Енергија јонизације је та енергије потребан за уклањање ан електрон од гасовитиатом или јона. Прва или почетна енергија јонизације или Еја атома или молекул је енергија потребна за уклањање једне кртица електрона из једног мола изолованих атома гасова или јона.
Можеш помислити енергија јонизације као мера тежине уклањања електрона или снаге којом се електрон веже. Што је већа енергија јонизације, то је теже уклонити електрон. Стога је енергија јонизације индикатор реактивности. Енергија јонизације је важна, јер се може користити за предвиђање снаге хемијских веза.
Такође познат као: јонски потенцијал, ИЕ, ИП, ΔХ °
Јединице: Енергија јонизације исказана је у јединицама килоџула по молу (кЈ / мол) или електронским волтима (еВ).
Тренд енергије јонизације у периодичној табели
Јонизација, заједно са атомском и јонски радијус, електронегативност, афинитет електрона и металност, прате тренд периодичне табеле елемената.
- Енергија јонизације опћенито се повећава премјештајући се с лијева на десно кроз елементски период (ред). То је зато што се атомски радијус углавном смањује крећући се током одређеног периода, тако да је већа ефективна привлачност између негативно наелектрисаних електрона и позитивно набијеног језгра. Ионизација је на најмањој вредности за алкални метал са леве стране стола и максималну за племенити гас на крајњој десној страни периода. Племенити гас има испуњену валентну љуску, тако да одолијева уклањању електрона.
- Ионизацијом се смањује кретање од врха ка дну доле групе елемената (колона). То је зато што се главни квантни број најудаљенијег електрона повећава кретањем низ групу. Постоји више протона у атомима који се крећу низ групу (већи позитивни набој), али ефекат је да се привуче љуске електрона, чинећи их мањим и испитујући спољне електроне од привлачне силе језгро. Додаје се више електронских љуски које се крећу низ групу, тако да најудаљенији електрон постаје све удаљенији од језгра.
Прва, друга и следећа енергија јонизације
Енергија потребна за уклањање крајњег Валенца електрона из неутралног атома је прва енергија јонизације. Друга енергија јонизације је та која је потребна за уклањање следећег електрона и тако даље. Друга енергија јонизације увек је већа од прве енергије јонизације. Узмимо, на пример, атом алкалног метала. Уклањање првог електрона је релативно лако, јер његов губитак даје атому стабилну љуску електрона. Уклањање другог електрона укључује нову електронску љуску која је ближе и чвршће везана за атомско језгро.
Прва енергија јонизације водоника може се представити следећом једначином:
Х (г) → Х+(г) + е-
ΔХ° = -1312,0 кЈ / мол
Изузеци од енергетског тренда јонизације
Ако погледате графикон првих енергија јонизације, две изузетке од тренда су лако уочљиве. Прва енергија јонизације бора је мања од енергије берилијума, а прва јонизациона енергија кисеоника мања од енергије азота.
Разлог за одступање је због електронске конфигурације ових елемената и Хундовог правила. За берилијум, први потенцијални јонизациони електрон долази из 2с орбитална, мада јонизација бора укључује 2п електрон. И за азот и за кисеоник, електрон долази из 2п орбитална, али центрифуга је иста за све 2п азонских електрона, док у једном од два постоји скуп упарених електронап кисеоничке орбите.
Кључне тачке
- Енергија јонизације је минимална енергија потребна за уклањање електрона из атома или јона у гасној фази.
- Најчешће јединице енергије за ионизацију су килоџуле по молу (кЈ / М) или електронски волти (еВ).
- Енергија јонизације показује периодичност на периодичној табели.
- Општи тренд је да се енергија ионизације повећава прелазећи са леве на десно током периода једног елемента. Крећући се лево надесно током одређеног периода, атомски радијус опада, па електроне привлачи више (ближе) језгро.
- Општи тренд је да се енергија ионизације смањује прелазећи од врха према дну групе периодичних табела. Крећући се низ групу додаје се валентна шкољка. Спољни електрони су даље од позитивно набијеног језгра, па их је лакше уклонити.
Референце
- Ф. Алберт Цоттон и Геоффреи Вилкинсон, Напредна неорганска хемија (5. изд., Јохн Вилеи 1988) стр.1381.
- Ланг, Петер Ф.; Смитх, Барри Ц. "Ионизирајуће енергије атома и атомског јона". Јнаш хемијски образовање. 80 (8).