энергия ионизацииили потенциал ионизации, это энергия, необходимая для полного удаления электрон из газообразного атома или иона. Чем ближе и прочнее связан электрон к ядрочем сложнее будет удалить его, тем выше будет его энергия ионизации.
Ключевые выводы: энергия ионизации
- Энергия ионизации - это количество энергии, необходимое для полного удаления электрона из газообразного атома.
- Как правило, первая энергия ионизации ниже, чем требуется для удаления последующих электронов. Есть исключения.
- Энергия ионизации демонстрирует тенденцию в периодической таблице. Энергия ионизации обычно увеличивается при движении слева направо по периоду или строке и уменьшается при движении сверху вниз по элементной группе или столбцу.
Единицы для энергии ионизации
Энергия ионизации измеряется в электронвольтах (эВ). Иногда молярная энергия ионизации выражается в Дж / моль.
Первая и последующая энергия ионизации
Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления одного электрона от родительского атома. Второй
энергия ионизации энергия, необходимая для удаления второго валентного электрона из одновалентного иона с образованием двухвалентного иона, и так далее. Увеличиваются энергии последовательной ионизации. Вторая энергия ионизации (почти) всегда больше, чем первая энергия ионизации.Есть несколько исключений. Первая энергия ионизации бора меньше, чем у бериллия. Первая энергия ионизации кислорода больше, чем у азота. Причина исключений связана с их электронными конфигурациями. В бериллии первый электрон приходит с 2s-орбитали, которая может удерживать два электрона, которые стабильны с одним. В боре первый электрон удаляется с 2p-орбитали, которая стабильна, когда в нем содержится три или шесть электронов.
Оба электрона, удаленные для ионизации кислорода и азота, поступают с 2p-орбитали, но атом азота имеет три электрона на его орбитали (стабильной), в то время как атом кислорода имеет 4 электрона на орбите 2p (меньше стабильный).
Тенденции энергии ионизации в периодической таблице
Энергии ионизации увеличиваются при движении слева направо через период (уменьшение радиуса атома). Энергия ионизации уменьшается при движении вниз по группе (увеличение атомного радиуса).
Элементы группы I имеют низкие энергии ионизации, потому что потеря электрона формирует стабильный октет. Удалить электрон становится все труднее радиус атома уменьшается, потому что электроны, как правило, ближе к ядру, которое также заряжено более положительно. Самая высокая энергия ионизации за период - это его благородный газ.
Термины, относящиеся к энергии ионизации
Фраза «энергия ионизации» используется при обсуждении атомов или молекул в газовой фазе. Есть аналогичные термины для других систем.
Рабочая функция - Работа выхода - это минимальная энергия, необходимая для удаления электрона с поверхности твердого тела.
Энергия связи электронов - Энергия связи электронов является более общим термином для энергии ионизации любых химических веществ. Он часто используется для сравнения значений энергии, необходимых для удаления электронов из нейтральных атомов, атомных ионов и многоатомные ионы.
Энергия ионизации в сравнении с электронным сродством
Еще одна тенденция, наблюдаемая в периодической таблице сродство к электрону. Сродство к электрону - это мера энергии, выделяющейся, когда нейтральный атом в газовой фазе приобретает электрон и образует отрицательно заряженный ион (анион). Хотя энергии ионизации могут быть измерены с большой точностью, сродство к электрону не так легко измерить. Тенденция к приобретению электрона увеличивается при движении слева направо через период в периодической таблице и уменьшается при движении сверху вниз по группе элементов.
Причиной сродства к электрону, как правило, становится меньше по мере продвижения вниз по таблице, потому что каждый новый период добавляет новую орбиту электрона. Валентный электрон проводит больше времени дальше от ядра. Кроме того, когда вы двигаетесь вниз по периодической таблице, атом имеет больше электронов. Отталкивание между электронами облегчает удаление электрона или сложнее добавлять его.
Сродство к электрону - это меньшие значения, чем энергии ионизации. Это помещает тенденцию в сродстве к электрону, перемещаясь через период в перспективу. Вместо чистого выброса энергии, когда электрон является усилением, стабильному атому, подобному гелию, действительно требуется энергия, чтобы вызвать ионизацию. Галоген, как и фтор, легко принимает другой электрон.