Потенциальная энергия ионизации, методы ее определения



энергия ионизации относится к минимальному количеству энергии, обычно выражаемому в единицах килоджоулей на моль (кДж / моль), которое требуется для отделения электронов, находящихся в газообразном атоме, который находится в своем основном состоянии.

Газообразное состояние относится к состоянию, в котором оно свободно от влияния, которое другие атомы могут оказывать на себя, так же как любое межмолекулярное взаимодействие отбрасывается. Величина энергии ионизации является параметром, описывающим силу, с которой электрон связан с атомом, частью которого он является..

Другими словами, чем больше необходимого количества энергии ионизации, тем сложнее будет отрыв рассматриваемого электрона..

индекс

  • 1 Ионизационный потенциал
  • 2 Методы определения энергии ионизации
  • 3 Первая энергия ионизации
  • 4 Вторая энергия ионизации
  • 5 ссылок

Потенциал ионизации

Потенциал ионизации атома или молекулы определяется как минимальное количество энергии, которое должно быть приложено, чтобы вызвать отрыв электрона от внешнего слоя атома в его основном состоянии и с нейтральным зарядом; то есть энергия ионизации.

Следует отметить, что когда речь идет о потенциале ионизации, используется термин, который вышел из употребления. Это связано с тем, что ранее определение этого свойства основывалось на использовании электростатического потенциала для интересующего образца..

Используя этот электростатический потенциал, произошли две вещи: ионизация химических частиц и ускорение процесса отрыва электрона, который нужно было удалить..

Поэтому, когда начали использовать спектроскопические методы для его определения, термин «потенциал ионизации» был заменен на «энергию ионизации».

Также известно, что химические свойства атомов определяются конфигурацией электронов, присутствующих на самом внешнем энергетическом уровне в этих атомах. Таким образом, энергия ионизации этих частиц напрямую связана со стабильностью их валентных электронов..

Методы определения энергии ионизации

Как упоминалось ранее, методы определения энергии ионизации в основном задаются процессами фотоэмиссии, которые основаны на определении энергии, испускаемой электронами в результате применения фотоэлектрического эффекта..

Хотя можно сказать, что атомная спектроскопия является самым непосредственным методом определения энергии ионизации образца, у нас также есть фотоэлектронная спектроскопия, в которой измеряются энергии, с которыми электроны связаны с атомами..

В этом смысле ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (также известная под названием UPS на английском языке) - это метод, в котором используется возбуждение атомов или молекул путем применения ультрафиолетового излучения..

Это делается для того, чтобы проанализировать энергетические переходы большинства внешних электронов в изученных химических веществах и характеристики образующихся связей.

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и экстремальное ультрафиолетовое излучение также известны, в которых используется тот же принцип, который описан выше, с различиями в типе излучения, падающего на образец, скорости, с которой выбрасываются электроны, и разрешающей способности. полученный.

Первая энергия ионизации

В случае атомов, которые имеют более одного электрона на своем внешнем уровне, то есть так называемых полиэлектронных атомах, значение энергии, необходимой для запуска первого электрона атома, находящегося в его основном состоянии, определяется следующее уравнение:

Энергия + A (г) → A+(г) + е-

«А» символизирует атом любого элемента, а отсоединенный электрон представлен как «е»-». Это приводит к первой энергии ионизации, называемой «I1".

Как видите, происходит эндотермическая реакция, так как атом снабжается энергией для получения электрона, добавленного к катиону этого элемента.

Аналогично, значение первой энергии ионизации элементов, присутствующих в тот же период, увеличивается пропорционально увеличению их атомного номера..

Это означает, что оно уменьшается справа налево за период и сверху вниз в той же группе периодической таблицы.

В этом смысле благородные газы имеют высокие величины энергий ионизации, в то время как элементы, относящиеся к щелочным и щелочноземельным металлам, имеют низкие значения этой энергии..

Вторая энергия ионизации

Таким же образом, вытягивая второй электрон из того же атома, получается вторая энергия ионизации, обозначенная как «I2".

Энергия + А+(ж) → А2+(г) + е-

Та же схема применяется для других энергий ионизации при запуске следующих электронов, зная, что после отрыва электрона от атома в его основном состоянии отталкивающий эффект между оставшимися электронами уменьшается.

Поскольку свойство, называемое «зарядом ядра», остается постоянным, требуется большее количество энергии для запуска другого электрона ионных частиц, который имеет положительный заряд. Таким образом, энергии ионизации возрастают, как показано ниже:

Я1 < I2 < I3 <… < IN

Наконец, в дополнение к влиянию заряда ядра на энергии ионизации влияют электронная конфигурация (число электронов в валентной оболочке, тип занятой орбиты и т. Д.) И эффективный заряд ядра от разрываемого электрона..

Из-за этого явления большинство молекул органической природы имеют высокие значения энергии ионизации.

ссылки

  1. Чанг, Р. (2007). Химия, девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
  2. Wikipedia. (Н.Д.). Энергия ионизации. Получено с en.wikipedia.org
  3. Гиперфизика. (Н.Д.). Энергии ионизации. Получено с сайта hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  4. Филд Ф. Х. и Франклин Дж. Л. (2013). Явления электронного удара: и свойства газообразных ионов. Получено из books.google.co.ve
  5. Кэри Ф. А. (2012). Продвинутая Органическая Химия: Часть A: Структура и Механизмы. Получено из books.google.co.ve