Energia de ionizare a elementelor

energie de ionizare, sau potențial de ionizare, este energia necesară pentru a elimina complet un electron dintr-un atom sau ion gazos. Cu cât un electron este mai strâns și mai strâns legat de nucleu, cu atât va fi mai dificil de eliminat și cu atât mai mare va fi energia de ionizare a acestuia.

Cheltuieli cheie: energie de ionizare

• Energia de ionizare este cantitatea de energie necesară pentru a elimina complet un electron dintr-un atom gazos.
• În general, prima energie de ionizare este mai mică decât cea necesară pentru a elimina electronii ulterior. Există excepții.
• Energia de ionizare prezintă o tendință pe tabelul periodic. Energia de ionizare crește, în general, mișcându-se de la stânga la dreapta pe o perioadă sau rând și scade deplasându-se de sus în jos în jos pe un grup sau o coloană de elemente.

Unități pentru energie de ionizare

Energia de ionizare se măsoară în electronvolți (eV). Uneori, energia de ionizare molară este exprimată, în J / mol.

Primele Energii de Ionizare

Prima energie de ionizare este energia necesară pentru a elimina un electron din atomul părinte. A doua energie de ionizare este energia necesară pentru a îndepărta un al doilea electron de valență din ionul univalent pentru a forma ionul divalent și așa mai departe. Energiile succesive de ionizare cresc. A doua energie de ionizare este (aproape) întotdeauna mai mare decât prima energie de ionizare.

Există câteva excepții. Prima energie de ionizare a borului este mai mică decât cea a beriliu. Prima energie de ionizare a oxigenului este mai mare decât cea a azotului. Motivul excepțiilor are legătură cu configurațiile electronilor lor. În beriliu, primul electron provine de la un orbital 2s, care poate ține doi electroni, așa cum este stabil cu unul. În bor, primul electron este îndepărtat dintr-un orbital de 2p, care este stabil când deține trei sau șase electroni.

Ambii electroni eliminați pentru a ioniza oxigenul și azotul provin din orbitalul 2p, dar un atom de azot are trei electroni în orbitalul său (stabil), în timp ce un atom de oxigen are 4 electroni în orbitalul 2p (mai puțin stabil).

Tendințe energetice de ionizare în tabelul periodic

Energiile de ionizare cresc mișcându-se de la stânga la dreapta într-o perioadă (scăderea razei atomice). Energia de ionizare scade mișcând în jos un grup (crescând raza atomică).

Elementele din grupa I au energii de ionizare reduse deoarece pierderea unui electron formează un octet stabil. Devine mai greu să eliminați un electron pe măsură ce raza atomică scade, deoarece electronii sunt în general mai aproape de nucleu, care este, de asemenea, încărcat mai pozitiv. Cea mai mare valoare a energiei de ionizare într-o perioadă este cea a gazului său nobil.

Termeni legați de energia de ionizare

Expresia „energie de ionizare” este folosită atunci când se discută atomii sau moleculele în faza gazoasă. Există termeni analogi pentru alte sisteme.

Funcția de lucru - Funcția de lucru este energia minimă necesară pentru a elimina un electron de pe suprafața unui solid.

Energie de legare a electronilor - Energia de legare a electronilor este un termen mai generic pentru energia de ionizare a oricărei specii chimice. Este adesea folosit pentru a compara valorile energetice necesare pentru a elimina electronii din atomii neutri, ionii atomici și ionii poliatomici.

Energia de ionizare versus afinitatea electronilor

O altă tendință văzută în tabelul periodic este afinitatea electronilor. Afinitatea electronilor este o măsură a energiei eliberate atunci când un atom neutru în faza gazului câștigă un electron și formează un ion (anion) încărcat negativ. Deși energiile de ionizare pot fi măsurate cu mare precizie, afinitățile electronilor nu sunt la fel de ușor de măsurat. Tendința de a obține un electron crește mișcându-se de la stânga la dreapta pe o perioadă din tabelul periodic și scade mișcarea de sus în jos în jos a unui grup de elemente.

Motivele pentru care afinitatea electronilor devine de obicei mai mică se deplasează în jos, deoarece fiecare nouă perioadă adaugă un nou orbital de electroni. Electronul de valență petrece mai mult timp mai departe de nucleu. De asemenea, pe măsură ce vă deplasați în jos tabelul periodic, un atom are mai mulți electroni. Repulsia dintre electroni face mai ușoară îndepărtarea unui electron sau mai greu de adăugat unul.

Afinitățile electronilor sunt valori mai mici decât energiile de ionizare. Aceasta pune în perspectivă tendința în care afinitatea electronilor se mișcă de-a lungul unei perioade. În loc de o eliberare netă de energie atunci când un electron este câștig, un atom stabil precum heliul necesită de fapt energie pentru a forța ionizarea. Un halogen, precum fluorul, acceptă cu ușurință un alt electron.