Ionization Energy Definition and Trend

Ioniseringsenergi er energi kræves for at fjerne en elektron fra en gasformigatom eller ion. Den første eller indledende ioniseringsenergi eller E_jeg af et atom eller molekyle er den energi, der kræves for at fjerne en muldvarp af elektroner fra en mol isolerede luftformede atomer eller ioner.

Du tænker måske på ioniseringsenergi som et mål for vanskeligheden ved at fjerne elektron eller styrken, som et elektron er bundet til. Jo højere ioniseringsenergi, desto vanskeligere er det at fjerne et elektron. Derfor er ioniseringsenergi en indikator for reaktivitet. Ioniseringsenergi er vigtig, fordi den kan bruges til at forudsige styrken af ​​kemiske bindinger.

Også kendt som: ioniseringspotentiale, IE, IP, ΔH °

Enheder: Ioniseringsenergi rapporteres i enheder på kilojoule pr. Mol (kJ / mol) eller elektron volt (eV).

Ionisering sammen med atomisk og ionisk radius, elektronegativitet, elektronaffinitet og metallicitet følger en tendens på den periodiske tabel med elementer.

• Ioniseringsenergi øger generelt bevægelse fra venstre mod højre over en elementperiode (række). Dette skyldes, at atomradiusen generelt aftager bevægelse over en periode, så der er en større effektiv tiltrækning mellem de negativt ladede elektroner og den positivt ladede kerne. Ionisering er på minimumsværdien for alkalimetallet på venstre side af bordet og et maksimum for ædelgassen på yderste højre side af en periode. Den ædel gas har en fyldt valensskal, så den modstår elektronfjerning.
• Ionisering reducerer bevægelse fra top til bund ned i en elementgruppe (kolonne). Dette skyldes, at det største kvanttal for det yderste elektron øger bevægelsen ned ad en gruppe. Der er flere protoner i atomer, der bevæger sig ned ad en gruppe (større positiv ladning), men effekten er at trække ind elektronskaller, hvilket gør dem mindre og screener ydre elektroner fra den attraktive kraft fra kerne. Der tilføjes flere elektronskaller, der bevæger sig ned ad en gruppe, så den yderste elektron bliver i stigende grad afstand fra kernen.

Den energi, der kræves for at fjerne det yderste valenselektron fra et neutralt atom er den første ioniseringsenergi. Den anden ioniseringsenergi er den, der kræves for at fjerne det næste elektron osv. Den anden ioniseringsenergi er altid højere end den første ioniseringsenergi. Tag for eksempel et alkalimetalatom. Fjernelse af det første elektron er relativt let, fordi dets tab giver atomet et stabilt elektronskal. Fjernelse af den anden elektron involverer en ny elektronskal, der er tættere og tættere bundet til atomkernen.

Den første ioniseringsenergi af brint kan være repræsenteret ved følgende ligning:

H (g) → H⁺(g) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Hvis du ser på et diagram over første ioniseringsenergier, er to undtagelser fra tendensen tydelige. Den første ioniseringsenergi af bor er mindre end for beryllium, og den første ioniseringsenergi af ilt er mindre end nitrogen.

Årsagen til uoverensstemmelsen skyldes elektronkonfigurationen af ​​disse elementer og Hunds regel. For beryllium kommer den første ioniseringspotentiale-elektron fra 2s orbital, selvom ionisering af bor involverer en 2p elektron. For både nitrogen og ilt kommer elektronet fra 2p orbital, men spin er den samme for alle 2p nitrogenelektroner, mens der er et sæt parrede elektroner i en af ​​de 2p iltkredse.

• Ioniseringsenergi er den minimale energi, der kræves for at fjerne et elektron fra et atom eller en ion i gasfasen.
• De mest almindelige enheder af ioniseringsenergi er kilojoules pr. Mol (kJ / M) eller elektron volt (eV).
• Ioniseringsenergi udviser periodicitet på det periodiske system.
• Den generelle tendens er, at ioniseringsenergi øger bevægelsen fra venstre mod højre over en elementperiode. Når man bevæger sig mod venstre til højre over en periode, nedsættes atomradius, så elektroner tiltrækkes mere til (tættere) kerne.
• Den generelle tendens er, at ioniseringsenergien falder ved at bevæge sig fra top til bund ned i en periodisk tabelgruppe. Når man bevæger sig ned i en gruppe, tilføjes en valence shell. De yderste elektroner er længere væk fra den positivt ladede kerne, så de er lettere at fjerne.

• F. Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson, Avanceret uorganisk kemi (5. udg., John Wiley 1988) s.1381.
• Lang, Peter F.; Smith, Barry C. "Ioniseringsenergier fra atomer og atomoner". Jvores kemiske uddannelse. 80 (8).