Definice a trend ionizační energie

Ionizační energie je energie nutné odstranit elektron od a plynnýatom nebo ion. První nebo počáteční ionizační energie nebo E_i atomu nebo molekula je energie potřebná k jeho odstranění krtek elektronů z jednoho molu izolovaných plynných atomů nebo iontů.

Možná vás napadne ionizační energie jako měřítko obtížnosti odstranění elektronu nebo síly, kterou je elektron vázán. Čím vyšší je ionizační energie, tím obtížnější je odstranit elektron. Ionizační energie je proto indikátorem reaktivity. Ionizační energie je důležitá, protože ji lze použít k předpovídání síly chemických vazeb.

Také známý jako: ionizační potenciál, IE, IP, AH °

Jednotky: Ionizační energie se uvádí v jednotkách kilojoulu na mol (kJ / mol) nebo v elektronových voltech (eV).

Ionizace společně s atomovou a atomovou iontový poloměr, elektronegativita, elektronová afinita a metalicita, sleduje trend v periodické tabulce prvků.

• Ionizační energie se obecně zvyšuje pohybem zleva doprava přes periodu prvku (řádek). Je tomu tak proto, že atomový poloměr se obecně snižuje v průběhu období, takže mezi negativně nabitými elektrony a pozitivně nabitým jádrem existuje větší účinná přitažlivost. Ionizace je na své minimální hodnotě pro alkalický kov na levé straně stolu a maximum pro ušlechtilý plyn na krajní pravé straně periody. Ušlechtilý plyn má plněné valenční pouzdro, takže odolává odstranění elektronů.
  instagram viewer
• Ionizace snižuje pohyb skupiny prvků (sloupců) shora dolů. Je to proto, že hlavní kvantové číslo nejvzdálenějšího elektronu se zvyšuje a pohybuje se dolů po skupině. Existuje více protonů v atomech pohybujících se po skupině (větší kladný náboj), ale efektem je zatáhnout elektronové náboje, které je zmenšují a vysílají vnější elektrony z přitažlivé síly jádro. Přidává se více elektronových obalů pohybujících se dolů po skupině, takže nejvzdálenější elektron se stává stále vzdálenějším od jádra.

Energie potřebná k odstranění nejvzdálenějšího valenční elektron z neutrálního atomu je první ionizační energií. Druhá ionizační energie je energie potřebná k odstranění dalšího elektronu atd. Druhá ionizační energie je vždy vyšší než první ionizační energie. Vezměme například atom alkalického kovu. Odstranění prvního elektronu je relativně snadné, protože jeho ztráta dává atomu stabilní elektronový obal. Odstranění druhého elektronu zahrnuje nový obal elektronů, který je blíže a pevněji vázán k atomovému jádru.

První ionizační energie vodíku může být reprezentována následující rovnicí:

H (G) → H⁺(G) + e^-

ΔH° = -1312,0 kJ / mol

Když se podíváte na tabulku prvních ionizačních energií, jsou zřejmé dvě výjimky z tohoto trendu. První ionizační energie boru je menší než energie berylia a první ionizační energie kyslíku je menší než energie dusíku.

Důvod nesouladu je způsoben elektronovou konfigurací těchto prvků a Hundovým pravidlem. V případě berylia pochází první ionizační potenciální elektron z 2s orbitální, ačkoli ionizace boru zahrnuje 2str elektron. Pro dusík i kyslík, elektron pochází z 2str orbitální, ale rotace je stejná pro všechny 2str dusíkové elektrony, zatímco v jednom ze 2 je sada párovaných elektronůstr kyslíkové orbitaly.

• Ionizační energie je minimální energie potřebná k odstranění elektronu z atomu nebo iontu v plynné fázi.
• Nejběžnějšími jednotkami ionizační energie jsou kilojouly na mol (kJ / M) nebo elektronové volty (eV).
• Ionizační energie vykazuje periodicitu v periodické tabulce.
• Obecným trendem je, že ionizační energie se zvyšuje pohybem zleva doprava po periodě prvku. Pohybující se doleva doprava přes období, atomový poloměr se zmenší, tak elektrony jsou více přitahovány k (bližšímu) jádru.
• Obecným trendem je, že ionizační energie se snižuje pohybem shora dolů dolů periodickou skupinou stolů. Po přesunutí skupiny se přidá valenční shell. Nejvzdálenější elektrony jsou dále od kladně nabitého jádra, takže je lze snáze odstranit.

• F. Albert Cotton a Geoffrey Wilkinson, Pokročilá anorganická chemie (5. vydání, John Wiley 1988), str. 1381.
• Lang, Peter F.; Smith, Barry C. "Ionizační energie atomů a atomových iontů". Journal of Chemical Education. 80 (8).