Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Vad är joniseringsenergi?
- Ioniseringsenergi och det periodiska systemet
- Jämförelse av joniseringsenergier
När det gäller kemi är det svårt att föreställa sig en mer bekant bild än en tätt packad kärna av protoner och neutroner omgiven av elektroner i deras orbitaler. Om du behöver jämföra joniseringsenergier för olika element, är denna förståelse av strukturen hos en atom en bra utgångspunkt.
TL; DR (för lång; läste inte)
Mängden energi som krävs för att förlora en elektron från en mol gasfasatomer kallas en element joniseringsenergi. När man tittar på en periodisk tabell sjunker joniseringsenergin vanligtvis från toppen till botten av diagrammet och ökar från vänster till höger om diagrammet.
Vad är joniseringsenergi?
För vilken atom som helst är joniseringsenergi (ibland kallad joniseringspotential) den mängd energi som behövs för att tappa en elektron från en mol gasfasatomer. Avlägsnandet av en elektron från en neutral atom ger dig en positivt laddad jon av elementet, kallad en katjon, plus den förlorade elektronen.
Många element kan förlora mer än en elektron, så bildningen av en 1+ katjon är faktiskt första joniseringsenergi medan efterföljande elektronförluster bildar en 2+ katjon eller en 3+ katjon (eller mer) och är andra joniseringsenergi och tredje joniseringsenergi, respektive.
Första joniseringsenergin tar bort den lösaste elektronen från den neutrala atomen, och antalet protoner som utövar en attraktiv kraft på de återstående elektronerna förändras inte. Detta innebär att det är svårare att ta bort en andra elektron och kräva mer energi. Därför kommer den andra joniseringsenergin alltid att vara större än den första joniseringsenergin. Forskare uttrycker joniseringsenergi i joule eller elektron volt.
Ioniseringsenergi och det periodiska systemet
Det är möjligt att titta på periodiska tabeller och märka joniseringsenergitrender. I allmänhet minskar joniseringsenergin alltid när du rör dig från toppen av diagrammet till botten av diagrammet och ökar när du rör dig från vänster sida av diagrammet till höger om diagrammet. Detta betyder att elementet helium (He), som är det översta elementet längst till höger på det periodiska bordet, har en mycket högre joniseringsenergi än elementet francium (Fr), som sitter längst ner i den första kolumnen på vänster sida av det periodiska systemet.
Skälen bakom dessa trender är enkla. Elementen nära botten av det periodiska systemet har ett större antal orbitaler. Detta innebär att de yttersta elektronema är längre bort från kärnan och därför lättare att förlora, vilket resulterar i en lägre joniseringsenergi. Elementen på vänster sida av det periodiska systemet är också lite lättare att förlora eftersom dessa element har färre protoner. Till exempel innehåller väte (H) längst till vänster på det periodiska systemet endast en proton medan helium (He) längst till höger på det periodiska systemet innehåller två protoner. Denna andra proton ökar den attraktiva kraften som håller fast i heliums elektroner, så joniseringsenergin är högre.
Jämförelse av joniseringsenergier
Att förstå joniseringsenergi är viktigt eftersom det återspeglar en förmåga att delta i vissa kemiska reaktioner eller bilda vissa föreningar. Om du måste bestämma vilket element från en lista som har den högsta joniseringsenergin, hitta elementens placeringar på det periodiska systemet. Kom ihåg att element nära toppen av det periodiska systemet och längre till höger om det periodiska systemet har högre joniseringsenergier. Du kan enkelt hitta periodiska tabeller som visar de enskilda joniseringsenergierna för varje element för att hjälpa dig i den här uppgiften.