Elementenes joniseringsenergi

De joniseringsenergi, eller joniseringspotential, är den energi som krävs för att helt ta bort en elektron från en gasformig atom eller jon. Ju närmare och tätare bunden en elektron är till kärnan, desto svårare blir det att ta bort, och ju högre dess joniseringsenergi blir.

Key Takeaways: Ionization Energy

• Joniseringsenergi är den mängd energi som behövs för att helt ta bort en elektron från en gasformig atom.
• I allmänhet är den första joniseringsenergin lägre än den som krävs för att ta bort efterföljande elektroner. Det finns undantag.
• Ioniseringsenergi visar en trend på det periodiska systemet. Ioniseringsenergi ökar i allmänhet flyttningen från vänster till höger över en period eller rad och minskar när man rör sig från topp till botten ned en elementgrupp eller kolumn.

Enheter för ioniseringsenergi

Joniseringsenergi mäts i elektronvolt (eV). Ibland uttrycks den molära joniseringsenergin i J / mol.

Först mot efterföljande ioniseringsenergier

Den första joniseringsenergin är den energi som krävs för att ta bort en elektron från moderatomen. Den andra joniseringsenergin är den energi som krävs för att avlägsna en andra valenselektron från den envärda jonen för att bilda den divalenta jonen, och så vidare. På varandra följande joniseringsenergier ökar. Den andra joniseringsenergin är (nästan) alltid större än den första joniseringsenergin.

Det finns ett par undantag. Den första joniseringsenergin av bor är mindre än beryllium. Den första joniseringsenergin av syre är större än kväve. Anledningen till undantagen har att göra med deras elektronkonfigurationer. I beryllium kommer den första elektronen från en 2-orbital, som kan rymma två elektroner som är stabil med en. I bor avlägsnas den första elektron från en 2p orbital, som är stabil när den har tre eller sex elektroner.

Båda elektronerna som tas bort för att jonisera syre och kväve kommer från 2p-bana, men en kväveatom har tre elektroner i sin orbital (stabil), medan en syreatom har 4 elektroner i 2p-omloppet (mindre stabil).

Ionisering Energitendenser i det periodiska systemet

Ioniseringsenergier ökar rörelsen från vänster till höger över en period (minskande atomradie). Joniseringsenergi minskar när man rör sig nedåt i en grupp (ökar atomradie).

Grupp I-element har låg joniseringsenergi eftersom förlusten av en elektron bildar en stabil oktett. Det blir svårare att ta bort en elektron när atomradien minskar eftersom elektronerna i allmänhet är närmare kärnan, vilket också är mer positivt laddat. Det högsta joniseringsenergivärdet under en period är dess ädla gas.

Villkor relaterade till ioniseringsenergi

Frasen "joniseringsenergi" används när man diskuterar atomer eller molekyler i gasfasen. Det finns analoga termer för andra system.

Arbetsfunktion - Arbetsfunktionen är den minsta energin som behövs för att ta bort en elektron från ytan på ett fast ämne.

Elektronbindande energi - Elektronbindande energi är en mer generisk term för joniseringsenergi för alla kemiska arter. Det används ofta för att jämföra energivärden som behövs för att ta bort elektroner från neutrala atomer, atomjoner och polyatomiska joner.

Ionisering Energi mot elektronaffinitet

En annan trend som ses i det periodiska systemet är elektronaffinitet. Elektronaffinitet är ett mått på energin som frigörs när en neutral atom i gasfasen får en elektron och bildar en negativt laddad jon (anjon). Medan joniseringsenergier kan mätas med stor precision är elektronaffiniteter inte lika lätta att mäta. Trenden att få en elektron ökar flyttningen från vänster till höger över en period i det periodiska systemet och minskar flyttningen från topp till botten ned en elementgrupp.

Orsakerna till att elektronaffinitet vanligtvis blir mindre flyttar sig nedför bordet beror på att varje ny period lägger till en ny elektronbana. Valenselektronen tillbringar mer tid längre från kärnan. När du flyttar ner det periodiska systemet har en atom fler elektroner. Avstötning mellan elektronerna gör det lättare att ta bort en elektron eller svårare att lägga till en.

Elektronaffiniteter är mindre värden än joniseringsenergier. Detta sätter trenden i elektronaffinitet som rör sig över en period i perspektiv. I stället för en nettofrigörelse av energi när en elektron är förstärkning kräver en stabil atom som helium faktiskt energi för att tvinga jonisering. En halogen, som fluor, accepterar lätt en annan elektron.