Potentiel ioniseringsenergi, metoder til bestemmelse

Det ioniseringsenergi refererer til den mindste mængde energi, normalt udtrykt i enheder kilojoule pr. mol (kJ / mol), der kræves for at producere løsrivelse af en elektron, der er placeret i et gasfaseatom, der er i dets jordtilstand.

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

Med andre ord, jo større mængde ioniseringsenergi, der kræves, jo mere kompliceret vil det være at løsne den pågældende elektron..

Artikelindeks

• 1 Ioniseringspotentiale
• 2 Metoder til bestemmelse af ioniseringsenergi
• 3 Første ioniseringsenergi
• 4 Anden ioniseringsenergi
• 5 Referencer

Ioniseringspotentiale

Ioniseringspotentialet for et atom eller et molekyle er defineret som den mindste mængde energi, der skal anvendes for at forårsage frigørelse af en elektron fra atomets yderste skal i dets jordtilstand og med en neutral ladning; dvs. ioniseringsenergien.

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

Ved at bruge dette elektrostatiske potentiale skete der to ting: ionisering af de kemiske arter og accelerationen af ​​processen med at kaste den elektron, der skal fjernes..

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

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

Metoder til bestemmelse af ioniseringsenergi

Som tidligere nævnt gives metoderne til bestemmelse af ioniseringsenergi hovedsageligt af fotoemissionsprocesser, som er baseret på bestemmelsen af ​​den energi, der udsendes 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 ioniseringsenergien i en prøve, er der også fotoelektronspektroskopi, hvor de energier, hvormed 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 excitering 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 de bindinger, de danner..

Røntgenfotoelektronspektroskopi og ekstrem ultraviolet stråling er også kendt, som bruger det samme princip, der tidligere er beskrevet med forskelle i typen af ​​stråling, der påvirkes af prøven, hastigheden hvormed elektronerne udvises, og den opnåede opløsning.

Første ioniseringsenergi

I tilfælde af atomer, der har mere end en elektron på deres yderste niveau - det vil sige de såkaldte polyelektroniske atomer - værdien af ​​den energi, der er nødvendig for at fjerne den første elektron fra atomet, der er i dets jordtilstand, gives af følgende ligning:

Energi + A (g) → A⁺(g) + e^-

"A" symboliserer et atom af ethvert element, og den løsrevne elektron er repræsenteret som "e^-”. Således opnås den første ioniseringsenergi, kaldet “I₁".

Som det kan ses, finder en endoterm reaktion sted, da der tilføres energi til atomet for at opnå en elektron tilsat til elementets kation.

Ligeledes stiger værdien af ​​den første ioniseringsenergi af elementerne til stede i den samme periode proportionalt med stigningen i deres atomnummer..

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 de grundstoffer, der hører til jord- og jordalkalimetaller, har lave værdier af denne energi..

Anden ioniseringsenergi

På samme måde, når en anden elektron fjernes fra det samme atom, opnås den anden ioniseringsenergi, symboliseret som "I_to".

Energi + A.⁺(g) → A^to+(g) + e^-

Den samme ordning følges for de andre ioniseringsenergier, når de følgende elektroner startes, velvidende at efterfulgt af løsrivelsen af ​​elektronen fra et atom i dets jordtilstand, falder den frastødende virkning, der findes mellem de resterende elektroner..

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

jeg₁ < I_to < I₃ <… < I_n

Endelig påvirkes ioniseringsenergierne ud over virkningen af ​​den nukleare ladning af den elektroniske konfiguration (antal elektroner i valensskallen, typen af ​​orbitalt besat osv.) Og den effektive nukleare ladning af elektronen, der skal kaste..

På grund af dette fænomen har de fleste molekyler af organisk karakter høje ioniseringsenergiværdier..

Referencer

1. Chang, R. (2007). Chemistry, niende udgave. Mexico: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (s.f.). Ioniseringsenergi. Gendannet fra en.wikipedia.org
3. Hyperfysik. (s.f.). Ioniseringsenergier. Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, F. H. og Franklin, J. L. (2013). Elektronpåvirkningsfænomener: Og egenskaberne ved gasformige ioner. Gendannet fra books.google.co.ve
5. Carey, F. A. (2012). Avanceret organisk kemi: Del A: Struktur og mekanismer. Hentet fra books.google.co.ve