IONISERINGSENERGI: POTENTIAL, METODER FÖR BESTÄMNING - FYSISK - 2025

Den joniseringsenergi avser den minsta mängd energi, vanligen uttryckt i enheter av kilojoule per mol (kJ / mol), som krävs för att producera den frigöring av en elektron som ligger i en atom i den gasfas som är i sitt tillstånd grundläggande.

Det gasformiga tillståndet hänvisar till tillståndet i vilket det är fritt från det inflytande som andra atomer kan utöva på sig själva, liksom alla intermolekylära interaktioner. Storleken på joniseringsenergin är en parameter för att beskriva den kraft som en elektron binder till den atom som den är en del av.

Första joniseringsenergin

Med andra ord, ju större mängd joniseringsenergi som krävs, desto svårare blir det att ta bort elektronen i fråga.

Ioniseringspotential

Joniseringspotentialen för en atom eller molekyl definieras som den minsta mängden energi som måste appliceras för att orsaka frigöring av en elektron från atomens yttersta skal i dess marktillstånd och med en neutral laddning; det vill säga joniseringsenergin.

Det bör noteras att när man talar om joniseringspotential, används en term som har fallit i användning. Detta beror på att bestämningen av den här egenskapen tidigare baserades på användningen av en elektrostatisk potential till provet av intresse.

Genom att använda denna elektrostatiska potential hände två saker: joniseringen av den kemiska arten och accelerationen av processen för att tappa bort elektron som det var önskvärt att ta bort.

Så när man börjar använda spektroskopiska tekniker för att bestämma det har termen "joniseringspotential" ersatts med "joniseringsenergi."

På samma sätt är det känt att de kemiska egenskaperna hos atomer bestäms av konfigurationen av elektronerna som finns i den yttersta energinivån i dessa atomer. Så, joniseringsenergin för dessa arter är direkt relaterad till stabiliteten hos deras valenselektroner.

Metoder för bestämning av joniseringsenergi

Som tidigare nämnts ges metoderna för bestämning av joniseringsenergi huvudsakligen genom fotoemissionsprocesser, vilka är baserade på bestämningen av energin som avges av elektroner som en följd av appliceringen av den fotoelektriska effekten.

Även om det kan sägas att atomspektroskopi är den mest omedelbara metoden för att bestämma joniseringsenergin i ett prov, finns det också fotoelektronspektroskopi, i vilken energierna med vilka elektroner är bundna till atomer mäts.

I detta avseende är ultraviolett fotoelektronspektroskopi - även känd som UPS för dess akronym på engelska - en teknik som använder excitation av atomer eller molekyler genom applicering av ultraviolett strålning.

Detta görs för att analysera de energiska övergångarna av de yttersta elektronerna i de studerade kemiska arterna och egenskaperna för bindningarna de bildar.

Röntgenfotoelektronspektroskopi och extrem ultraviolett strålning är också kända, som använder samma princip som tidigare beskrivits med skillnader i den typ av strålning som påverkas av provet, hastigheten med vilken elektronerna förvisas och upplösningen erhålles.

Första joniseringsenergin

När det gäller atomer som har mer än en elektron på sin yttersta nivå - det är så kallade polyelektroniska atomer - värdet på den energi som är nödvändig för att ta bort den första elektronen från atomen som är i dess grundtillstånd ges av följande ekvation:

Energi + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" symboliserar en atom i vilket element som helst och den fristående elektron representeras som "e ^- ". Således erhålles den första joniseringsenergin, kallad "I ₁ ".

Som framgår sker en endotermisk reaktion, eftersom energi tillförs till atomen för att erhålla en elektron som läggs till katjonen i det elementet.

På samma sätt ökar värdet på den första joniseringsenergin för de element som är närvarande i samma period proportionellt med ökningen av deras atomantal.

Detta innebär att det minskar från höger till vänster under en period och från topp till botten i samma grupp i det periodiska systemet.

I denna mening har ädla gaser stora magneter i sina joniseringsenergier, medan elementen som tillhör alkali- och jordalkalimetallerna har låga värden på denna energi.

Andra joniseringsenergin

På samma sätt, genom att ta bort en andra elektron från samma atom, erhålls den andra joniseringsenergin, symboliserad som "I ₂ ".

Energi + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Samma schema följs för de andra joniseringsenergierna när man startar följande elektroner, medvetet om att, följt av frikopplingen av elektronen från en atom i dess marktillstånd, minskar den avvisande effekten som finns mellan de återstående elektronerna.

Eftersom egenskapen kallad "kärnladdning" förblir konstant krävs en större mängd energi för att ta bort en annan elektron av den joniska arten som har den positiva laddningen. Så joniseringsenergierna ökar, som ses nedan:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Slutligen, utöver effekten av kärnkraftsladdningen, påverkas joniseringsenergierna av den elektroniska konfigurationen (antalet elektroner i valensskalet, typen av orbital upptagen, etc.) och den effektiva kärnladdningen för den elektron som ska frigöras.

På grund av detta fenomen har de flesta molekyler av organisk natur höga joniseringsenergivärden.

referenser

1. Chang, R. (2007). Kemi, nionde upplagan. Mexiko: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (Sf). Joniseringsenergi. Återställs från en.wikipedia.org
3. Hyperphysics. (Sf). Ioniseringsenergier. Hämtad från hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH och Franklin, JL (2013). Elektronpåverkande fenomen: Och egenskaperna hos gasformiga joner. Återställs från books.google.co.ve
5. Carey, FA (2012). Avancerad organisk kemi: Del A: Struktur och mekanismer. Erhålls från books.google.co.ve