Enerjisi olarak bilinir. Basitçe ifade edersek, İyonlaşma Enerjisi, bir yalıtılmış atom veya molekülden en az bağlı valans kabuğu electronunu çıkarmak için sağlanan enerjidir. Birimleri elektron-volt eV veya kJ/mol'dür ve elektrik deşarj tüpünde hızlı hareket eden bir elektronun gaz halindeki bir elementle çarpışarak ondan bir electronu çıkarması ile ölçülür. Daha düşük İyonlaşma Enerjisi (IE), daha iyi katyon oluşturma yeteneğine sahiptir.
Bu, Bohr atom modeli ile açıklanabilir. Bu model, bir hidrojen benzeri atomu düşünür; bu atomda bir elektron, kolumbic çekim kuvveti nedeniyle pozitif yüklü çekirdeğin etrafında döner ve sadece sabit veya nicemli enerji seviyelerine sahip olabilir. Bohr modelinin elektronunun enerjisi nicemlidir ve aşağıdaki gibi verilir:
Burada, Z atom numarasıdır ve n ana nicem sayısıdır, n bir tamsayıdır. Hidrojen atomu için İyonlaşma Enerjisi 13.6eV'dir.
İyonlaşma Enerjisi (eV), electronun n = 1 (taban durumu veya en istikrarlı durum) dan sonsuzluğa gitmesi için gereken enerjidir. Bu nedenle, sonsuzlukta 0 (eV) referans alınarak, İyonlaşma Enerjisi şu şekilde yazılabilir:
İyonlaşma Enerjisi kavramı, Bohr atom modelinin kanıtıdır; bu model, electronların çekirdeğin etrafında sabit veya ayrık enerji seviyelerinde veya ana nicem sayısı 'n' ile temsil edilen kabuklarda döndüğünü gösterir. İlk electron, pozitif çekirdekten uzaklaştığında, artan elektrostatik çekim kuvveti nedeniyle sonraki daha az bağlı electronları çıkarmak için daha fazla enerji gerekir, yani ikinci İyonlaşma Enerjisi, ilk İyonlaşma Enerjisinden büyüktür.
Örneğin, Sodyum (Na) için ilk ionlaşma enerjisi şu şekilde verilir:
Ve ikinci İyonlaşma Enerjisi
Bu nedenle, IE2 > IE1 (eV). Eğer K sayıda ionlaşma varsa, o zaman IE1 < IE2 < IE3……….< IEk
Metaller düşük İyonlaşma Enerjisiye sahiptir. Düşük İyonlaşma Enerjisi, elementin daha iyi iletkendir. Örneğin, Gümüş (Ag, atom numarası Z = 47) için iletkenlik 6.30 × 107 s/m ve İyonlaşma Enerjisi 7.575 eV'dir. Teneke (Cu, Z = 29) için iletkenlik 5.76 × 107 s/m ve İyonlaşma Enerjisi 7.726 eV'dir. iletkenlerde düşük İyonlaşma Enerjisi, elektronların pozitif yüklü kafes boyunca hareket etmesine neden olur, böylece bir elektron bulutu oluştururlar.
İyonlaşma Enerjisini Etkileyen Faktörler
Periyodik tabloda, genel eğilim, İyonlaşma Enerjisinin soldan sağa doğru artması ve yukarıdan aşağıya doğru azalmasıdır. Bu nedenle, ionlaşma enerjisini etkileyen faktörler şöyle özetlenebilir:
Atom Boyutu: İyonlaşma Enerjisi, atom boyutu ile beraber azalır çünkü atom yarıçapı arttıkça çekirdek ile en dıştaki electron arasındaki kolumbic çekim kuvveti azalır ve tersi durum da geçerlidir.
Korumalama Etkisi: İç kabuk electronlarının varlığı, çekirdek ile valans kabuğu electronları arasındaki kolumbic çekim kuvvetini zayıflatır. Bu nedenle ionlaşma enerjisi azalır. İç electron sayısının artması, daha fazla koruma anlamına gelir. Ancak altın durumunda, altınun boyutu gümüştenden daha büyük olmasına rağmen İyonlaşma Enerjisi daha yüksektir. Bu, altınun iç d ve f orbitalleri tarafından zayıf koruma sunulmasından kaynaklanır.
Nükleer Şarj: Daha yüksek nükleer şarj, çekirdek ile electronlar arasındaki daha güçlü çekim kuvveti nedeniyle atomu ionlaşmak daha zor hale getirir.
Elektronik Yapı: Atomun elektronik yapısı ne kadar istikrarlıysa, electron çekmek o kadar zordur, bu nedenle daha yüksek İyonlaşma Enerjisi vardır.
Kaynak: Electrical4u
Açıklama: Orijinali saygılı, iyi makaleler paylaşmaya değerdir, telif hakkı ihlali varsa lütfen silme talebinde bulunun.
