Vad innebär jonisation av en atom
Ioniseringsenergier till s- samt p-blockelement
Ioniseringsenergierna på grund av grundämnena inom den tredjeplats raden inom detta periodiska systemet uppvisar identisk mönster likt till \(Li\) samt \(Be\) (tabell \(\(\PageIndex{2}\)): dem successiva joniseringsenergierna ökar fast då elektroner avlägsnas ifrån valensorbitalerna (3s alternativt 3p inom detta denna plats fallet), följt från ett särskilt massiv ökning från joniseringsenergin då elektroner avlägsnas ifrån fulla kärnnivåer, vilket indikeras från den fetstilade diagonala linje inom tabell \(\(\PageIndex{2}\)).
Joniseringsenergi existerar den mängd energi vilket behövs på grund av för att helt avlägsna enstaka elektron ifrån ett gasformig atom.inom den tredjeplats raden inom detta periodiska systemet motsvarar således den största ökningen från joniseringsenergin då man tar försvunnen den fjärde elektronen ifrån \(Al\), den femte elektronen ifrån Si samt således vidare – detta önskar yttra då man tar försvunnen enstaka elektron ifrån ett jon såsom besitter den föregående ädelgasens valenselektronkonfiguration.
Detta mönster redogör varför grundämnenas kemi normalt endast omfattar valenselektroner. detta behövs till många energi på grund av för att antingen ta försvunnen alternativt dela dem inre elektronerna.
| Element | \(I_1\) | \(I_2\) | \(I_3\) | \(I_4\) | \(I_5\) | \(I_6\) | \(I_7\) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| *Inner-skalelektron | ||||||||
| Na | 495.8 | 4562.4* | – | – | – | – | – | – |
| Mg | 737.7 | 1450.7 | 7732.7 | – | – | – | – | |
| Al | 577.4.4 | 1816.7 | 2744.8 | 11 577.4.4 | – | – | – | |
| Si | 786.5 | 1577.1 | 3231.6 | 4355.5 | 16 090.6 | – | – | |
| P | 1011.8 | 1907.4.4 | 2914.1 | 4963.6 | 6274.0 | 21,267.4.3 | – | |
| S | 999.6 | 2251.8 | 3357 | 4556.2 | 7004.3 | 8495.8 | 27,107.4.3 | |
| Cl | 1251.2 | 2297.7 | 3822 | 5158.6 | 6540 | 9362 | 11 018,2 | |
| Ar | 1520.6 | 2665.9 | 3931 | 5771 | 7238 | 8781.0 | 11,995.3 | |
Exempel \(\PageIndex{1}\): Högsta fjärde joniseringsenergi
Utifrån deras placering inom detta periodiska systemet, förutse vilket från dessa grundämnen likt äger den högsta fjärde joniseringsenergin: B, C alternativt N.
Givet: tre grundämnen
Sökt: grundämne tillsammans högsta fjärde joniseringsenergi
Strategi:
- Lista upp elektronkonfigurationen på grund av varenda grundämne.
- Bestäm angående elektroner avlägsnas ifrån en fyllt alternativt delvis fyllt valensskal.
Förutsäg vilket grundämne vilket besitter den högsta fjärde joniseringsenergin samt inse för att den högsta energin motsvarar avlägsnande från elektroner ifrån ett fylld elektronkärna.
Lösning:
A Dessa grundämnen ligger samtliga inom den andra raden inom detta periodiska systemet samt besitter nästa elektronkonfigurationer:
- B: 2s22p1
- C: 2s22p2
- N: Den fjärde joniseringsenergin till en grundämne (\(I_4\)) definieras vilket den energi likt behövs på grund av för att avlägsna den fjärde elektronen:
\
eftersom kol samt kväve äger fyra respektive fem valenselektroner motsvarar deras fjärde joniseringsenergier för att man avlägsnar enstaka elektron ifrån en delvis fyllt valensskal.
Den fjärde joniseringsenergin till bor motsvarar dock för att man tar försvunnen enstaka elektron ifrån detta fulla 1s2-underskalet.
Jonisering innebär för att ett alternativt flera elektroner inom enstaka atom tas försvunnen således för att atomen får ett positiv laddning, dvs blir ett katjon.Detta borde kräva många mer energi. dem faktiska värdena existerar följande: B, 25 026 kJ/mol, C, 6223 kJ/mol samt N, 7475 kJ/mol.
Övning \(\PageIndex{1}\): Lägsta andra joniseringsenergi
Utifrån deras placering inom detta periodiska systemet, förutse vilket från dessa grundämnen liksom äger den lägsta andra joniseringsenergin: Svar
\(\ce{Sr}\)
Den inledande kolumnen tillsammans uppgifter inom tabell \(\PageIndex{2}\) visar för att den inledande joniseringsenergin tenderar för att öka ovan den tredjeplats raden inom detta periodiska systemet.
Jonisationspotentialen alternativt jonisationsenergin existerar den mängd energi såsom behövs till för att avlägsna ett elektron ifrån enstaka isolerad atom inom vakuum.Detta beror vid för att valenselektronerna ej skärmar från varandra särskilt väl, vilket fullfölja för att den verksamma kärnladdningen ökar fast ovan raden. Valenselektronerna dras därför starkare mot kärnan, vilket fullfölja för att atomstorlekarna reducerar samt joniseringsenergierna ökar. Dessa effekter utgör numeriskt värde sidor från identisk mynt: starkare elektrostatiska interaktioner mellan elektronerna samt kärnan ökar ytterligare den energi likt behövs på grund av för att avlägsna elektronerna.
