ЕНЕРГІЯ ІОНІЗАЦІЇ: ПОТЕНЦІАЛ, МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ - ФІЗИЧНІ - 2025

Енергія іонізації відноситься до мінімальної кількості енергії, як правило , виражається в одиницях кілоджоулів на моль (кДж / моль), необхідних для отримання звільнення електрона , що знаходиться в атомі в в газовій фазі , яка знаходиться в її стані фундаментальні.

Газоподібний стан відноситься до стану, в якому він вільний від впливу, який інші атоми можуть чинити на себе, а також будь-якої міжмолекулярної взаємодії. Величина енергії іонізації є параметром для опису сили, з якою електрон зв’язується з атомом, до складу якого він входить.

Перша енергія іонізації

Іншими словами, чим більше потрібна кількість енергії іонізації, тим складніше буде від'єднати електрон, про який йде мова.

Потенціал іонізації

Потенціал іонізації атома або молекули визначається як мінімальна кількість енергії, яку необхідно застосувати, щоб викликати відшарування електрона від самої зовнішньої оболонки атома в його основному стані та з нейтральним зарядом; тобто енергія іонізації.

Слід зазначити, що, говорячи про потенціал іонізації, використовується термін, який вийшов з ужитку. Це тому, що раніше визначення цієї властивості ґрунтувалося на використанні електростатичного потенціалу для вибірки, що цікавить.

За допомогою цього електростатичного потенціалу сталося дві речі: іонізація хімічного виду та прискорення процесу проливання електрону, який хотілося видалити.

Тож, починаючи використовувати спектроскопічні методи для свого визначення, термін "іонізаційний потенціал" замінили на "енергію іонізації".

Так само відомо, що хімічні властивості атомів визначаються конфігурацією електронів, присутніх у найбільш віддаленому рівні енергії в цих атомах. Отже, енергія іонізації цих видів безпосередньо пов'язана зі стабільністю їх валентних електронів.

Методи визначення енергії іонізації

Як було сказано раніше, методи визначення енергії іонізації в основному задаються процесами фотоемісії, які ґрунтуються на визначенні енергії, випромінюваної електронами, як наслідок застосування фотоелектричного ефекту.

Хоча можна сказати, що атомна спектроскопія є найбільш безпосереднім методом визначення енергії іонізації зразка, існує також фотоелектронна спектроскопія, в якій вимірюються енергії, з якими пов'язані електрони до атомів.

У цьому сенсі ультрафіолетова фотоелектронна спектроскопія - також відома як UPS за її абревіатурою англійською мовою - це техніка, яка використовує збудження атомів або молекул за допомогою застосування ультрафіолетового випромінювання.

Це робиться для того, щоб проаналізувати енергетичні переходи найбільш віддалених електронів у досліджуваних хімічних видів та характеристики зв’язків, які вони утворюють.

Відомі також рентгенівська фотоелектронна спектроскопія та екстремальне ультрафіолетове випромінювання, які використовують той самий принцип, описаний раніше з різницею типу випромінювання, що впливає на зразок, швидкості, з якою виганяються електрони, та роздільної здатності отриманий.

Перша енергія іонізації

У випадку атомів, які мають більш ніж один електрон на їхньому зовнішньому рівні - тобто, так звані поліелектронні атоми - значення енергії, необхідної для видалення першого електрона з атома, що знаходиться в його основному стані, задається наступне рівняння:

Енергія + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"А" символізує атом будь-якого елемента, і відокремлений електрон представлений як "e ^- ". Таким чином отримується перша енергія іонізації, що називається "I ₁ ".

Як видно, відбувається ендотермічна реакція, оскільки в атом надходить енергія, щоб отримати електрон, доданий до катіона цього елемента.

Так само значення першої енергії іонізації елементів, присутніх в той же період, пропорційно збільшується до збільшення їх атомного числа.

Це означає, що воно зменшується справа наліво за певний період, а зверху вниз у тій же групі періодичної таблиці.

У цьому сенсі благородні гази мають високі значення енергії іонізації, тоді як елементи, що належать до лужних і лужноземельних металів, мають низькі значення цієї енергії.

Друга енергія іонізації

Таким же чином, видаляючи другий електрон з того ж атома, отримують другу енергію іонізації, що символізується як "I ₂ ".

Енергія + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Ця ж схема дотримується і для інших енергій іонізації при запуску наступних електронів, знаючи, що після відшарування електрона від атома в його основному стані відштовхувальний ефект між рештою електронами зменшується.

Оскільки властивість під назвою "ядерний заряд" залишається постійною, для виривання іншого електрона іонного виду, який має позитивний заряд, потрібно більше енергії. Таким чином, енергії іонізації збільшуються, як видно нижче:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Нарешті, окрім ефекту ядерного заряду, на енергію іонізації впливає електронна конфігурація (кількість електронів у валентній оболонці, тип зайнятої орбіти тощо) та ефективний ядерний заряд електрона, що підлягає проливанню.

Завдяки цьому явищу більшість молекул органічного характеру мають високі енергетичні значення іонізації.

Список літератури

1. Чанг, Р. (2007). Хімія, дев'яте видання. Мексика: McGraw-Hill.
2. Вікіпедія. (sf). Енергія іонізації. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
3. Гіперфізика. (sf). Іонізаційні енергії. Отримано з гіперфізики.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH та Franklin, JL (2013). Явища впливу електронів: властивості газоподібних іонів. Відновлено з books.google.co.ve
5. Кері, ФА (2012). Розширена органічна хімія: Частина А: Структура та механізми. Отримано з books.google.co.ve