Ionisering Energidefinisjon og trend

Ioniseringsenergi er energi pålagt å fjerne en elektron fra en gassformigatom eller ion. Den første eller første ioniseringsenergien eller E_Jeg av et atom eller molekyl er energien som kreves for å fjerne en muldvarp av elektroner fra en mol isolerte gassatomer eller -ioner.

Du tenker kanskje på ioniseringsenergi som et mål på vanskeligheten med å fjerne elektron eller styrken et elektron bindes ved. Jo høyere ioniseringsenergi, desto vanskeligere er det å fjerne et elektron. Derfor er ioniseringsenergi en indikator på reaktivitet. Ioniseringsenergi er viktig fordi den kan brukes til å forutsi styrken til kjemiske bindinger.

Også kjent som: ioniseringspotensial, IE, IP, ΔH °

enheter: Ioniseringsenergi rapporteres i enheter på kilojoule per mol (kJ / mol) eller elektron volt (eV).

Ionisering, sammen med atom og ionisk radius, elektronegativitet, elektronaffinitet og metallisitet, følger en trend på det periodiske elementet.

• Ioniseringsenergi øker generelt bevegeligheten fra venstre mot høyre over en elementperiode (rad). Dette er fordi atomradiusen generelt avtar å bevege seg over en periode, så det er en større effektiv tiltrekning mellom de negativt ladede elektronene og positivt ladede kjerner. Ionisering er på minimumsverdien for alkalimetallet på venstre side av bordet og maksimalt for edelgass på høyre side av en periode. Edelgassen har et fylt valensskall, så den motstår elektronfjerning.
  instagram viewer
• Ionisering reduserer å bevege seg topp til bunn ned i en elementgruppe (kolonne). Dette er fordi det viktigste kvantallet for det ytterste elektron øker å bevege seg nedover i en gruppe. Det er flere protoner i atomer som beveger seg nedover i en gruppe (større positiv ladning), men effekten er å trekke inn elektronskjellene, noe som gjør dem mindre og screener ytre elektroner fra den attraktive kraften til cellekjernen. Flere elektronskall legges til og beveger seg nedover i en gruppe, så det ytterste elektronet blir stadig mer avstand fra kjernen.

Energien som kreves for å fjerne det ytterste valenselektron fra et nøytralt atom er den første ioniseringsenergien. Den andre ioniseringsenergien er den som kreves for å fjerne neste elektron, og så videre. Den andre ioniseringsenergien er alltid høyere enn den første ioniseringsenergien. Ta for eksempel et alkalimetallatom. Å fjerne det første elektronet er relativt enkelt fordi tapet gir atomet et stabilt elektronskall. Å fjerne det andre elektronet innebærer et nytt elektronskall som er nærmere og tettere bundet til atomkjernen.

Den første ioniseringsenergien til hydrogen kan være representert ved følgende ligning:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Hvis du ser på et diagram over første ioniseringsenergier, er to unntak fra trenden lett synlige. Den første ioniseringsenergien til bor er mindre enn beryllium og den første ioniseringsenergien til oksygen er mindre enn nitrogen.

Årsaken til avviket skyldes elektronkonfigurasjonen til disse elementene og Hunds regel. For beryllium kommer det første ioniseringspotensialet elektron fra 2s orbital, selv om ionisering av bor innebærer en 2p elektron. For både nitrogen og oksygen kommer elektronet fra 2p bane, men spinnet er det samme for alle 2p nitrogenelektroner, mens det er et sett med sammenkoblede elektroner i en av de top oksygen orbitaler.

• Ioniseringsenergi er den minste energien som kreves for å fjerne et elektron fra et atom eller ion i gassfasen.
• De vanligste enhetene for ioniseringsenergi er kilojouler per mol (kJ / M) eller elektron volt (eV).
• Ioniseringsenergi viser periodisitet på det periodiske systemet.
• Den generelle trenden er at ioniseringsenergi øker å bevege seg fra venstre til høyre over en elementperiode. Når du beveger seg venstre til høyre over en periode, reduseres atomradius, slik at elektroner blir mer tiltrukket av (nærmere) kjernen.
• Den generelle trenden er at ioniseringsenergien reduseres ved å gå fra topp til bunn og ned i en periodisk tabellgruppe. Når du beveger deg nedover i en gruppe, legges et valensskall til. De ytterste elektronene er lenger fra den positive ladede kjernen, så de er lettere å fjerne.

• F. Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson, Avansert uorganisk kjemi (5. utg., John Wiley 1988) s.1381.
• Lang, Peter F.; Smith, Barry C. "Ioniseringsenergier av atomer og atomer". Journal of Chemical Education. 80 (8).