İyonlaşma Enerjisi Neyi Ölçer?

İyonlaşma enerjisi hem kimyada hem de fizikte önemli bir kavramdır, ancak anlaşılması güçtür. Anlam, atomların yapısının bazı ayrıntılarına ve özellikle elektronların farklı elementlerde merkezi çekirdeğe ne kadar güçlü bağlandığına değinir. Kısacası iyonlaşma enerjisi, bir elektronu atomdan uzaklaştırmak ve onu net yüklü bir atom olan bir iyona dönüştürmek için ne kadar enerji gerektiğini ölçer.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

İyonlaşma enerjisi, bir elektronu bir atom etrafındaki yörüngesinden çıkarmak için gereken enerji miktarını ölçer. En zayıf bağlı elektronu uzaklaştırmak için gereken enerji birinci iyonlaşma enerjisidir. Bir sonraki en zayıf bağlı elektronu çıkarmak için gereken enerji, ikinci iyonlaşma enerjisidir ve bu böyle devam eder.

Genel olarak, periyodik tabloda soldan sağa veya aşağıdan yukarıya doğru gidildikçe iyonlaşma enerjisi artar. Bununla birlikte, belirli enerjiler farklılık gösterebilir, bu nedenle herhangi bir belirli element için iyonlaşma enerjisine bakmalısınız.

Elektronlar, herhangi bir atomda merkezi çekirdeğin etrafında belirli "orbitalleri" işgal eder. Bunları, gezegenlerin güneşi nasıl yörüngeye soktuğuna benzer şekilde yörüngeler olarak düşünebilirsiniz. Bir atomda, negatif yüklü elektronlar, pozitif yüklü protonlara çekilir. Bu çekim atomu bir arada tutar.

Bir elektronu yörüngesinden çıkarmak için çekim enerjisinin üstesinden gelmek zorundadır. İyonlaşma enerjisi, elektronu atomdan tamamen uzaklaştırmak için gereken enerji miktarı ve çekirdekteki protonlara olan çekimi için kullanılan terimdir. Teknik olarak hidrojenden daha ağır elementler için birçok farklı iyonlaşma enerjisi vardır. En zayıf şekilde çekilen elektronu uzaklaştırmak için gereken enerji birinci iyonlaşma enerjisidir. Bir sonraki en zayıf şekilde çekilen elektronu uzaklaştırmak için gereken enerji, ikinci iyonlaşma enerjisidir ve bu böyle devam eder.

İyonizasyon enerjileri ya kJ/mol (mol başına kilojoule) ya da eV (elektron-volt) olarak ölçülür. birincisi kimyada tercih edilir ve ikincisi tek atomlarla uğraşırken tercih edilir. fizik.

İyonlaşma enerjisi birkaç farklı faktöre bağlıdır. Genel olarak, çekirdekte daha fazla proton olduğunda iyonlaşma enerjisi artar. Bu mantıklı çünkü elektronları çeken daha fazla protonla, çekimin üstesinden gelmek için gereken enerji artar. Diğer faktör, en dıştaki elektronların bulunduğu kabuğun tamamen elektronlarla dolu olup olmadığıdır. Dolu bir kabuk - örneğin, helyumda her iki elektronu da içeren kabuk - düzen daha kararlı olduğu için elektronları kısmen doldurulmuş bir kabuktan çıkarmak daha zordur. Bir dış kabukta bir elektron bulunan tam bir kabuk varsa, tam kabuktaki elektronlar, dış kabuktaki elektronu "koruur". çekirdekten gelen çekici kuvvetin bir kısmından dış kabuk ve böylece dış kabuktaki elektron daha az enerji alır. Kaldır.

Periyodik tablo, elementleri artan atom numarasına göre düzenler ve yapısı elektronların kapladığı kabuklar ve yörüngelerle yakın bir bağlantıya sahiptir. Bu, hangi elementlerin diğer elementlerden daha yüksek iyonlaşma enerjilerine sahip olduğunu tahmin etmenin kolay bir yolunu sağlar. Genel olarak, periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe iyonlaşma enerjisi artar çünkü çekirdekteki proton sayısı artar. İyonlaşma enerjisi de tablonun alt satırından üst sırasına doğru gidildikçe artar. alt sıralardaki elementler, dış elektronları merkezdeki yükten koruyan daha fazla elektrona sahiptir. çekirdek. Yine de bu kuraldan bazı sapmalar vardır, bu nedenle bir atomun iyonlaşma enerjisini bulmanın en iyi yolu, onu bir tabloya bakmaktır.

İyon, proton ve elektron sayısı arasındaki denge bozulduğu için net yükü olan bir atomdur. Bir element iyonlaştırıldığında elektron sayısı azalır, bu nedenle fazla proton ve net pozitif yük kalır. Pozitif yüklü iyonlara katyon denir. Sofra tuzu (sodyum klorür), iyonizasyon enerjisi veren bir işlemle bir elektronu uzaklaştırılmış sodyum atomunun katyon versiyonunu içeren iyonik bir bileşiktir. Fazladan bir elektron kazandıkları için aynı tip iyonizasyon tarafından oluşturulmamalarına rağmen, negatif yüklü iyonlara anyon denir.