Obiectiv de învățare
- Recunoașteți tendințele periodice generale ale energiei de ionizare.
Puncturi cheie
- Energia de ionizare este energia necesară pentru a îndepărta un electron de pe orbitalul său din jurul unui atom până la un punct în care acesta nu mai este asociat cu acel atom.
- Energia de ionizare a unui element crește pe măsură ce ne deplasăm de-a lungul unei perioade din tabelul periodic, deoarece electronii sunt ținuți mai strâns de sarcina nucleară efectivă mai mare.
- Energia de ionizare a elementelor crește pe măsură ce se avansează într-o anumită grupă, deoarece electronii sunt menținuți în orbitali de energie mai mică, mai aproape de nucleu și, prin urmare, sunt mai strâns legați (mai greu de îndepărtat).
Termen
- Energia de ionizareEnergia necesară pentru a îndepărta un electron de la un atom sau o moleculă până la infinit.
Tendințe periodice ale energiei de ionizare
Energia de ionizare a unei specii chimice (de ex, un atom sau o moleculă) este energia necesară pentru a elimina electronii din atomii sau ionii gazoși. Această proprietate este denumită și potențialul de ionizare și se măsoară în volți. În chimie, se referă adesea la un mol dintr-o substanță (energie de ionizare molară sau entalpie) și este raportată în kJ/mol. În fizica atomică, energia de ionizare se măsoară de obicei în unitatea electron volt (eV). Atomii sau moleculele mari au o energie de ionizare scăzută, în timp ce moleculele mici tind să aibă energii de ionizare mai mari.
Energia de ionizare este diferită pentru electronii din diferiți orbitali atomici sau moleculari. Mai general, a n-a energie de ionizare este energia necesară pentru a desprinde al n-lea electron după ce primii n-1 electroni au fost eliminați. Este considerată o măsură a tendinței unui atom sau ion de a ceda un electron sau a puterii de legare a electronilor. Cu cât energia de ionizare este mai mare, cu atât este mai dificil de îndepărtat un electron. Energia de ionizare poate fi un indicator al reactivității unui element. Elementele cu o energie de ionizare scăzută tind să fie agenți reducători și să formeze cationi, care, la rândul lor, se combină cu anionii pentru a forma săruri.
Mutarea de la stânga la dreapta în cadrul unei perioade sau în sus în cadrul unei grupe, prima energie de ionizare crește în general. Pe măsură ce raza atomică scade, devine mai greu de îndepărtat un electron care este mai aproape de un nucleu mai încărcat pozitiv. Invers, pe măsură ce se avansează în josul unei grupe din tabelul periodic, energia de ionizare va scădea probabil, deoarece electronii de valență sunt mai departe de nucleu și se confruntă cu o protecție mai mare. Ei resimt o atracție mai slabă față de sarcina pozitivă a nucleului. Energia de ionizare crește de la stânga la dreapta într-o perioadă și scade de sus în jos într-o grupă.
Raționament pentru tendințele periodice ale energiei de ionizare
Energia de ionizare a unui element crește pe măsură ce ne deplasăm de-a lungul unei perioade din tabelul periodic deoarece electronii sunt ținuți mai strâns de sarcina nucleară efectivă mai mare. Acest lucru se datorează faptului că electronii suplimentari din același înveliș nu contribuie substanțial la protejarea reciprocă față de nucleu, însă o creștere a numărului atomic corespunde unei creșteri a numărului de protoni din nucleu.
Energia de ionizare a elementelor crește pe măsură ce se avansează într-o anumită grupă deoarece electronii sunt menținuți în orbitali cu energie mai mică, mai aproape de nucleu și, prin urmare, mai strâns legați (mai greu de îndepărtat).
Pe baza acestor două principii, elementul cel mai ușor de ionizat este franciul, iar cel mai greu de ionizat este heliul.
.