Wprowadzenie do chemii

Term

• energia jonizacjiEnergia potrzebna do usunięcia elektronu z atomu lub cząsteczki do nieskończoności.

Periodic Trends in the Ionization Energy

Energia jonizacji gatunku chemicznego (tj, atomu lub molekuły) jest energią wymaganą do usunięcia elektronów z gazowych atomów lub jonów. Właściwość ta jest również określana jako potencjał jonizacji i jest mierzona w woltach. W chemii, często odnosi się do jednego mola substancji (molowa energia jonizacji lub entalpia) i jest podawana w kJ/mol. W fizyce atomowej, energia jonizacji jest zwykle mierzona w jednostce elektronowolt (eV). Duże atomy lub cząsteczki mają niską energię jonizacji, podczas gdy małe cząsteczki mają tendencję do posiadania wyższych energii jonizacji.

Energia jonizacji jest różna dla elektronów różnych orbitali atomowych lub molekularnych. Bardziej ogólnie, n-tej energii jonizacji jest energia wymagana do usunięcia n-tego elektronu po pierwszych n-1 elektronów zostały usunięte. Jest ona uważana za miarę skłonności atomu lub jonu do oddawania elektronu lub siły wiązania elektronów. Im większa energia jonizacji, tym trudniej jest usunąć elektron. Energia jonizacji może być wskaźnikiem reaktywności danego pierwiastka. Pierwiastki o niskiej energii jonizacji mają tendencję do bycia reduktorami i tworzą kationy, które z kolei łączą się z anionami, tworząc sole.

Przesuwając się od lewej do prawej strony w obrębie okresu lub w górę w obrębie grupy, pierwsza energia jonizacji ogólnie wzrasta. W miarę zmniejszania się promienia atomowego, trudniej jest usunąć elektron, który znajduje się bliżej bardziej dodatnio naładowanego jądra. I odwrotnie, w miarę postępu w dół grupy układu okresowego, energia jonizacji będzie prawdopodobnie maleć, ponieważ elektrony walencyjne znajdują się dalej od jądra i doświadczają większego ekranowania. Doświadczają one słabszego przyciągania do dodatniego ładunku jądra. Energia jonizacji wzrasta od lewej do prawej w okresie i maleje z góry na dół w grupie.

Rationale for the Periodic Trends in Ionization Energy

Energia jonizacji pierwiastka wzrasta, gdy porusza się w poprzek okresu w układzie okresowym, ponieważ elektrony są trzymane mocniej przez wyższy efektywny ładunek jądrowy. Dzieje się tak dlatego, że dodatkowe elektrony w tej samej powłoce nie przyczyniają się w istotny sposób do wzajemnego osłaniania się od jądra, jednak wzrost liczby atomowej odpowiada wzrostowi liczby protonów w jądrze.

Energia jonizacji pierwiastków wzrasta w miarę przesuwania się w górę danej grupy, ponieważ elektrony są utrzymywane na orbitalach o niższej energii, bliżej jądra, a tym samym są ściślej związane (trudniejsze do usunięcia).

Based on these two principles, the easiest element to ionize is francium and the hardest to ionize is helium.

.