IONISERINGSENERGI: POTENTIALE, METODER TIL BESTEMMELSE - FYSISK - 2025

Den ioniseringsenergi refererer til den minimale mængde energi, sædvanligvis udtrykt i enheder af kJ per mol (kJ / mol), som kræves for at frembringe frigivelse af en elektron ligger i et atom i den gasfasen, som er i sin tilstand grundlæggende.

Den gasformige tilstand henviser til den tilstand, hvor den er fri for den indflydelse, som andre atomer kan udøve på sig selv, samt enhver intermolekylær interaktion. Størrelsen af ​​ioniseringsenergi er en parameter til at beskrive den kraft, som en elektron binder til det atom, som det er en del af.

Første ioniseringsenergi

Med andre ord, jo større mængde ioniseringsenergi, der kræves, jo vanskeligere vil det være at fjerne det pågældende elektron.

Ioniseringspotentiale

Ioniseringspotentialet for et atom eller molekyle defineres som den mindste mængde energi, der skal påføres for at forårsage løsrivelse af et elektron fra atomets yderste skal i dens jordtilstand og med en neutral ladning; det vil sige ioniseringsenergien.

Det skal bemærkes, at når man taler om ioniseringspotentiale, bruges et udtryk, der er faldet i brug. Dette skyldes, at bestemmelsen af ​​denne egenskab tidligere var baseret på brugen af ​​et elektrostatisk potentiale til prøven af ​​interesse.

Ved at bruge dette elektrostatiske potentiale skete der to ting: ioniseringen af ​​den kemiske art og accelerationen af ​​processen med at kaste elektronet, som det ønskedes at fjerne.

Så når man begynder at bruge spektroskopiske teknikker til dens bestemmelse, er udtrykket "ioniseringspotentiale" erstattet af "ioniseringsenergi."

Ligeledes er det kendt, at de kemiske egenskaber hos atomer bestemmes af konfigurationen af ​​de elektroner, der er til stede på det yderste energiniveau i disse atomer. Så ioniseringsenergien for disse arter er direkte relateret til stabiliteten af ​​deres valenselektroner.

Metoder til bestemmelse af ioniseringsenergi

Som tidligere nævnt er metoderne til bestemmelse af ioniseringsenergi hovedsageligt givet ved fotoemissionsprocesser, der er baseret på bestemmelsen af ​​energien udsendt af elektroner som en konsekvens af anvendelsen af ​​den fotoelektriske effekt.

Selvom det kunne siges, at atomspektroskopi er den mest umiddelbare metode til bestemmelse af en prøves ioniseringsenergi, er der også fotoelektronspektroskopi, i hvilken energierne, som elektroner er bundet til atomer måles.

I denne forstand er ultraviolet fotoelektronspektroskopi - også kendt som UPS for dets akronym på engelsk - en teknik, der bruger excitation af atomer eller molekyler ved anvendelse af ultraviolet stråling.

Dette gøres for at analysere de energiske overgange af de yderste elektroner i de undersøgte kemiske arter og karakteristika for bindingerne, de danner.

Der kendes også røntgenfotoelektronspektroskopi og ekstrem ultraviolet stråling, der anvender det samme princip, der tidligere er beskrevet med forskelle i den strålingstype, der påføres prøven, den hastighed, hvorpå elektronerne udvises og opløsningen opnået.

Første ioniseringsenergi

For atomer, der har mere end en elektron på deres yderste niveau - det er de såkaldte polyelektroniske atomer - værdien af ​​den energi, der er nødvendig for at fjerne det første elektron fra det atom, der er i dens jordtilstand, gives af følgende ligning:

Energi + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" symboliserer et atom af ethvert element, og den løsnet elektron repræsenteres som "e ^- ". Således opnås den første ioniseringsenergi, kaldet "I ₁ ".

Som det kan ses, finder en endoterm reaktion sted, da der tilføres energi til atomet for at opnå et elektron, der er føjet til kationen af ​​dette element.

Ligeledes stiger værdien af ​​den første ioniseringsenergi af de elementer, der er til stede i den samme periode, proportionalt med stigningen i deres atomantal.

Dette betyder, at det falder fra højre til venstre i en periode og fra top til bund i den samme gruppe i det periodiske system.

I denne forstand har ædelgasser høje størrelser i deres ioniseringsenergier, mens elementerne, der hører til alkali- og jordalkalimetaller, har lave værdier for denne energi.

Anden ioniseringsenergi

På samme måde opnås den anden ioniseringsenergi ved at fjerne et andet elektron fra det samme atom, symboliseret som "I ₂ ".

Energi + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Det samme skema følges for de andre ioniseringsenergier, når man starter følgende elektroner, vel vidende, at efterfulgt af frigørelse af elektronet fra et atom i dets jordtilstand, aftager den frastødende virkning mellem de resterende elektroner.

Da egenskaben kaldet "nuklear ladning" forbliver konstant, kræves en større mængde energi for at rive en anden elektron af den ioniske art, der har den positive ladning. Så ioniseringsenergierne øges, som det ses nedenfor:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Endelig påvirkes ioniseringsenergierne ud over virkningen af ​​atomladningen af ​​den elektroniske konfiguration (antal elektroner i valensskallen, typen af ​​orbital, der er optaget osv.) Og den effektive atomladning af det elektron, der skal kasseres.

På grund af dette fænomen har de fleste molekyler af organisk art høje ioniseringsenergiverdier.

Referencer

1. Chang, R. (2007). Kemi, niende udgave. Mexico: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (Sf). Ioniseringsenergi. Gendannet fra en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (Sf). Ioniseringsenergier. Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH og Franklin, JL (2013). Elektronpåvirkningsfenomener: og egenskaberne ved luftformede ion. Gendannes fra books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Avanceret organisk kemi: Del A: Struktur og mekanismer. Erhvervet fra books.google.co.ve