IONIZIRAJUĆA ENERGIJA: POTENCIJAL, METODE ZA ODREĐIVANJE - FIZIČKA - 2024

Energija ionizacije odnosi na minimalnu količinu energije, uobičajeno izražena u jedinicama kilojoula po mol (kJ / mol), koji je potreban da se dobije otpuštanje elektrona nalazi u atoma u u plinovitoj fazi koja je u stanju temeljno.

Plinovno stanje odnosi se na stanje u kojem je oslobođeno utjecaja koji drugi atomi mogu vršiti na sebe, kao i bilo kakve intermolekularne interakcije. Jačina ionizacijske energije parametar je za opisivanje sile kojom se elektron veže za atom čiji je dio.

Prva energija ionizacije

Drugim riječima, što je veća količina ionizacijske energije potrebna, to će biti teže odvojiti dotični elektron.

Ionizacijski potencijal

Ionizacijski potencijal atoma ili molekule definiran je kao minimalna količina energije koja se mora primijeniti da bi se izazvalo odvajanje elektrona iz najudaljenije ljuske atoma u njegovom osnovnom stanju i s neutralnim nabojem; to jest energija ionizacije.

Treba napomenuti da se, kada se govori o potencijalu za ionizaciju, koristi izraz koji je prestao koristiti. To je zato što se prethodno određivanje ovog svojstva temeljilo na korištenju elektrostatičkog potencijala na uzorku od interesa.

Korištenjem ovog elektrostatičkog potencijala dogodilo se dvije stvari: ionizacija kemijskih vrsta i ubrzanje procesa prolijevanja elektrona koje je bilo željeno ukloniti.

Dakle, kada smo počeli koristiti spektroskopske tehnike za njegovo određivanje, termin "ionizacijski potencijal" zamijenjen je "energijom ionizacije".

Isto tako, poznato je da su kemijska svojstva atoma određena konfiguracijom elektrona prisutnih u najudaljenijoj energetskoj razini tih atoma. Dakle, energija ionizacije ovih vrsta izravno je povezana sa stabilnošću njihovih valentnih elektrona.

Metode za određivanje energije ionizacije

Kao što je prethodno spomenuto, metode za određivanje energije ionizacije daju se uglavnom postupcima fotoemije koji se temelje na određivanju energije koju elektroni emitiraju kao posljedicu primjene fotoelektričnog učinka.

Iako bi se moglo reći da je atomska spektroskopija najneposrednija metoda za određivanje energije ionizacije uzorka, postoji i fotoelektronska spektroskopija u kojoj se mjere energije s kojima su elektroni vezani na atome.

U tom smislu, ultraljubičasta fotoelektronska spektroskopija - poznata i po UPS-u zbog akronoma u engleskom - tehnika je koja koristi pobudnju atoma ili molekula primjenom ultraljubičastog zračenja.

To se radi kako bi se analizirali energetski prijelazi najudaljenijih elektrona u ispitivanoj kemijskoj vrsti i karakteristike veza koje tvore.

Poznata su i rendgenska fotoelektronska spektroskopija i ekstremno ultraljubičasto zračenje, koji koriste isti princip prethodno opisan s razlikama u vrsti zračenja koja se utječe 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 - tj. Takozvani polielektronski atomi - vrijednost energije potrebne za uklanjanje prvog elektrona iz atoma koji je u svom osnovnom stanju daje se sljedeća jednadžba:

Energija + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" simbolizira atom bilo kojeg elementa, a odijeljeni elektron predstavljen je kao "e ^- ". Tako se dobiva prva energija ionizacije, koja se naziva "I ₁ ".

Kao što se može vidjeti, odvija se endotermička reakcija budući da se atomu dovodi energija za dobivanje elektrona dodanog kationu tog elementa.

Isto tako, vrijednost prve ionizacijske energije elemenata prisutnih u istom razdoblju proporcionalno se povećava s povećanjem njihovog atomskog broja.

To znači da se smanjuje s desna na lijevo u nekom razdoblju, a od vrha prema dnu u istoj skupini periodičke tablice.

U tom su smislu plemeniti plinovi u svojim ionizacijskim energijama visoki, dok elementi alkalnih i zemnoalkalnih metala imaju niske vrijednosti ove energije.

Druga energija ionizacije

Na isti način uklanjanjem drugog elektrona iz istog atoma dobiva se druga energija ionizacije koja je simbolizirana kao "I ₂ ".

Energija + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Ista shema slijedi za ostale ionizacijske energije prilikom pokretanja sljedećih elektrona, znajući da, nakon odvajanja elektrona od atoma u njegovom osnovnom stanju, odbijajući se efekt između preostalih elektrona smanjuje.

Kako svojstvo nazvano "nuklearni naboj" ostaje konstantno, potrebna je veća količina energije za odbacivanje drugog elektrona ionske vrste koji ima pozitivan naboj. Tako se energije ionizacije povećavaju, kao što vidimo niže:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

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

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

Reference

1. Chang, R. (2007). Kemija, deveto izdanje. Meksiko: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (SF). Ionizirajuća energija. Oporavilo s en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (SF). Ionizirajuće energije. Preuzeto s hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH i Franklin, JL (2013). Fenomeni utjecaja elektrona: I svojstva plinovanih iona. Oporavak od books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Napredna organska kemija: Dio A: Struktura i mehanizmi. Dobiveno iz books.google.co.ve