IONISOINTIENERGIA: POTENTIAALI, MÄÄRITYSMENETELMÄT - FYYSINEN - 2026

Ionisaatioenergia viittaa energian vähimmäismäärän, ilmaistaan yleensä yksiköissä kilojoulea moolia (kJ / mol), joka tarvitaan tuottamaan vapautumisen elektronin sijaitsee atomi kaasufaasissa, joka on sen tila perustavanlaatuinen.

Kaasumaisella tilalla tarkoitetaan tilaa, jossa se on vapaa vaikutuksista, joita muut atomit voivat vaikuttaa itseensä, samoin kuin kaikista molekyylien välisistä vuorovaikutuksista. Ionisointienergian suuruus on parametri, joka kuvaa voimaa, jolla elektroni sitoutuu atomiin, jonka osa se on.

Ensimmäinen ionisaatioenergia

Toisin sanoen, mitä suurempi tarvitaan ionisaatioenergiaa, sitä vaikeampaa on kyseisen elektronin irrottaminen.

Ionisaatiopotentiaali

Atomin tai molekyylin ionisaatiopotentiaali on määritelty vähimmäismääräksi energiaa, joka on käytettävä aiheuttamaan elektronin irroneminen atomin uloimmasta kuoresta sen perustilassa ja neutraalilla varauksella; eli ionisaatioenergia.

On huomattava, että puhuttaessa ionisaatiopotentiaalista käytetään termiä, joka on joutunut käytöstä. Tämä johtuu siitä, että aiemmin tämän ominaisuuden määrittäminen perustui sähköstaattisen potentiaalin käyttöön kiinnostuksen kohteena olevassa näytteessä.

Käyttämällä tätä sähköstaattista potentiaalia tapahtui kaksi asiaa: kemiallisten aineiden ionisaatio ja elektronin kaatamisprosessin kiihdyttäminen, jonka haluttiin poistaa.

Joten aloittaessaan spektroskooppisten tekniikoiden määrittämistä, termi "ionisaatiopotentiaali" on korvattu termillä "ionisaatioenergia".

Samoin tiedetään, että atomien kemialliset ominaisuudet määräytyvät näiden atomien uloimmassa energiatasossa olevien elektronien konfiguraation perusteella. Joten näiden lajien ionisaatioenergia liittyy suoraan niiden valenssielektronien stabiilisuuteen.

Menetelmät ionisaatioenergian määrittämiseksi

Kuten aiemmin mainittiin, ionisaatioenergian määritysmenetelmät annetaan pääasiassa valonemisemisprosesseissa, jotka perustuvat elektronien emittoiman energian määritykseen fotoelektrisen vaikutuksen soveltamisen seurauksena.

Vaikka voidaan sanoa, että atomispektroskopia on välitöin menetelmä näytteen ionisaatioenergian määrittämiseksi, on olemassa myös fotoelektronispektroskopia, jossa mitataan energiat, joiden avulla elektronit ovat sitoutuneet atomiin.

Tässä mielessä ultraviolettivalosähköspektroskopia - tunnetaan myös englanninkielisellä lyhenteellä UPS - on tekniikka, joka käyttää atomien tai molekyylien viritystä ultraviolettisäteilyn avulla.

Tämä tehdään tutkittaessa tutkittujen kemiallisten lajien uloimpien elektronien energisiä siirtymiä ja niiden muodostamien sidosten ominaisuuksia.

Tunnetaan myös röntgenvalosähköspektroskopia ja äärimmäinen ultraviolettisäteily, jotka käyttävät samaa periaatetta, joka on aikaisemmin kuvattu näytteen kohdistuvan säteilyn tyypin, erotuksen nopeuden kanssa, jolla elektronit on karkotettu, ja resoluution eroja saatu.

Ensimmäinen ionisaatioenergia

Niiden atomien tapauksessa, joiden uloimmalla tasolla on enemmän kuin yksi elektroni - ts. Ns. Polyelektroniset atomit -, sen energian arvo, joka tarvitaan ensimmäisen elektronin poistamiseksi atomista, joka on sen perustilassa, annetaan seuraava yhtälö:

Energia + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" symboloi minkä tahansa elementin atomia ja irrotettu elektroni esitetään nimellä "e ^- ". Siten saadaan ensimmäinen ionisaatioenergia, johon viitataan nimellä "I ₁ ".

Kuten voidaan nähdä, tapahtuu endoterminen reaktio, koska atomiin syötetään energiaa elektronin lisäämiseksi tämän elementin kationiin.

Samoin samalla ajanjaksolla läsnä olevien elementtien ensimmäisen ionisaatioenergian arvo kasvaa suhteessa niiden atomiluvun kasvuun.

Tämä tarkoittaa, että se vähenee oikealta vasemmalle jaksossa ja ylhäältä alas samassa jaksollisen ryhmän ryhmässä.

Tässä mielessä jalokaasujen ionisaatioenergia on suuri, kun taas alkali- ja maa-alkalimetallien elementteillä on alhaiset arvot tämän energian.

Toinen ionisaatioenergia

Samalla tavalla, poistamalla toinen elektronin samaan atomiin, toinen ionisaatioenergia saadaan, symboloi kuten "I ₂ ".

Energia + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Samaa kaaviota noudatetaan muille ionisaatioenergioille seuraavien elektronien käynnistyksen yhteydessä, tietäen, että sen jälkeen, kun elektroni irroittuu atomistaan ​​sen perustilassa, jäljellä olevien elektronien välinen heijastusvaikutus vähenee.

Koska "ydinvarauksena" kutsuttu ominaisuus pysyy vakiona, tarvitaan enemmän energiaa ionisoituneen jonkin toisen elektronin repäisemiseksi, jolla on positiivinen varaus. Joten ionisaatioenergiat lisääntyvät, kuten alla esitetään:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Lopuksi, ydinvarauksen vaikutuksen lisäksi ionisaatioenergioihin vaikuttaa elektroninen konfiguraatio (valenssikuoressa olevien elektronien lukumäärä, miehitetyn kiertoradan tyyppi jne.) Ja vapautettavan elektronin tehokas ydinvaraus.

Tästä ilmiöstä johtuen useimmilla orgaanisen luonteen molekyyleillä on korkeat ionisaatioenergian arvot.

Viitteet

1. Chang, R. (2007). Kemia, yhdeksäs painos. Meksiko: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (SF). Ionisointienergia. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (SF). Ionisaatioenergiat. Haettu osoitteesta hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH ja Franklin, JL (2013). Elektronivaikutusilmiöt: ja kaasumaisten ionien ominaisuudet. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Edistynyt orgaaninen kemia: Osa A: Rakenne ja mekanismit. Saatu osoitteesta books.google.co.ve