Energia de ionizare a unui atom

Energia de ionizare este principala caracteristică a atomului. Aceasta determină natura și puterea legături chimice, care sunt capabile să formeze un atom. Proprietățile de reducere ale unei substanțe (simple) depind, de asemenea, de această caracteristică.

Conceptul de „energia de ionizare“ este uneori înlocuit cu termenul „primul ionizare potential» (I1), ceea ce înseamnă că foarte puțină energie, ceea ce este necesar pentru a se asigura că electronul este îndepărtat de atomul liber, atunci când este într-o astfel de stare de energie, care este numit de jos.

În particular, pentru un atom de hidrogen, la fel este energia necesară pentru a detașa un electron de un proton. Pentru atomii cu mai mulți electroni există conceptul de al doilea, al treilea, etc. potențiale de ionizare.

Energia ionizării atom de hidrogen - este suma dintre care una este energia unui electron, iar cealaltă - energie potențială sistem.

Energia chimică a atomului de hidrogen este notată «Ea» simbol, iar suma energiei potențiale a sistemului, iar energia electronilor poate fi exprimată prin formula: Ea = E + T = -Z.e / 2.R.

Această expresie arată că stabilitatea sistemului este direct legată de încărcarea nucleului și de distanța dintre el și electron. Este mai mic această distanță, cu atât mai mare taxa pe nucleu, cu atât mai mult ele sunt trase, sistemul mai stabil și mai stabil, mai multă energie trebuie să fie cheltuite la rupere acea conexiune.

Evident, în ceea ce privește cantitatea de energie consumată pentru ruperea conexiunii, se poate compara stabilitatea sistemelor: cu cât este mai multă energie, cu atât sistemul este mai stabil.

Energia de ionizare a unui atom - (o forță care este necesară pentru ruperea legăturilor într-un atom de hidrogen) a fost calculată experimental. Astăzi valoarea sa este cunoscută exact: 13,6 eV (electron volți). Cercetările ulterioare, de asemenea, prin intermediul unei serii de experimente au putut calcula energia necesară pentru a fractura atom datorat - sisteme de electroni care conțin un singur electron și un nucleu de încărcare, de două ori sarcina atomului de hidrogen. Sa stabilit experimental că în acest caz sunt necesare 54,4 eV.

Legile cunoscute electrostatice stipulează că energia de ionizare necesară pentru a rupe legătura dintre tarifele opusuri (Z și e), cu condiția ca acestea să fie situate la o distanță R, este fixă ​​(determinată) în ecuația: T = Z.e / R.

O astfel de energie este proporțională cu mărimea tarifelor și, prin urmare, este invers proporțională cu distanța. Acest lucru este destul de natural: cu cât încărcăturile sunt mai puternice, cu atât mai puternice sunt forțele care le conectează, cu atât mai puternic este efortul de a desface legătura dintre ele. Același lucru este valabil și pentru distanța: cu cât este mai mică, cu atât energia ionizată este mai puternică, cu atât mai multe furci trebuie aplicate pentru a rupe conexiunea.

Acest raționament explică de ce sistemul atomilor cu o încărcătură nucleară puternică este mai stabil și are nevoie de mai multă energie pentru a detașa electronul.

Urmează imediat întrebarea: "Dacă încărcătura nucleară doar de două ori mai puternică, de ce energia de ionizare necesară detașării electronice nu este mărită de două, ci de patru ori? De ce este egal cu dublul sarcinii luate în pătrat (54,4 / 13,6 = 4)? ".

Această contradicție este explicată foarte simplu. Dacă încărcăturile Z și e din sistem sunt relativ într-o stare mutuală de imobilitate, atunci energia (T) este proporțională cu sarcina Z și crește proporțional.

Dar, într-un sistem în care electronic de încărcare e kernel-ul face ture cu o taxa Z, și Z este amplificată raza proporțional redusă de rotație R: electroni este mai puternic atras de miez.

Concluzia este evidentă. acte energetice ionizarea privind sarcina nucleară, o distanță (raza) de la nucleul la cel mai înalt punct al densității de încărcare de electroni la o forță exterioară repulsiei dintre electroni și exterior măsură de electroni capacitatea de permeație.