Potencjalna energia jonizacji, metody jej oznaczania



The energia jonizacji odnosi się do minimalnej ilości energii, zwykle wyrażonej w jednostkach kilodżuli na mol (kJ / mol), która jest wymagana do wytworzenia oderwania elektronu znajdującego się w atomie gazu, który znajduje się w stanie podstawowym.

Stan gazowy odnosi się do stanu, w którym jest wolny od wpływu, jaki inne atomy mogą wywierać na siebie, tak jak wszelkie interakcje międzycząsteczkowe są odrzucane. Wielkość energii jonizacji jest parametrem opisującym siłę, z którą elektron jest związany z atomem, którego jest częścią.

Innymi słowy, im większa jest potrzebna energia jonizacji, tym bardziej skomplikowane będzie oddzielenie danego elektronu.

Indeks

  • 1 Potencjał jonizacji
  • 2 Metody określania energii jonizacji
  • 3 Pierwsza energia jonizacji
  • 4 Druga energia jonizacji
  • 5 referencji

Potencjał jonizacji

Potencjał jonizacji atomu lub cząsteczki definiuje się jako minimalną ilość energii, która musi zostać zastosowana, aby spowodować odłączenie elektronu od najbardziej zewnętrznej warstwy atomu w jego stanie podstawowym i przy ładunku neutralnym; to znaczy energia jonizacji.

Należy zauważyć, że mówiąc o potencjale jonizacji, używany jest termin, który przestał być używany. Wynika to z faktu, że wcześniej określenie tej właściwości opierało się na wykorzystaniu potencjału elektrostatycznego do interesującej próbki.

Wykorzystując ten potencjał elektrostatyczny, wydarzyły się dwie rzeczy: jonizacja związków chemicznych i przyspieszenie procesu odłączania elektronu, które było pożądane do usunięcia.

Tak więc, gdy zaczyna się wykorzystywać techniki spektroskopowe do określenia, termin „potencjał jonizacji” został zastąpiony przez „energię jonizacji”.

Wiadomo również, że właściwości chemiczne atomów są określone przez konfigurację elektronów obecnych na najbardziej zewnętrznym poziomie energii w tych atomach. Zatem energia jonizacji tych gatunków jest bezpośrednio związana ze stabilnością ich elektronów walencyjnych.

Metody określania energii jonizacji

Jak już wcześniej wspomniano, metody określania energii jonizacji są generowane głównie przez procesy fotoemisji, które opierają się na określeniu energii emitowanej przez elektrony w wyniku zastosowania efektu fotoelektrycznego.

Chociaż można powiedzieć, że spektroskopia atomowa jest najbardziej bezpośrednią metodą oznaczania energii jonizacji próbki, mamy również spektroskopię fotoelektronową, w której mierzone są energie, z którymi elektrony są połączone z atomami..

W tym sensie spektroskopia fotoelektronów ultrafioletowych (znana również jako UPS dla akronimu w języku angielskim) jest techniką, która wykorzystuje wzbudzenie atomów lub cząsteczek przez zastosowanie promieniowania ultrafioletowego.

Odbywa się to w celu przeanalizowania przejść energii najbardziej zewnętrznych elektronów w badanych substancjach chemicznych oraz cech tworzących wiązania.

Znana jest również rentgenowska spektroskopia fotoelektronowa i ekstremalne promieniowanie ultrafioletowe, które wykorzystują tę samą zasadę opisaną powyżej z różnicami w rodzaju promieniowania, które jest uderzane w próbkę, szybkości z jaką elektrony są wydalane i rozdzielczości uzyskane.

Pierwsza energia jonizacji

W przypadku atomów, które mają więcej niż jeden elektron na swoim najbardziej zewnętrznym poziomie, czyli tak zwanych atomów polielektronicznych, wartość energii niezbędnej do uruchomienia pierwszego elektronu atomu znajdującego się w stanie podstawowym jest podana przez następujące równanie:

Energia + A (g) → A+(g) + e-

„A” symbolizuje atom dowolnego elementu, a odłączony elektron jest reprezentowany jako „e”-„ Powoduje to pierwszą energię jonizacji, określaną jako „I1„.

Jak widać, zachodzi reakcja endotermiczna, ponieważ atom jest zasilany energią w celu uzyskania elektronu dodanego do kationu tego pierwiastka.

Podobnie, wartość pierwszej energii jonizacji pierwiastków obecnych w tym samym okresie wzrasta proporcjonalnie do wzrostu ich liczby atomowej.

Oznacza to, że zmniejsza się od prawej do lewej w danym okresie i od góry do dołu w tej samej grupie układu okresowego.

W tym sensie gazy szlachetne mają duże energie jonizacji, podczas gdy pierwiastki należące do metali alkalicznych i ziem alkalicznych mają niskie wartości tej energii.

Druga energia jonizacji

W ten sam sposób, wyciągając drugi elektron z tego samego atomu, otrzymuje się drugą energię jonizacji, symbolizowaną jako „I2„.

Energia + A+(g) → A2+(g) + e-

Ten sam schemat jest stosowany dla innych energii jonizacji podczas uruchamiania następujących elektronów, wiedząc, że po oderwaniu elektronu od atomu w jego stanie podstawowym efekt odpychania między pozostałymi elektronami maleje.

Ponieważ właściwość zwana „ładunkiem jądrowym” pozostaje stała, wymagana jest większa ilość energii, aby uruchomić kolejny elektron gatunku jonowego, który ma ładunek dodatni. Tak więc energie jonizacji rosną, jak widać poniżej:

Ja1 < I2 < I3 <… < In

Wreszcie, oprócz efektu ładunku jądrowego, na energię jonizacji wpływa konfiguracja elektroniczna (liczba elektronów w powłoce walencyjnej, typ zajętego orbitalu itp.) Oraz efektywny ładunek jądrowy elektronu, który ma zostać zrzucony..

Z powodu tego zjawiska większość cząsteczek natury organicznej ma wysokie wartości energii jonizacji.

Referencje

  1. Chang, R. (2007). Chemia, dziewiąta edycja. Meksyk: McGraw-Hill.
  2. Wikipedia. (s.f.). Energia jonizacji. Źródło z en.wikipedia.org
  3. Hiperfizyka. (s.f.). Energie jonizacji. Pobrane z hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Field, F. H. i Franklin, J. L. (2013). Zjawiska wpływu elektronów: właściwości jonów gazowych. Pobrane z books.google.co.ve
  5. Carey, F. A. (2012). Advanced Organic Chemistry: Część A: Struktura i mechanizmy. Pobrane z books.google.co.ve