JONIZĀCIJAS ENERĢIJA: POTENCIĀLS, NOTEIKŠANAS METODES - FIZISKĀ - 2025

Jonizācijas enerģija ir minimālā apmērā enerģijas, ko parasti vienībās kilodžoulos uz Mol (kJ / mol), kas ir nepieciešams, lai ražotu atbrīvošanu elektronu atrodas atoma ar gāzes fāzē, kas ir savā stāvoklī fundamentāls.

Gāzveida stāvoklis attiecas uz stāvokli, kurā tas ir brīvs no ietekmes, ko citi atomi var radīt uz sevi, kā arī no jebkādas starpmolekulāras mijiedarbības. Jonizācijas enerģijas lielums ir parametrs, kas raksturo spēku, ar kuru elektrons saistās ar atomu, kura daļa tā ir.

Pirmās jonizācijas enerģija

Citiem vārdiem sakot, jo lielāks ir nepieciešamais jonizācijas enerģijas daudzums, jo grūtāk būs atdalīt attiecīgo elektronu.

Jonizācijas potenciāls

Atoma vai molekulas jonizācijas potenciāls ir definēts kā minimālais enerģijas daudzums, kas jāpielieto, lai izraisītu elektrona atdalīšanos no atoma ārējā apvalka tā pamata stāvoklī un ar neitrālu lādiņu; tas ir, jonizācijas enerģija.

Jāatzīmē, ka, runājot par jonizācijas potenciālu, tiek izmantots termins, kas vairs nav izmantojams. Tas notiek tāpēc, ka iepriekš šīs īpašības noteikšana bija balstīta uz elektrostatiskā potenciāla izmantošanu interesējošajā paraugā.

Izmantojot šo elektrostatisko potenciālu, notika divas lietas: ķīmisko vielu jonizācija un paātrinājās elektronu izkliedes process, kuru bija vēlams noņemt.

Tātad, kad tā noteikšanai sāka izmantot spektroskopiskās metodes, terminu "jonizācijas potenciāls" aizstāja ar "jonizācijas enerģiju".

Tāpat ir zināms, ka atomu ķīmiskās īpašības nosaka elektronu konfigurācija, kas atrodas šajos atomos visattālākajā enerģijas līmenī. Tātad šo sugu jonizācijas enerģija ir tieši saistīta ar to valences elektronu stabilitāti.

Jonizācijas enerģijas noteikšanas metodes

Kā jau minēts iepriekš, jonizācijas enerģijas noteikšanas metodes galvenokārt tiek dotas fotoemizācijas procesos, kuru pamatā ir elektronu izstarotās enerģijas noteikšana fotoelektriskā efekta piemērošanas rezultātā.

Lai gan varētu teikt, ka atomu spektroskopija ir vistiešākā metode parauga jonizācijas enerģijas noteikšanai, ir arī fotoelektronu spektroskopija, kurā mēra enerģijas, ar kurām elektroni ir saistīti ar atomiem.

Šajā ziņā ultravioletā fotoelektrona spektroskopija - angliski saukta arī par UPS ar savu akronīmu - ir tehnika, kas izmanto atomu vai molekulu ierosmi, izmantojot ultravioleto starojumu.

Tas tiek darīts, lai analizētu attālāko elektronu enerģētiskās pārejas pētītajās ķīmiskajās sugās un to veidoto saišu īpašības.

Ir zināma arī rentgenstaru fotoelektroniskā spektroskopija un ekstrēmais ultravioletais starojums, kas izmanto to pašu principu, kas aprakstīts iepriekš, ar atšķirībām starojuma tipā, kas pakļauts paraugam, ar elektronu izraidīšanas ātrumu un izšķirtspēju iegūti.

Pirmās jonizācijas enerģija

Atomiem, kuriem visattālākajā līmenī ir vairāk nekā viens elektrons, tas ir, tā sauktie polioelektroniskie atomi, enerģijas vērtību, kas nepieciešama, lai noņemtu pirmo elektronu no atoma, kas atrodas tā pamata stāvoklī, nosaka šāds vienādojums:

Enerģija + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" simbolizē jebkura elementa atomu, un atdalītais elektrons tiek attēlots kā "e ^- ". Tādējādi tiek iegūta pirmā jonizācijas enerģija, ko sauc par "I ₁ ".

Kā redzams, notiek endotermiska reakcija, jo atomam tiek piegādāta enerģija, lai iegūtu elektronu, kas pievienots šī elementa katjonam.

Tāpat tajā pašā laika posmā esošo elementu pirmās jonizācijas enerģijas vērtība palielinās proporcionāli to atomu skaita pieaugumam.

Tas nozīmē, ka periodiski tas samazinās no labās uz kreiso pusi un no augšas uz leju tajā pašā periodiskās tabulas grupā.

Šajā ziņā cēlgāzēm ir liels to jonizācijas enerģijas lielums, savukārt elementiem, kas pieder pie sārmiem un sārmzemju metāliem, ir zemas šīs enerģijas vērtības.

Otrā jonizācijas enerģija

Tādā pašā veidā, noņemot otro elektronu no tā paša atoma, iegūst otro jonizācijas enerģiju, kas simbolizēta kā "I ₂ ".

Enerģija + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

To pašu shēmu ievēro arī pārējām jonizācijas enerģijām, iedarbinot šādus elektronus, zinot, ka pēc tam, kad elektrons tiek atdalīts no atoma pamata stāvoklī, samazinās atlikušo elektronu atstarpes spēks.

Tā kā īpašība, ko sauc par "kodola lādiņu", paliek nemainīga, ir vajadzīgs lielāks enerģijas daudzums, lai noplēstu vēl vienu jonu sugas elektronu, kam ir pozitīvs lādiņš. Tātad jonizācijas enerģijas palielinās, kā redzams zemāk:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Visbeidzot, papildus kodola lādiņa iedarbībai jonizācijas enerģiju ietekmē elektroniskā konfigurācija (elektronu skaits valences apvalkā, aizņemtās orbītas tips utt.) Un sabojājamā elektrona efektīvais kodola lādiņš.

Šīs parādības dēļ lielākajai daļai organiska rakstura molekulu ir augstas jonizācijas enerģijas vērtības.

Atsauces

1. Čans, R. (2007). Ķīmija, devītais izdevums. Meksika: Makgreivs.
2. Wikipedia. (sf). Jonizācijas enerģija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
3. Hiperfizika. (sf). Jonizācijas enerģijas. Iegūts no hiperfizikas.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH un Franklin, JL (2013). Elektronu trieciena parādības: un gāzveida jonu īpašības. Atkopts no books.google.co.ve
5. Kerija, FA (2012). Uzlabotā organiskā ķīmija: A daļa: Struktūra un mehānismi. Iegūts no books.google.co.ve