Ionisatie-energie van de elementen

De ionisatieenergie, of ionisatiepotentieel, is de energie die nodig is om een elektron van een gasvormig atoom of ion. Hoe dichter en strakker een elektron bij de kernhoe moeilijker het zal zijn om te verwijderen en hoe hoger de ionisatie-energie zal zijn.

Belangrijkste punten: ionisatie-energie

Ionisatie-energie wordt gemeten in electronvolts (eV). Soms wordt de molaire ionisatie-energie uitgedrukt in J / mol.

De eerste ionisatie-energie is de energie die nodig is om één elektron uit het ouderatoom te verwijderen. De seconde

Er zijn een paar uitzonderingen. De eerste ionisatie-energie van boor is kleiner dan die van beryllium. De eerste ionisatie-energie van zuurstof is groter dan die van stikstof. De reden voor de uitzonderingen heeft te maken met hun elektronenconfiguraties. In beryllium komt het eerste elektron uit een 2s-baan, die twee elektronen kan bevatten zoals stabiel bij één. In boor wordt het eerste elektron verwijderd uit een orbitaal van 2p, dat stabiel is wanneer het drie of zes elektronen bevat.

Beide elektronen die zijn verwijderd om zuurstof en stikstof te ioniseren, komen uit de 2p-orbitaal, maar een stikstofatoom heeft dat wel drie elektronen in de p-orbitaal (stabiel), terwijl een zuurstofatoom 4 elektronen heeft in de 2p-orbitaal (minder stal).

Ionisatie-energieën verhogen de beweging van links naar rechts over een periode (afnemende atoomradius). Ionisatie-energie vermindert het naar beneden bewegen van een groep (toenemende atoomradius).

Elementen van groep I hebben een lage ionisatie-energie omdat het verlies van een elektron een stabiel octet. Het wordt moeilijker om een ​​elektron te verwijderen als de atomaire straal neemt af omdat de elektronen zich over het algemeen dichter bij de kern bevinden, die ook positiever is geladen. De hoogste ionisatie-energiewaarde in een periode is die van het edelgas.

De uitdrukking "ionisatie-energie" wordt gebruikt bij het bespreken van atomen of moleculen in de gasfase. Er zijn analoge termen voor andere systemen.

Werk functie - De werkfunctie is de minimale energie die nodig is om een ​​elektron van het oppervlak van een vaste stof te verwijderen.

Elektronenbindende energie - De elektronenbindende energie is een meer algemene term voor ionisatie-energie van elke chemische soort. Het wordt vaak gebruikt om energiewaarden te vergelijken die nodig zijn om elektronen te verwijderen uit neutrale atomen, atoomionen en Polyatomische ionen.

Een andere trend in het periodiek systeem is elektronenaffiniteit. Elektronenaffiniteit is een maat voor de energie die vrijkomt wanneer een neutraal atoom in de gasfase een elektron krijgt en een negatief geladen ion vormt (anion). Hoewel ionisatie-energieën met grote precisie kunnen worden gemeten, zijn elektronenaffiniteiten niet zo eenvoudig te meten. De trend om een ​​elektron te krijgen, neemt toe van links naar rechts over een periode in het periodiek systeem en neemt af van boven naar beneden in een elementgroep.

De redenen waarom elektronenaffiniteit doorgaans kleiner wordt naar beneden in de tabel, is omdat elke nieuwe periode een nieuwe elektronenorbit toevoegt. Het valentie-elektron brengt meer tijd verder van de kern door. Als je verder door het periodiek systeem gaat, heeft een atoom meer elektronen. Afstoting tussen de elektronen maakt het gemakkelijker om een ​​elektron te verwijderen of moeilijker om er een toe te voegen.

Elektronenaffiniteiten zijn kleinere waarden dan ionisatie-energieën. Dit plaatst de trend in elektronenaffiniteit die door een periode beweegt, in perspectief. In plaats van een netto-afgifte van energie wanneer een elektron aankomt, heeft een stabiel atoom zoals helium eigenlijk energie nodig om ionisatie te forceren. Een halogeen accepteert, net als fluor, gemakkelijk een ander elektron.