IONIZAČNÁ ENERGIA: POTENCIÁL, METÓDY STANOVENIA - FYZICKÝ - 2026

Ionizačné energie zodpovedá minimálne množstvo energie, zvyčajne vyjadrené v jednotkách kJ na mol (kJ / mol), ktorý je potrebný k výrobe uvoľneniu elektrónu sa nachádza v atóme v v plynnej fáze, ktorá je vo svojom stave, zásadné.

Plynný stav sa týka stavu, v ktorom nie je ovplyvňovaný účinkom, ktorý môžu na seba pôsobiť iné atómy, ani akejkoľvek intermolekulárnej interakcie. Veľkosť ionizačnej energie je parameter na opis sily, ktorou sa elektrón viaže na atóm, ktorého je súčasťou.

Prvá ionizačná energia

Inými slovami, čím väčšie je množstvo potrebnej ionizačnej energie, tým ťažšie bude oddeliť príslušný elektrón.

Ionizačný potenciál

Ionizačný potenciál atómu alebo molekuly je definovaný ako minimálne množstvo energie, ktorá musí byť použitá na to, aby spôsobila oddelenie elektrónu od vonkajšieho obalu atómu v jeho základnom stave a pri neutrálnom náboji; to znamená ionizačná energia.

Je potrebné poznamenať, že keď sa hovorí o ionizačnom potenciáli, používa sa termín, ktorý sa prestal používať. Je to tak preto, lebo predtým bola táto vlastnosť založená na použití elektrostatického potenciálu pre vzorku, ktorá nás zaujíma.

Použitím tohto elektrostatického potenciálu sa stali dve veci: ionizácia chemického druhu a urýchlenie procesu uvoľnenia elektrónu, ktorý sa mal odstrániť.

Keď sa teda na jej stanovenie začali používať spektroskopické techniky, výraz „ionizačný potenciál“ sa nahradil výrazom „ionizačná energia“.

Podobne je známe, že chemické vlastnosti atómov sú určené konfiguráciou elektrónov prítomných v najvzdialenejšej energetickej hladine v týchto atómoch. Ionizačná energia týchto druhov je teda priamo spojená so stabilitou ich valenčných elektrónov.

Metódy stanovenia ionizačnej energie

Ako už bolo uvedené, spôsoby stanovenia ionizačnej energie sú dané hlavne procesmi fotoemisie, ktoré sú založené na stanovení energie emitovanej elektrónmi v dôsledku aplikácie fotoelektrického účinku.

Aj keď by sa dalo povedať, že atómová spektroskopia je najbezprostrednejšou metódou na určovanie ionizačnej energie vzorky, existuje aj fotoelektrónová spektroskopia, pri ktorej sa merajú energie, ktorými sú elektróny viazané na atómy.

V tomto zmysle je ultrafialová fotoelektronová spektroskopia - známa tiež ako UPS pre svoju skratku v angličtine - technika, ktorá využíva excitáciu atómov alebo molekúl pomocou ultrafialového žiarenia.

Toto sa uskutočňuje s cieľom analyzovať energetické prechody najvzdialenejších elektrónov v študovaných chemických druhoch a charakteristiky väzieb, ktoré tvoria.

Je tiež známa röntgenová fotoelektrónová spektroskopia a extrémne ultrafialové žiarenie, ktoré používajú ten istý princíp, aký bol opísaný vyššie, s rozdielmi v type žiarenia, ktoré dopadá na vzorku, rýchlosti, ktorou sú elektróny vylučované, a rozlíšení. získané.

Prvá ionizačná energia

V prípade atómov, ktoré majú na svojej vonkajšej úrovni viac ako jeden elektrón - ide o takzvané polyelektronické atómy - hodnota energie potrebná na odstránenie prvého elektrónu z atómu, ktorý je v jeho základnom stave, je daná nasledujúca rovnica:

Energia + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" symbolizuje atóm ktoréhokoľvek prvku a oddelený elektrón je reprezentovaný ako "e ^- ". Takto sa získa prvá ionizačná energia, označovaná ako " ₁₁ ".

Ako je možné vidieť, prebieha endotermická reakcia, pretože energia sa dodáva do atómu, aby sa získal elektrón pridaný do katiónu tohto prvku.

Podobne sa hodnota prvej ionizačnej energie prvkov prítomných v rovnakom období zvyšuje úmerne so zvyšovaním ich atómového čísla.

To znamená, že klesá sprava doľava v perióde a zhora nadol v rovnakej skupine periodickej tabuľky.

V tomto zmysle majú vzácne plyny vysoké ionizačné energie, zatiaľ čo prvky, ktoré patria do alkalických kovov a kovov alkalických zemín, majú nízku hodnotu tejto energie.

Druhá ionizačná energia

Rovnakým spôsobom, tým, že odstráni druhý elektrón z rovnakého atómu sa získa druhá ionizačná energia, symbolizované ako "I ₂ ".

Energia + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Rovnaká schéma je použitá pre ďalšie ionizačné energie, keď sa začínajú s nasledujúcimi elektrónmi, s vedomím, že s následným odpojením elektrónu od atómu v jeho základnom stave sa odpudzujúci účinok medzi zvyšnými elektrónmi znižuje.

Pretože vlastnosť nazývaná „jadrový náboj“ zostáva konštantná, vyžaduje sa väčšie množstvo energie na odstránenie ďalšieho elektrónu iónového druhu, ktorý má kladný náboj. Takže ionizačná energia sa zvyšuje, ako je uvedené nižšie:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Nakoniec, okrem účinku jadrového náboja, sú ionizačné energie ovplyvnené aj elektronickou konfiguráciou (počet elektrónov v valenčnom plášti, typ okupovanej okupácie atď.) A efektívny jadrový náboj elektrónu, ktorý sa má uvoľniť.

V dôsledku tohto javu má väčšina molekúl organickej povahy vysoké hodnoty ionizačnej energie.

Referencie

1. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (SF). Ionizačná energia. Obnovené z en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (SF). Ionizačné energie. Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH a Franklin, JL (2013). Elektrónový fenomén: a vlastnosti plynných iónov. Obnovené z books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Pokročilá organická chémia: Časť A: Štruktúra a mechanizmy. Získané z kníh.google.co.ve