Det ioniseringsenergi, eller ioniseringspotentiale, er den energi, der kræves til fuldstændigt at fjerne en elektron fra et gasformigt atom eller ion. Jo nærmere og tættere bundet en elektron er til kerne, jo vanskeligere vil det være at fjerne, og jo højere er dens ioniseringsenergi.
Key takeaways: ioniseringsenergi
- Ioniseringsenergi er den mængde energi, der er nødvendig for fuldstændigt at fjerne et elektron fra et gasformigt atom.
- Generelt er den første ioniseringsenergi lavere end den, der kræves for at fjerne efterfølgende elektroner. Der er undtagelser.
- Ioniseringsenergi udviser en tendens på det periodiske system. Ioniseringsenergi øger generelt bevægelse fra venstre til højre over en periode eller række og mindsker bevægelse fra top til bund ned i en elementgruppe eller -søjle.
Enheder til ioniseringsenergi
Ioniseringsenergi måles i elektronvolt (eV). Undertiden udtrykkes den molære ioniseringsenergi i J / mol.
Første kontra efterfølgende ioniseringsenergier
Den første ioniseringsenergi er den energi, der kræves til at fjerne et elektron fra moderatomet. Sekundet
ioniseringsenergi er den energi, der kræves for at fjerne et andet valenselektron fra den univalente ion for at danne den divalente ion, og så videre. Succesrige ioniseringsenergier øges. Den anden ioniseringsenergi er (næsten) altid større end den første ioniseringsenergi.Der er et par undtagelser. Den første ioniseringsenergi af bor er mindre end for beryllium. Den første ioniseringsenergi af ilt er større end nitrogen. Årsagen til undtagelserne har at gøre med deres elektronkonfigurationer. I beryllium kommer den første elektron fra en 2s orbital, der kan indeholde to elektroner, som den er stabil med en. I bor fjernes den første elektron fra en 2p orbital, som er stabil, når den har tre eller seks elektroner.
Begge elektroner fjernet for at ionisere ilt og nitrogen kommer fra 2p-orbitalen, men et nitrogenatom har det tre elektroner i dets orbital (stabilt), mens et iltatom har 4 elektroner i 2p-orbitalen (mindre stabil).
Ionisering Energitendenser i den periodiske tabel
Ioniseringsenergier øger bevægelsen fra venstre mod højre over en periode (faldende atomradius). Ioniseringsenergi mindskes ved at bevæge sig ned ad en gruppe (stigende atomradius).
Gruppe I-elementer har lave ioniseringsenergier, fordi tabet af et elektron danner en stabil oktet. Det bliver sværere at fjerne et elektron som atomradius falder, fordi elektronerne generelt er tættere på kernen, som også er mere positivt ladet. Den højeste ioniseringsenergiverdi i en periode er dens ædelgas.
Betingelser relateret til ioniseringsenergi
Udtrykket "ioniseringsenergi" bruges, når der diskuteres atomer eller molekyler i gasfasen. Der er analoge udtryk for andre systemer.
Arbejdsfunktion - Arbejdsfunktionen er den minimale energi, der er nødvendig for at fjerne et elektron fra overfladen af et fast stof.
Elektronbindende energi - Den elektronbindende energi er en mere generisk betegnelse for ioniseringsenergi fra enhver kemisk art. Det bruges ofte til at sammenligne de energiværdier, der er nødvendige for at fjerne elektroner fra neutrale atomer, atomioner og polyatomiske ioner.
Ionisering Energi versus elektronaffinitet
En anden tendens, der ses i den periodiske tabel, er elektronaffinitet. Elektronaffinitet er et mål for den energi, der frigøres, når et neutralt atom i gasfasen får et elektron og danner en negativt ladet ion (anion). Mens ioniseringsenergier kan måles med stor præcision, er elektronaffiniteter ikke så lette at måle. Tendensen til at få et elektron øger bevægelse fra venstre mod højre over en periode i den periodiske tabel og aftager bevægelse fra top til bund ned i en elementgruppe.
Årsagerne til, at elektronaffinitet typisk bliver mindre ved at bevæge sig ned langs tabellen, skyldes, at hver nye periode tilføjer en ny elektronbane. Valenselektronet bruger mere tid længere fra kernen. Når du bevæger dig ned ad den periodiske tabel, har et atom flere elektroner. Afvisning mellem elektronerne gør det lettere at fjerne en elektron eller sværere at tilføje en.
Elektronaffiniteter er mindre værdier end ioniseringsenergier. Dette sætter tendensen inden for elektronaffinitet bevæger sig over en periode i perspektiv. I stedet for en nettofrigivelse af energi, når et elektron er vinder, kræver et stabilt atom som helium faktisk energi for at tvinge ionisering. En halogen, som fluor, accepterer let en anden elektron.