Læringsmål
- Kend de generelle periodiske tendenser i ioniseringsenergi.
Nøglepunkter
- Ioniseringsenergien er den energi, der kræves for at fjerne en elektron fra dens bane omkring et atom til et punkt, hvor den ikke længere er forbundet med det pågældende atom.
- Ioniseringsenergien for et grundstof stiger, når man bevæger sig gennem en periode i det periodiske system, fordi elektronerne holdes tættere fast af den højere effektive kerneladning.
- Elementernes ioniseringsenergi stiger, når man bevæger sig opad i en given gruppe, fordi elektronerne holdes i orbitaler med lavere energi, tættere på kernen, og derfor er mere fast bundet (sværere at fjerne).
Term
- IoniseringsenergiDen energi, der er nødvendig for at fjerne en elektron fra et atom eller et molekyle til uendelighed.
Periodiske tendenser i ioniseringsenergien
Ioniseringsenergien for en kemisk art (dvs, et atom eller molekyle) er den energi, der kræves for at fjerne elektroner fra gasformige atomer eller ioner. Denne egenskab kaldes også for ioniseringspotentia og måles i volt. I kemi refererer den ofte til et mol af et stof (molær ioniseringsenergi eller enthalpi) og angives i kJ/mol. I atomfysik måles ioniseringsenergien typisk i enheden elektronvolt (eV). Store atomer eller molekyler har lav ioniseringsenergi, mens små molekyler har tendens til at have højere ioniseringsenergi.
Ioniseringsenergien er forskellig for elektroner i forskellige atomare eller molekylære orbitaler. Mere generelt er den niende ioniseringsenergi den energi, der kræves for at fjerne den niende elektron, efter at de første n-1 elektroner er blevet fjernet. Den betragtes som et mål for et atom eller en ions tendens til at afgive en elektron eller for styrken af elektronbindingen. Jo større ioniseringsenergien er, jo vanskeligere er det at fjerne en elektron. Ioniseringsenergien kan være en indikator for et grundstofs reaktivitet. Grundstoffer med en lav ioniseringsenergi har tendens til at være reduktionsmidler og danne kationer, som igen kombineres med anioner for at danne salte.
Vejler man sig fra venstre mod højre inden for en periode eller opad inden for en gruppe, stiger den første ioniseringsenergi generelt. Efterhånden som atomradius falder, bliver det sværere at fjerne en elektron, der er tættere på en mere positivt ladet kerne. Omvendt vil ioniseringsenergien sandsynligvis falde, efterhånden som man bevæger sig nedad i en gruppe i det periodiske system, da valenselektronerne er længere væk fra kernen og oplever større afskærmning. De oplever en svagere tiltrækning til kerneens positive ladning. Ioniseringsenergien stiger fra venstre mod højre i en periode og falder fra top til bund i en gruppe.
Rationale for de periodiske tendenser i ioniseringsenergi
Ioniseringsenergien for et grundstof stiger, når man bevæger sig på tværs af en periode i det periodiske system, fordi elektronerne holdes tættere fast af den højere effektive kerneladning. Dette skyldes, at yderligere elektroner i samme skal ikke bidrager væsentligt til at afskærme hinanden fra kernen, men en stigning i atomnummeret svarer til en stigning i antallet af protoner i kernen.
Ioniseringsenergien for grundstofferne stiger, når man bevæger sig opad i en given gruppe, fordi elektronerne holdes i orbitaler med lavere energi, tættere på kernen og dermed mere tæt bundet (sværere at fjerne).
Baseret på disse to principper er det letteste grundstof at ionisere francium, og det sværeste at ionisere er helium.