Definition und Trend der Ionisierungsenergie

Ionisierungsenergie ist die Energie erforderlich, um eine zu entfernen Elektron von einem gasförmigAtom oder Ion. Die erste oder anfängliche Ionisierungsenergie oder E._ich eines Atoms oder Molekül ist die Energie, die benötigt wird, um eine zu entfernen Maulwurf von Elektronen aus einem Mol isolierter gasförmiger Atome oder Ionen.

Sie können daran denken Ionisationsenergie als Maß für die Schwierigkeit, Elektronen zu entfernen, oder die Stärke, mit der ein Elektron gebunden wird. Je höher die Ionisierungsenergie ist, desto schwieriger ist es, ein Elektron zu entfernen. Daher ist die Ionisierungsenergie ein Indikator für die Reaktivität. Die Ionisierungsenergie ist wichtig, da sie zur Vorhersage der Stärke chemischer Bindungen verwendet werden kann.

Auch bekannt als: Ionisationspotential, IE, IP, ΔH °

Einheiten: Die Ionisierungsenergie wird in Einheiten von Kilojoule pro Mol (kJ / mol) oder Elektronenvolt (eV) angegeben.

Ionisation zusammen mit atomarer und

• Die Ionisierungsenergie nimmt im Allgemeinen über eine Elementperiode (Reihe) von links nach rechts zu. Dies liegt daran, dass der Atomradius im Allgemeinen über eine Periode hinweg abnimmt, so dass eine größere effektive Anziehungskraft zwischen den negativ geladenen Elektronen und dem positiv geladenen Kern besteht. Die Ionisation hat ihren minimalen Wert für das Alkalimetall auf der linken Seite des Tisches und einen maximalen Wert für das Edelgas ganz rechts in einer Periode. Das Edelgas hat eine gefüllte Valenzschale und widersteht so der Elektronenentfernung.
• Die Ionisierung nimmt ab, wenn eine Elementgruppe (Spalte) von oben nach unten verschoben wird. Dies liegt daran, dass die Hauptquantenzahl des äußersten Elektrons in einer Gruppe zunimmt. Es gibt mehr Protonen in Atomen, die sich in einer Gruppe nach unten bewegen (größere positive Ladung) die Elektronenschalen, die sie kleiner machen und äußere Elektronen von der Anziehungskraft der Elektronen abschirmen Kern. Es werden mehr Elektronenschalen hinzugefügt, die sich entlang einer Gruppe bewegen, so dass das äußerste Elektron zunehmend vom Kern entfernt wird.

Die Energie, die benötigt wird, um das Äußerste zu entfernen Valenzelektron von einem neutralen Atom ist die erste Ionisierungsenergie. Die zweite Ionisierungsenergie ist diejenige, die erforderlich ist, um das nächste Elektron zu entfernen, und so weiter. Die zweite Ionisierungsenergie ist immer höher als die erste Ionisierungsenergie. Nehmen Sie zum Beispiel ein Alkalimetallatom. Das Entfernen des ersten Elektrons ist relativ einfach, da sein Verlust dem Atom eine stabile Elektronenhülle verleiht. Das Entfernen des zweiten Elektrons beinhaltet eine neue Elektronenhülle, die näher und enger an den Atomkern gebunden ist.

Die erste Ionisierungsenergie von Wasserstoff kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

H (G) → H.⁺(G) + e^-

ΔH.° = -1312,0 kJ / mol

Wenn Sie sich ein Diagramm der ersten Ionisierungsenergien ansehen, sind zwei Ausnahmen vom Trend leicht zu erkennen. Die erste Ionisierungsenergie von Bor ist geringer als die von Beryllium und die erste Ionisierungsenergie von Sauerstoff ist geringer als die von Stickstoff.

Der Grund für die Diskrepanz liegt in der Elektronenkonfiguration dieser Elemente und der Hundschen Regel. Für Beryllium stammt das erste Ionisationspotentialelektron aus dem 2s Orbital, obwohl die Ionisierung von Bor eine 2 beinhaltetp Elektron. Sowohl für Stickstoff als auch für Sauerstoff kommt das Elektron von der 2p Orbital, aber der Spin ist für alle 2 gleichp Stickstoffelektronen, während sich in einem der beiden ein Satz gepaarter Elektronen befindetp Sauerstofforbitale.

• Die Ionisierungsenergie ist die minimale Energie, die erforderlich ist, um ein Elektron von einem Atom oder Ion in der Gasphase zu entfernen.
• Die gebräuchlichsten Einheiten der Ionisierungsenergie sind Kilojoule pro Mol (kJ / M) oder Elektronenvolt (eV).
• Die Ionisierungsenergie zeigt im Periodensystem Periodizität.
• Der allgemeine Trend geht dahin, dass die Ionisierungsenergie über eine Elementperiode von links nach rechts zunimmt. Wenn Sie sich über einen Zeitraum von links nach rechts bewegen, nimmt der Atomradius ab, sodass Elektronen stärker vom (näheren) Kern angezogen werden.
• Der allgemeine Trend geht dahin, dass die Ionisierungsenergie in einer Periodensystemgruppe von oben nach unten abnimmt. Wenn Sie eine Gruppe nach unten verschieben, wird eine Valenzschale hinzugefügt. Die äußersten Elektronen sind weiter vom positiv geladenen Kern entfernt, so dass sie leichter zu entfernen sind.

• F. F. Albert Cotton und Geoffrey Wilkinson, Fortgeschrittene Anorganische Chemie (5. Aufl., John Wiley 1988), S. 1381.
• Lang, Peter F.; Smith, Barry C. "Ionisierungsenergien von Atomen und Atomionen". J.Journal of Chemical Education. 80 (8).