انرژی یونیزاسیون

مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از این اتم در حالت گازی و تبدیل آن به یون مثبت (کاتیون) درحالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می گویند.
M(g)+E۱---------->M+(g)+e-
E۱اولین انرژی یونش است. …

مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از این اتم در حالت گازی و تبدیل آن به یون مثبت (کاتیون) درحالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می گویند.

M(g)+E۱---------->M+(g)+e-

E۱اولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی را دومین انرژی یونش گویند.

M++E۲------->M۲++e-

و به همین صورت سومین، چهارمین، و ... انرژی یونش تعریف می شود.

عوامل موثر در مقدار انرژی یونش عبارتند از:

۱) n یا عددکوانتومی اصلی :هر چه nیبیشتر باشد،الکترون از هسته فاصله بیشتری داردو کمتر تحت تاثیربار مثبت هسته قرار میگیردولذا با انرژی کمتری خارج می شود.پس هر چه n بیش تر باشدانرژی یونش کمتر است.به عنوان مثال می توان در یک گروه تناوبی از بالا به پایینn افزایش مییابد پس انرژی یونیزاسیون کاهش می یابد.در گروه اول ،n برای لیتیم ۲،برای سدیم ،۳ ،برای پتاسیم ،۴ ،برای روبیدیم،۵ ،وبزای سزیم ،۶ ،است.در تمام گروهها چنین نظمی برقرار است.

۲) بارموثرهسته (B):جایی که n ثابت است،بار موثرهسته بیش ترین تاثیر را بر روی انرژی یونش دارد.به عنوان مثال در یک دوره تناوبی n، ثابت است. هر چه عدد اتمی بیشتر می شود،بار موثر هسته افزایش می یابد.هر چه بار موثر هسته بیش تر باشد،جدا کردن الکترون از هسته اتم مشکل تر و تیاز به انرژی بیشتری است.پس با افزایش بار موثر هسته ،انرژی یونیزاسیون افزایش می یابد.در یک دوره از جدول تناوبی ،از چپ به راست بار موثر هسته افزایش ودر نتیجه اترژی یونش افزایش می یابد.در جدول تناوبی مشاهده می شود که از چپ به راست بار موثر هسته و انرژی یونش افزایش می یابد اما دو مورد استثناء وجود دارد:

الف) بین گروههای دوم وسوم : چون بار موثرهسته بور ازبریلیم بیشتر است،پس انرژی یونیزاسیون بور از بریلیم باید بیش تر باشد که این طور نیست.

علت اینکه بریلیم دارای آرایش الکترونی ۱s۲۲s۲وبریلیم دارای آرایش الکترونی ۱s۲۲s۲۲p۱ است.یعنی در بریلیم الکترون از اوربیتال ۲s خارج می شود ولی در بور الکترون از اوربیتال ۲p خارج می شود.از آنجا که سطح انرژی اوربیتال ۲pاز بالاتر از اوربیتال ۲s ست،پس خارج کردن

الکترون از اوربیتال ۲p به انرژی کمتری نیاز دارد و انرژی یونش در مورد بور از بریلیم کمتر است . انرژی یونش دومی بور بیشتر از بریلیم است .می بینیم که در این مورد (یعنی انرژی یونش دومین ) استثنائ وجود ندارد.چون در هر دو مورد الکترون از اوربیتال ۲s خارج می شود.در مورد عناصر دوره سوم نیر چنین موردی بین عناصر آلومنیوم و منیزیم وجود دارد.

ب) بین گروههای پنجم و ششم :در دوره دوم تناوبی،بار موثر هسته O از N بیش تر است.پس باید انرژی یونیزاسیون Oاز N یش تر باشد.علت در نحوه آرایش الکترونی این دو عنصر است N دارای آرایش الکترونی نیمه پر است.ولی O حالت نیمه پر ندارد.آرایش های پر و نیمه پر از از بقیه آرایشها پایدارترند و جدا کردن الکترون از آنها به انرژی بیش تری نیاز دارد.در مورد عناصر دوره سوم یعنی گوگرد وفسفر نیز چنین حالتی وجود دارد.

انرژی یونش عناصر واسطه:

_در مورد عناصر واسطه نظمی که در مورد سایر عناصروجود دارد دیده نمی شود.تغییرات انرژی یونش در یک دوره عناصر واسطه چندان زیاد نیست.عواملی که در انرژی یونش عناصر واسطه تاثیر دارند،عبارتنداز:

الف) بار موثر هسته که قبلا نوضیح داده شد.

ب) اثر پوششی الکترونهای d:به عنوان مثال در دوره چهارم ،از اسکاندیم تا روی ،الکترونهای اوربیتال ۳d در حال افزایش است.هر چه تعداد این الکترونها بیش تر باشد ،بین الکترون اوربیتال ۴sو هسته مانع ایجاد می شودو مقدار انرژی یومش را کاهش می دهد .

ج) پر یا نیمه پر بودن اوربیتالها:ته عنوان مثال اتم ها با آرایش d۵s۲وd۱۰s۲نسبت به اتم های دیگر انرژی یونش بالاتری دارند.مثل منگنز وروی

_انرژی یونش همیشه مقدار ثابتی دارد.

_ارتباط بین اولین انرژی یونش ،دومین انرژی یونش ،و....به صورت زیر است.

انرژی اولین یونیزاسیون < انرژی دومین یونیزاسیون<و.........

راههای تعیین انرژی یونیزاسیون

۱) روش اسلیتر

۲) روش بورن _هابر

۳) استفاده از روش طیف سنجی

sciency.blogfa.com