Ionisationsenergie

Was ist Ionisierungsenergie?

Der Ionisationsenergie, Dargestellt durch Symbol I ist es die minimale Energiemenge. Mit anderen Worten, es ist die minimale Menge an Energie, die erforderlich ist, um einen Mol neutraler Atome in einen gasförmigen Zustand in einen Mol von Ionen mit einer positiven Belastung zu verwandeln (daher der Name).

In Form einer chemischen Gleichung ist Ionisationsenergie die für den folgende Verfahren erforderliche Energie:

Ionisierungsenergie ist ein direktes Maß dafür, wie stark die äußersten Elektronen eines chemischen Elements verknüpft sind. Bei der Definition der Energie des Gaszustandsionisationsprozesses wird der Beitrag oder die Interferenz der intermolekularen Wechselwirkungen, die in den flüssigen und festen Zuständen auftreten, vermieden.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Ionisierungsenergie nur von den inneren Kräften des Atoms und insbesondere von der Stabilität der Elektronen abhängt, die die Valenzschicht jedes Elements bilden.

Das Entfernen eines Elektrons aus der Valencia -Schicht ist ein Prozess, der Energie erfordert. Daher handelt es sich um einen endothermen Prozess. Aus diesem Grund sind Ionisierungsenergien immer positiv (durch Konvention, wenn Energie in ein System eintritt, wird als positiv angesehen).

Es gibt mehr als eine Ionisationsenergie

Obwohl die Definition von Ionisationsenergie auf neutrale Atome angewendet wird, die zu positiven Ionen werden (dh Kationen), kann sie auch auf die aufeinanderfolgende Entfernung positiver Ionelektronen angewendet werden, dh Spezies, die bereits Elektronen bereits verloren haben.

In diesem Sinne wird die Energie, das neutrale Atom zu ionisieren.

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Mit anderen Worten, die mit allen folgenden Prozessen verbundenen Energien werden als Ionisierungsenergien angesehen:

Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien

Für jedes Atom eines beliebigen Elements wird erfüllt, dass eine Ionisationsenergie immer größer ist als alle früheren Ionisationsenergien. Mit anderen Worten, aufeinanderfolgende Ionisierungsenergien haben die folgende Beziehung:

Der Grund, warum dies geschieht, ist sehr einfach. Die erste Ionisationsenergie besteht darin, ein Elektron auf ein neutrales Atom zu entfernen. Die zweite Ionisationsenergie bedeutet jedoch, ein Elektron an ein Atom zu bringen, das bereits das erste verloren hat.

Das Fehlen einer Elektron. Darüber hinaus verringert diese Abwesenheit auch den Schildeffekt, den Elektronen an den äußersten Elektronen haben, sodass der Kern sie stärker anziehen kann.

Das Ergebnis besteht der Tabelle periodisch.

Z	Element	Erste	Zweite	Dritte	Quartal	Fünfte	Sechste
1	H	1312
2	Er	2373	5251
3	Li	520	7300	11815
4	Sei	899	1757	14850	21005
5	B	801	2430	3660	25000	32820
6	C	1086	2350	4620	6220	38000	47261
7	N	1400	2860	4580	7500	9400	53000
8	ENTWEDER	1314	3390	5300	7470	11000	13000
9	F	1680	3370	6050	8400	11000	15200
10	Ne	2080	3950	6120	9370	12200	15000

Periodischer Trend der Ionisationsenergie

Die Ionisierungsenergie ist eine periodische Eigenschaft, die von links nach rechts und von unten zur Periodenzüchter steigt, wie in den folgenden Grafiken zu sehen ist.

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Variation von I über einen Zeitraum

Wenn wir uns über einen Zeitraum von links nach rechts bewegen, wird etwas bezeichnet, als die effektive Kernbelast.

Dies bedeutet, dass die Kraft, mit der der Kern in der Lage ist, die Elektronen von Valencia anzuziehen.

Variation von I in einer Gruppe

Wenn wir in einer Gruppe absteigen. Aus diesem Grund nimmt die Kraft, mit der der Kern Valenzelektronen anzieht.

Wie man Ionisierungsenergie bestimmen?

Ionisationsenergie ist eine experimentell bestimmte Menge durch eine Reihe von Techniken, die zusammen die Photoelektronenspektroskopie genannt werden.

Diese Techniken basieren auf einem Phänomen, das dem photoelektrischen Effekt sehr ähnlich ist, bei dem die elektromagnetische Strahlung die Elektronen eines Atoms starten kann, und die Differenz zwischen Strahlungsenergie und kinetischer Energie, mit der Elektronen abgefeuert werden, repräsentiert die Ionisationsenergie.

Die verschiedenen Techniken der Photoelektronenspektroskopie ermöglichen die Analyse der Energien, die praktisch jedes Elektron mit seinem Kern verknüpft ist, unabhängig davon, ob ein Elektron von Valencia oder ein internes Elektron.

Beispiele für Ionisierungsenergie

Erste Ionisationsenergien von edlen Gasen

Die edlen Gase haben die stabilsten elektronischen Konfigurationen aller Elemente der Periodenzüchtertabelle. Aus diesem Grund haben sie auch die größten Ionisationsenergien. Die erste Ionisationsenergie jeder der edlen Gase wird unten dargestellt:

• Helium

Seine erste Ionisationsenergie beträgt 2373 kJ/mol, die höchste im gesamten Periodenzüchter.

• Neon

Seine erste Ionisationsenergie beträgt 2080 kJ/mol und der zweithöchste.

• Argon

Seine erste Ionisationsenergie beträgt 1521 kJ/mol. Nur die F, NE und er haben größere Ionisationsenergien.

• Kripton

Die erste Ionisationsenergie beträgt 1350 kJ/mol. Es ist nicht so hoch wie die anderen, aber es ist immer noch größer als die seiner benachbarten Elemente.

• Xenon

Das Gleiche, was über den Kripton gesagt wird, kann das Xenon mit seiner ersten Ionisationsenergie von 1170 kJ/mol gesagt werden.

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Erste und zweite Ionisationsenergien von alkalischen Metallen

Alkalische Metalle haben wiederum die geringste erste Ionisationsenergie und die größte zweite Ionisationsenergie aller Elemente:

• Lithium

Seine erste Ionisationsenergie beträgt weniger als ein Viertel der des HE, aber das Lithium hat die größte zweite Ionisationsenergie aller Elemente, die 7300 kJ/mol sind.

• Natrium

Das Natrium verliert sein erstes Elektron sehr leicht, da es die elektronische Konfiguration des NE erwerbt. Um das zweite Elektron zu beseitigen, müssen Sie jedoch 4560 kJ/mol liefern.

• Kalium

Die erste Kaliumionisierungsenergie beträgt nur 418,7 kJ/mol, während der zweite 3052 kJ/mol ist, erheblich höher als die seiner Nachbarn.

• Rubidium

Mit einer Ionisationsenergie von 403 kJ/mol ist Rubidio eines der Elemente mit weniger Ionisationsenergie. Der zweite ist jedoch 2633 kJ/mol.

• Cäsium

Seine erste Ionisationsenergie beträgt nur 375 kJ/mol und die zweite 2234 kJ/mol, sogar niedriger als die erste Heliumionisierungsenergie.