Däremot reducerar den inledande joniseringsenergin nära Al (3s23p1) samt nära S (3s23p4).
Elektronkonfigurationerna hos dessa ”undantag” ger svaret vid varför.
På bas från dem numeriskt värde inledande tendenserna ligger dem grundämnen liksom lättast bildar positiva joner (har dem lägsta joniseringsenergierna) inom detta nedre vänstra hörnet från detta periodiska systemet, medan dem vilket existerar svårast för att jonisera ligger inom detta övre högra hörnet från detta periodiska systemet.Elektronerna inom aluminiums fulla 3s2-underskal existerar förbättrad vid för att skärma från 3p1-elektronen än dem existerar vid för att skärma från varandra ifrån kärnladdningen, därför s-elektronerna tränger närmare kärnan än vad p-elektronen utför samt p-elektronen avlägsnas enklare. Minskningen nära S sker eftersom dem numeriskt värde elektronerna inom identisk p-orbital stöter försvunnen varandra.
Detta utför S-atomen något mindre stadig än vad vilket annars skulle förväntas, vilket gäller på grund av samtliga grundämnen inom team 16.
De inledande joniseringsenergierna till grundämnena inom dem sex inledande raderna inom detta periodiska systemet framträda inom figur \(\PageIndex{1}\) samt presenteras numeriskt samt grafiskt inom figur \(\PageIndex{2}\).
Joniseringsenergi existerar den energi man behöver tillföra till för att dra loss enstaka elektron ifrån enstaka atom.Dessa figurer illustrerar tre viktiga tendenser:
- Förändringarna inom den andra (Li mot Ne), fjärde (K mot Kr), femte (Rb mot Xe) samt sjätte (Cs mot Rn) raden inom s- samt p-blocken följer en mönster vilket liknar detta mönster såsom beskrivits på grund av den tredjeplats raden inom detta periodiska systemet. Övergångsmetallerna ingår dock inom den fjärde, femte samt sjätte raden, samt lantaniderna ingår inom den sjätte raden.
dem inledande joniseringsenergierna till övergångsmetallerna liknar varandra inom viss mån, liksom till lantaniderna. Joniseringsenergierna ökar ifrån vänster mot motsats till vänster ovan varenda rad, tillsammans med avvikelser vilket uppstår nära ns2np1 (grupp 13), ns2np4 (grupp 16) samt ns2(n – 1)d10 (grupp 12).
- De inledande joniseringsenergierna reducerar inom allmänhet neråt inom ett kolumn.
Även angående detta primära kvantantalet n ökar neråt inom enstaka kolumn existerar fulla inre skal verksamma till för att skärma från valenselektronerna, sålunda detta blir enstaka relativt små ökning från den verksamma kärnladdningen. Följaktligen blir atomerna större då dem får elektroner. Valenceelektroner likt befinner sig längre försvunnen ifrån kärnan existerar mindre hårt bundna, vilket utför dem enklare för att avlägsna, vilket utför för att joniseringsenergierna reducerar.
enstaka större radie motsvarar vanligtvis enstaka lägre joniseringsenergi.
- På bas från dem numeriskt värde inledande tendenserna ligger dem grundämnen liksom lättast bildar positiva joner (har dem lägsta joniseringsenergierna) inom detta nedre vänstra hörnet från detta periodiska systemet, medan dem vilket existerar svårast för att jonisera ligger inom detta övre högra hörnet från detta periodiska systemet.
Följaktligen ökar joniseringsenergierna inom allmänhet diagonalt ifrån nedre vänster (Cs) mot övre motsats till vänster (He).
Generellt ökar \(I_1\) diagonalt ifrån den nedre vänstra delen från detta periodiska systemet mot den övre högra delen.
Gallium (Ga), vilket existerar detta inledande grundämnet efter den inledande raden från övergångsmetaller, besitter nästa elektronkonfiguration: Gallium (Ga) existerar detta inledande grundämnet efter den inledande raden från övergångsmetaller: 4s23d104p1.
Dess inledande joniseringsenergi existerar betydligt lägre än den på grund av detta omedelbart föregående grundämnet, zink, eftersom galliums fulla 3d10-underskal ligger innanför 4p-underskalet samt skyddar den enda 4p-elektronen ifrån kärnan. Experiment äger avslöjat något från ännu större intresse: den andra samt tredjeplats elektronen såsom avlägsnas då gallium joniseras kommer ifrån 4s2-orbitalet, ej ifrån 3d10-underskalet.
Galliums kemi domineras från den resulterande Ga3+-jonen, tillsammans dess 3d10-elektronkonfiguration. Denna samt liknande elektronkonfigurationer existerar särskilt stabila samt förekommer ofta inom dem tyngre grundämnena inom p-blocket.
Joniseringsenergi, såsom existerar den mängd energi likt behövs till för att separera ett elektron ifrån enstaka atom, existerar betydande på grund av fysik samt kemi.dem kallas ibland till pseudoädelgaskonfigurationer. till grundämnen såsom uppvisar dessa konfigurationer existerar inga kemiska föreningar kända var elektroner avlägsnas ifrån detta (n – 1)d10-fyllda underskalet.