Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Mikä on ionisaatioenergia?
- Ionisointienergia ja jaksollinen taulukko
- Ionisointienergioiden vertailu
Kemiassa on vaikea kuvitella tutumpaa kuvaa kuin tiukasti pakattu protonien ja neutronien ydin, jota kiertävät elektronit niiden kiertoradalla. Jos joudut vertaamaan eri elementtien ionisaatioenergioita, tämä ymmärtäminen atomin rakenteesta on hyvä lähtökohta.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Energian määrää, joka tarvitaan yhden elektronin menettämiseen kaasufaasiatomien moolista, kutsutaan elementtien ionisaatioenergiaksi. Kun tarkastellaan jaksollista taulukkoa, ionisaatioenergia vähenee yleensä kaavion ylhäältä alaspäin ja kasvaa kaavion vasemmalta oikealle.
Mikä on ionisaatioenergia?
Jonkin atomin ionisaatioenergia (jota joskus kutsutaan ionisaatiopotentiaaliksi) on energian määrä, joka tarvitaan yhden elektronin pudottamiseksi kaasufaasiatomien moolista. Yhden elektronin poistaminen neutraalista atomista antaa sinulle elementin positiivisesti varautuneen ionin, jota kutsutaan kationiksi, plus kadonneen elektronin.
Monet elementit voivat kadottaa useamman kuin yhden elektronin, joten 1+ -kationin muodostuminen on tosiasiallisesti ensimmäinen ionisaatioenergia, kun taas myöhemmät elektronihäviöt muodostavat 2+ -kationin tai 3+ -kationin (tai enemmän) ja ovat toinen ionisaatioenergia ja kolmas ionisaatioenergia, vastaavasti.
Ensimmäinen ionisaatioenergia poistaa löysimmän elektronin neutraalista atomista, ja niiden protonien lukumäärä, jotka vaikuttavat houkuttelevaan voimaan jäljellä oleviin elektroneihin, ei muutu. Tämä tarkoittaa, että toisen elektronin poistaminen on vaikeampaa ja vaatii enemmän energiaa. Siksi toinen ionisaatioenergia on aina suurempi arvo kuin ensimmäinen ionisaatioenergia. Tutkijat ilmaisevat ionisaatioenergian jouleina tai elektronivoltteina.
Ionisointienergia ja jaksollinen taulukko
Jaksollista taulukkoa on mahdollista tarkastella ja havaita ionisaatioenergian suuntauksia. Yleensä ionisaatioenergia pienenee aina, kun siirryt kaavion yläosasta kaavion alaosaan, ja kasvaa siirtyessäsi kaavion vasemmalta puolelta kaavion oikealle puolelle. Tämä tarkoittaa, että alkuaineheliumilla (He), joka on jaksollisen taulukon oikean reunan ylin elementti, on paljon korkeampi ionisaatioenergia kuin elementillä francium (Fr), joka istuu ensimmäisen sarakkeen alaosassa jaksotaulukon vasemmalla puolella.
Syyt näihin suuntauksiin ovat suoraviivaiset. Jaksotaulukon alaosan lähellä olevilla elementeillä on enemmän orbitaaleja. Tämä tarkoittaa, että uloimmat elektronit ovat kauempana ytimestä ja siksi helpommin hävitä, mikä johtaa pienempaan ionisaatioenergiaan. Jaksotaulukon vasemmalla puolella olevien elementtien elektronit ovat myös hiukan helpommin kadottaa, koska näillä elementeillä on vähemmän protoneja. Esimerkiksi vety (H) jaksotaulukon vasemmalla puolella on vain yksi protoni, kun taas jaksollisen taulukon oikealla puolella oleva helium (He) sisältää kaksi protonia. Tämä toinen protoni lisää houkuttelevaa voimaa, joka tarttuu heliumin elektroneihin, joten ionisaatioenergia on suurempi.
Ionisointienergioiden vertailu
Ionisointienergian ymmärtäminen on tärkeää, koska se heijastaa elementtien kykyä osallistua joihinkin kemiallisiin reaktioihin tai muodostaa joitain yhdisteitä. Jos sinun on määritettävä, mistä luettelosta elementillä on suurin ionisaatioenergia, etsi elementtien sijoittelu jaksollisesta taulukosta. Muista, että jaksotaulukon yläosassa ja jaksotaulukon oikealla puolella olevilla elementeillä on korkeammat ionisaatioenergiat. Voit helposti löytää jaksollisia taulukoita, joissa luetellaan kunkin elementin yksilölliset ionisaatioenergiat auttamaan sinua tässä tehtävässä.