Potencijalna energija ionizacije, metode za njezino određivanje



energija ionizacije odnosi se na minimalnu količinu energije, obično izraženu u kilojoulesima po molu (kJ / mol), koja je potrebna za stvaranje odvajanja elektrona smještenog u plinovitom atomu koji je u svom osnovnom stanju.

Plinovito stanje odnosi se na stanje u kojem je slobodan od utjecaja koji drugi atomi mogu vršiti sami na sebe, kao što se svaka intermolekularna interakcija odbacuje. Magnituda ionizacijske energije je parametar za opisivanje sile s kojom je elektron povezan s atomom na kojem je dio.

Drugim riječima, što je potrebna veća količina ionizacijske energije, to će biti složenije odvajanje dotičnog elektrona.

indeks

  • 1 Ionizacijski potencijal
  • 2 Metode određivanja energije ionizacije
  • 3 Prva energija ionizacije
  • 4 Druga energija ionizacije
  • 5 Reference

Ionizacijski potencijal

Ionizacijski potencijal atoma ili molekule definira se kao minimalna količina energije koja se mora primijeniti kako bi se uzrokovalo odvajanje elektrona od vanjskog sloja atoma u njegovom osnovnom stanju i neutralnim nabojem; to jest, energija ionizacije.

Valja napomenuti da se, kada se govori o ionizacijskom potencijalu, koristi pojam koji je pao u zabludu. To je zato što se prethodno određivanje ovog svojstva temeljilo na korištenju elektrostatičkog potencijala na uzorku od interesa.

Koristeći se ovim elektrostatičkim potencijalom dogodile su se dvije stvari: ionizacija kemijskih vrsta i ubrzanje procesa odvajanja elektrona koje je bilo poželjno ukloniti..

Dakle, kada počinju koristiti spektroskopske tehnike za njegovo određivanje, izraz "ionizacijski potencijal" zamijenjen je "ionizacijskom energijom".

Također je poznato da su kemijska svojstva atoma određena konfiguracijom elektrona prisutnih na većini vanjskih energetskih razina tih atoma. Dakle, energija ionizacije ovih vrsta izravno je povezana sa stabilnošću njihovih valentnih elektrona.

Metode određivanja energije ionizacije

Kao što je već spomenuto, metode određivanja ionizacijske energije uglavnom se daju procesima fotoemisije, koji se temelje na određivanju energije koju emitiraju elektroni kao posljedica primjene fotoelektričnog efekta..

Iako se može reći da je atomska spektroskopija najneposrednija metoda za određivanje energije ionizacije uzorka, imamo i fotoelektronsku spektroskopiju u kojoj se mjere energije s kojima su elektroni povezani s atomima..

U tom smislu, ultraljubičasta fotoelektronska spektroskopija (također poznata kao UPS za akronim na engleskom) je tehnika koja koristi pobuđivanje atoma ili molekula primjenom ultraljubičastog zračenja.

To se radi kako bi se analizirali energetski prijelazi većine vanjskih elektrona u ispitivanim kemijskim vrstama i karakteristike veza koje se formiraju.

Poznata je i rentgenska fotoelektronska spektroskopija i ekstremno ultraljubičasto zračenje, koje koriste isti gore opisani princip s razlikama u tipu zračenja koje udara na uzorak, brzini kojom se elektroni izbacuju i razlučivosti. dobiti.

Prva energija ionizacije

U slučaju atoma koji imaju više od jednog elektrona na njihovoj najudaljenijoj razini - to jest, takozvani polielektronski atomi - vrijednost energije potrebne za pokretanje prvog elektrona atoma koji je u njegovom osnovnom stanju daje se sljedeću jednadžbu:

Energija + A (g) → A+(g) + e-

"A" simbolizira atom bilo kojeg elementa i odvojeni elektron je predstavljen kao "e"-”. To rezultira prvom ionizacijskom energijom, koja se naziva "I1".

Kao što možete vidjeti, događa se endotermna reakcija, budući da se atom opskrbljuje energijom da bi se dobio elektron dodan kationu tog elementa..

Isto tako, vrijednost prve energije ionizacije elemenata prisutnih u istom razdoblju povećava se proporcionalno povećanju njihovog atomskog broja.

To znači da se smanjuje s desna na lijevo u određenom razdoblju i od vrha prema dnu u istoj skupini periodnog sustava.

U tom smislu, plemeniti plinovi imaju velike veličine u svojim ionizacijskim energijama, dok elementi koji pripadaju alkalnim i zemnoalkalnim metalima imaju niske vrijednosti te energije.

Druga energija ionizacije

Na isti način, povlačenjem drugog elektrona iz istog atoma, dobiva se druga energija ionizacije, simbolizirana kao "I2".

Energija + A+(g) → A2+(g) + e-

Ista shema slijedi za druge ionizacijske energije pri pokretanju sljedećih elektrona, znajući da, nakon čega slijedi odvajanje elektrona od atoma u svom osnovnom stanju, odbojni učinak između preostalih elektrona se smanjuje.

Kako imovina nazvana "nuklearni naboj" ostaje konstantna, potrebna je veća količina energije za pokretanje drugog elektrona ionske vrste koji ima pozitivni naboj. Tako se ionizacijske energije povećavaju, kao što se vidi u nastavku:

ja1 < I2 < I3 <… < In

Konačno, osim učinka nuklearnog naboja, na ionizacijske energije utječe i elektronska konfiguracija (broj elektrona u valentnoj ljusci, tip zauzete orbite, itd.) I efektivni nuklearni naboj elektrona koji se prolijeva..

Zbog tog fenomena većina molekula organske prirode ima visoke vrijednosti ionizacijske energije.

reference

  1. Chang, R. (2007). Kemija, 9. izdanje. Meksiko: McGraw-Hill.
  2. Wikipedia. (N. D.). Ionizacijska energija. Preuzeto s en.wikipedia.org
  3. Hyperphysics. (N. D.). Ionizacijske energije. Preuzeto s hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Field, F.H. i Franklin, J.L. (2013). Pojava elektronskog utjecaja: i svojstva plinovitih iona. Preuzeto s books.google.co.ve
  5. Carey, F.A. (2012). Napredna organska kemija: Dio A: Struktura i mehanizmi. Preuzeto s books.google.co.ve