Hvad betyder ionisering Energimåling?

Ioniseringsenergi er et vigtigt begreb i både kemi og fysik, men det er udfordrende at forstå. Betydningen berører nogle af detaljerne i atomernes struktur og især hvor stærkt elektroner er bundet til centralkernen i forskellige elementer. Kort sagt måler ioniseringsenergi, hvor meget energi der kræves for at fjerne en elektron fra atomet og omdanne det til en ion, hvilket er et atom med en nettoladning.

TL; DR (for lang tid, ikke Læs)

Ioniseringsenergi måler mængden af ​​energi, der kræves for at fjerne en elektron fra sin bane omkring et atom. Den energi, der er nødvendig for at fjerne den svagest bundet elektron, er den første ioniseringsenergi. Den energi, der er nødvendig for at fjerne den næste svagest bundet elektron, er den anden ioniseringsenergi og så videre.

Generelt øger ioniseringsenergien, når du bevæger dig over det periodiske bord fra venstre til højre eller fra bund til top. Specifikke energier kan dog afvige, så du bør se på ioniseringsenergien for et bestemt element.

Hvad er ioniseringsenergi?

Elektroner optager specifikke "orbitaler" rundt om kernekernen i ethvert atom . Du kan tænke på disse som kredsløb på en måde, der ligner hvordan planeter kredser solen. I et atom tiltrækkes de negativt ladede elektroner til de positivt ladede protoner. Denne attraktion holder atomet sammen.

Noget er nødt til at overvinde tiltrækningsenergien for at fjerne en elektron fra dets omgang. Joniseringsenergien er termen for den mængde energi, der kræves for at fjerne fjernelsen af ​​elektronen fra atomet og dets tiltrækning til protonerne i kernen. Teknisk set er der mange forskellige ioniseringsenergier for elementer tungere end hydrogen. Den energi, der kræves for at fjerne den mest svagt tiltrukkede elektron, er den første ioniseringsenergi. Den energi, der kræves for at fjerne den næste svagst tiltrukne elektron, er den anden ioniseringsenergi osv.

Ioniseringsenergier måles enten i kJ /mol (kilojoules per mol) eller eV (elektronvolt) med tidligere foretrukket i kemi, og sidstnævnte foretrak sig når man beskæftiger sig med enkeltatomer i fysikken.

Faktorer der påvirker ioniseringsenergi

Ioniseringsenergien afhænger af et par forskellige faktorer. I almindelighed øges ioniseringsenergien, når der er flere protoner i kernen. Dette giver mening, fordi med flere protoner tiltrækker elektronerne, bliver den energi, der kræves for at overvinde attraktionen, større. Den anden faktor er, om skallen med de yderste elektroner er fuldt optaget af elektroner. En fuld skal - for eksempel skallen, der indeholder begge elektroner i helium - er sværere at fjerne elektroner end en delvist fyldt shell, fordi layoutet er mere stabilt. Hvis der er en fuld skal med en elektron i en ydre skal, fjerner elektronerne i fuldskallen elektronen i den ydre skal fra en del af den attraktive kraft fra kernen, og så tager elektronen i den ydre skal mindre energi at fjerne.

Ionisering Energi og den periodiske tabel

Det periodiske bord arrangerer elementerne ved at øge atomnummeret, og dets struktur har et tæt link med skallerne og orbitalerne elektroner optager. Dette giver en nem måde at forudsige, hvilke elementer der har højere ioniseringsenergier end andre elementer. Generelt øges ioniseringsenergien, når du flytter fra venstre til højre over det periodiske bord, fordi antallet af protoner i kernen stiger. Ioniseringsenergien øges også, når du bevæger dig fra bunden til den øverste række af bordet, fordi elementerne på de nederste rækker har flere elektroner, der beskytter de ydre elektroner fra den centrale ladning i kernen. Der er dog nogle afvigelser fra denne regel, så den bedste måde at finde et ionisationsenergi på er at se det op i et bord.

Ioniseringens slutprodukter: Ioner

En ion er et atom, der har en nettoladning, fordi balancen mellem antallet af protoner og elektroner er blevet brudt. Når et element ioniseres, falder antallet af elektroner, så det er tilbage med et overskud af protoner og en netto positiv ladning. Positivt ladede ioner kaldes kationer. Bordsalt (natriumchlorid) er en ionisk forbindelse, der indbefatter kationversionen af ​​natriumatomet, som har fjernet en elektron fjernet ved en proces, som giver ioniseringsenergien. Selv om de ikke er skabt af den samme type ionisering, fordi de får en ekstra elektron, kaldes negativt ladede ioner anioner.