ЙОНИЗАЦИОННА ЕНЕРГИЯ: ПОТЕНЦИАЛ, МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ - ФИЗИЧЕСКИ - 2024

На енергия йонизация отнася до минимум количеството енергия, обикновено се изразява в единици за мол килоджаули (кДж / мол), което е необходимо за да се получи освобождаване на електронен намира в атом на газовата фаза, която е в състояние фундаментално.

Газовото състояние се отнася до състоянието, в което е освободено от влиянието, което другите атоми могат да упражняват върху себе си, както и всяко междумолекулно взаимодействие. Величината на йонизационната енергия е параметър, който описва силата, с която се свързва електрон към атома, от който е част.

Първа йонизационна енергия

С други думи, колкото по-голямо е необходимото количество йонизационна енергия, толкова по-трудно ще бъде отделянето на въпросния електрон.

Йонизационен потенциал

Йонизационният потенциал на атом или молекула се определя като минималното количество енергия, което трябва да се приложи, за да предизвика отделяне на електрон от най-външната обвивка на атома в неговото основно състояние и с неутрален заряд; тоест енергията на йонизацията.

Трябва да се отбележи, че когато говорим за йонизационен потенциал, се използва термин, който излезе от употреба. Това е така, защото по-рано определянето на това свойство се основаваше на използването на електростатичен потенциал за интересуващата се проба.

Използвайки този електростатичен потенциал, се случиха две неща: йонизация на химическия вид и ускоряване на процеса на отделяне на електрона, който се искаше да се отстрани.

Така че когато започваме да използваме спектроскопични техники за определянето си, терминът "йонизационен потенциал" е заменен с "йонизационна енергия."

По същия начин е известно, че химичните свойства на атомите се определят от конфигурацията на електроните, присъстващи в най-външното енергийно ниво в тези атоми. И така, йонизационната енергия на тези видове е пряко свързана със стабилността на валентните им електрони.

Методи за определяне на йонизационната енергия

Както беше споменато по-горе, методите за определяне на йонизационната енергия се дават главно чрез фотоемисионни процеси, които се основават на определянето на енергията, излъчвана от електроните, като следствие от прилагането на фотоелектричния ефект.

Въпреки че може да се каже, че атомната спектроскопия е най-непосредственият метод за определяне на йонизационната енергия на пробата, има и фотоелектронна спектроскопия, при която се измерват енергиите, с които електроните са свързани към атомите.

В този смисъл, ултравиолетовата фотоелектронна спектроскопия - известна още като UPS за своята съкращение на английски - е техника, която използва възбуждането на атоми или молекули чрез прилагане на ултравиолетово лъчение.

Това се прави с цел да се анализират енергийните преходи на най-външните електрони в изследваните химически видове и характеристиките на връзките, които образуват.

Известни са също рентгенова фотоелектронна спектроскопия и екстремна ултравиолетова радиация, които използват същия принцип, описан по-рано с разлики във вида на излъчване, въздействащ върху пробата, скоростта, с която се изхвърлят електроните, и разделителната способност получава.

Първа йонизационна енергия

В случай на атоми, които имат повече от един електрон на най-външното си ниво - това е така наречените полиелектронни атоми - стойността на енергията, необходима за отстраняване на първия електрон от атома, който е в неговото основно състояние, се определя от следното уравнение:

Енергия + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" символизира атом на всеки елемент и отделеният електрон е представен като "e ^- ". Така се получава първата йонизационна енергия, обозначена като "I ₁ ".

Както се вижда, протича ендотермична реакция, тъй като към атома се подава енергия, за да се получи електрон, добавен към катиона на този елемент.

По същия начин стойността на първата йонизационна енергия на елементите, присъстващи в същия период, нараства пропорционално на увеличаването на техния атомен брой.

Това означава, че тя намалява от дясно на ляво в период и отгоре надолу в същата група на периодичната таблица.

В този смисъл благородните газове имат висока степен на йонизационни енергии, докато елементите, принадлежащи към алкалните и алкалоземните метали, имат ниски стойности на тази енергия.

Втора енергия за йонизация

По същия начин чрез премахване на втори електрон от същия атом се получава втората йонизационна енергия, символизирана като "I ₂ ".

Енергия + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Същата схема се спазва и за останалите йонизационни енергии при стартиране на следващите електрони, като се знае, че последвано от отделянето на електрона от атом в неговото основно състояние, отблъскващият ефект, съществуващ между останалите електрони, намалява.

Тъй като свойството, наречено "ядрен заряд" остава постоянно, се изисква по-голямо количество енергия, за да се откъсне друг електрон от йонния вид, който има положителния заряд. Така енергиите на йонизацията се увеличават, както се вижда по-долу:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

И накрая, в допълнение към ефекта на ядрения заряд, енергиите на йонизацията се влияят от електронната конфигурация (брой електрони във валентната обвивка, тип заемана орбитала и др.) И ефективният ядрен заряд на електрона, който трябва да бъде освободен.

Поради това явление, повечето молекули от органично естество имат високи стойности на енергията на йонизация.

Препратки

1. Chang, R. (2007). Химия, Девето издание. Мексико: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (SF). Йонизационна енергия. Възстановено от en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (SF). Йонизационни енергии. Извлечено от hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH и Franklin, JL (2013). Феномени на въздействието на електроните: И свойствата на газообразните йони. Възстановени от books.google.co.ve
5. Кери, ФА (2012). Разширена органична химия: Част А: Структура и механизми. Получено от books.google.co.ve