Introduktion till kemi

Term

• IoniseringsenergiDen energi som krävs för att avlägsna en elektron från en atom eller molekyl till oändlighet.

Periodiska trender i joniseringsenergi

Ioniseringsenergin för en kemisk art (dvs, en atom eller molekyl) är den energi som krävs för att avlägsna elektroner från gasformiga atomer eller joner. Denna egenskap kallas också för joniseringspotentia och mäts i volt. I kemi avser den ofta en mol av ett ämne (molär joniseringsenergi eller entalpi) och rapporteras i kJ/mol. Inom atomfysiken mäts joniseringsenergin vanligtvis i enheten elektronvolt (eV). Stora atomer eller molekyler har låg joniseringsenergi, medan små molekyler tenderar att ha högre joniseringsenergi.

Ioniseringsenergin är olika för elektroner i olika atomära eller molekylära banor. Mer allmänt är den n:e joniseringsenergin den energi som krävs för att avlägsna den n:e elektronen efter att de första n-1 elektronerna har avlägsnats. Den anses vara ett mått på en atoms eller jons tendens att avstå en elektron eller styrkan i elektronbindningen. Ju större joniseringsenergin är, desto svårare är det att avlägsna en elektron. Joniseringsenergin kan vara en indikator på ett grundämnes reaktivitet. Element med låg joniseringsenergi tenderar att vara reduktionsmedel och bilda katjoner, som i sin tur kombineras med anjoner för att bilda salter.

Förflyttar man sig från vänster till höger inom en period eller uppåt inom en grupp, ökar den första joniseringsenergin i allmänhet. När atomradien minskar blir det svårare att avlägsna en elektron som befinner sig närmare en mer positivt laddad kärna. Omvänt, när man avancerar nedåt i en grupp i det periodiska systemet, kommer joniseringsenergin troligen att minska eftersom valenceelektronerna befinner sig längre bort från kärnan och upplever en större avskärmning. De upplever en svagare attraktion till kärnans positiva laddning. Joniseringsenergin ökar från vänster till höger i en period och minskar från topp till botten i en grupp.

Rational till de periodiska trenderna i joniseringsenergi

Ioniseringsenergin hos ett grundämne ökar när man rör sig över en period i det periodiska systemet eftersom elektronerna hålls fastare av den högre effektiva kärnladdningen. Detta beror på att ytterligare elektroner i samma skal inte väsentligt bidrar till att avskärma varandra från kärnan, men en ökning av atomnumret motsvarar en ökning av antalet protoner i kärnan.

Ioniseringsenergin hos grundämnena ökar när man rör sig uppåt i en viss grupp, eftersom elektronerna hålls i orbitaler med lägre energi, närmare kärnan och därmed är fastare bundna (svårare att avlägsna).

Baserat på dessa två principer är det lättaste grundämnet att jonisera francium och det svåraste att jonisera helium.

.