De ionisatieenergie verwijst naar de minimale hoeveelheid energie, normaal uitgedrukt in kilojoules per mol (kJ / mol), die nodig is om het loslaten van een elektron te produceren dat zich in een gasfaseatoom bevindt dat zich in de grondtoestand bevindt.
De gasvormige toestand verwijst naar de toestand waarin het vrij is van de invloed die andere atomen op zichzelf kunnen uitoefenen, en elke intermoleculaire interactie is uitgesloten. De grootte van ionisatie-energie is een parameter om de kracht te beschrijven waarmee een elektron zich bindt aan het atoom waarvan het deel uitmaakt..
Met andere woorden, hoe meer ionisatie-energie nodig is, hoe gecompliceerder het zal zijn om het betreffende elektron los te koppelen..
Artikel index
Het ionisatiepotentieel van een atoom of molecuul wordt gedefinieerd als de minimale hoeveelheid energie die moet worden toegepast om het losmaken van een elektron van de buitenste schil van het atoom in zijn grondtoestand en met een neutrale lading te veroorzaken; dat wil zeggen, de ionisatie-energie.
Opgemerkt moet worden dat wanneer we het hebben over ionisatiepotentieel, een term wordt gebruikt die in onbruik is geraakt. Dit komt doordat voorheen de bepaling van deze eigenschap was gebaseerd op het gebruik van een elektrostatische potentiaal voor het monster van interesse..
Door dit elektrostatische potentieel te gebruiken, gebeurden er twee dingen: de ionisatie van de chemische soort en de versnelling van het proces van het afstoten van het te verwijderen elektron..
Dus wanneer spectroscopische technieken worden gebruikt voor de bepaling ervan, is de term 'ionisatiepotentieel' vervangen door 'ionisatie-energie'..
Evenzo is bekend dat de chemische eigenschappen van atomen worden bepaald door de configuratie van de elektronen die aanwezig zijn op het buitenste energieniveau in deze atomen. De ionisatie-energie van deze soorten houdt dus rechtstreeks verband met de stabiliteit van hun valentie-elektronen.
Zoals eerder vermeld, worden de methoden om ionisatie-energie te bepalen voornamelijk gegeven door foto-emissieprocessen, die zijn gebaseerd op de bepaling van de energie die wordt uitgezonden door elektronen als gevolg van de toepassing van het foto-elektrisch effect..
Hoewel je zou kunnen zeggen dat atoomspectroscopie de meest directe methode is om de ionisatie-energie van een monster te bepalen, is er ook foto-elektronspectroscopie, waarbij de energieën worden gemeten waarmee elektronen aan atomen worden gebonden..
In die zin is ultraviolette foto-elektronspectroscopie - ook bekend als UPS vanwege het Engelse acroniem - een techniek die gebruikmaakt van de excitatie van atomen of moleculen door de toepassing van ultraviolette straling..
Dit wordt gedaan om de energetische overgangen van de buitenste elektronen in de bestudeerde chemische soort en de kenmerken van de bindingen die ze vormen te analyseren..
Röntgenfoto-elektronenspectroscopie en extreme ultraviolette straling zijn ook bekend, die hetzelfde principe gebruiken als eerder beschreven met verschillen in het type straling dat op het monster valt, de snelheid waarmee de elektronen worden verdreven en de verkregen resolutie.
In het geval van atomen die meer dan één elektron op hun buitenste niveau hebben, dat wil zeggen de zogenaamde polyelektronische atomen, wordt de waarde van de energie die nodig is om het eerste elektron uit het atoom in zijn grondtoestand te verwijderen, gegeven door de volgende vergelijking:
Energie + A (g) → A+(g) + e-
"A" symboliseert een atoom van een willekeurig element en het losgemaakte elektron wordt weergegeven als "e-Zo wordt de eerste ionisatie-energie verkregen, aangeduid als “I1.
Zoals te zien is, vindt er een endotherme reactie plaats, aangezien energie aan het atoom wordt geleverd om een elektron te verkrijgen dat wordt toegevoegd aan het kation van dat element..
Evenzo neemt de waarde van de eerste ionisatie-energie van de elementen die in dezelfde periode aanwezig zijn evenredig toe met de toename van hun atoomnummer..
Dit betekent dat het in een periode van rechts naar links afneemt, en van boven naar beneden in dezelfde groep van het periodiek systeem..
In die zin hebben edelgassen een hoge mate van ionisatie-energie, terwijl de elementen die tot de alkali- en aardalkalimetalen behoren een lage waarde van deze energie hebben..
Op dezelfde manier, wanneer een tweede elektron van hetzelfde atoom wordt verwijderd, wordt de tweede ionisatie-energie verkregen, gesymboliseerd als "Itwee.
Energie + A+(g) → Atwee+(g) + e-
Hetzelfde schema wordt gevolgd voor de andere ionisatie-energieën bij het starten van de volgende elektronen, wetende dat, gevolgd door het losmaken van het elektron van een atoom in zijn grondtoestand, het afstotende effect tussen de resterende elektronen afneemt..
Omdat de eigenschap "nucleaire lading" constant blijft, is er een grotere hoeveelheid energie nodig om een ander elektron van de ionische soort met de positieve lading af te scheuren. Dus de ionisatie-energieën nemen toe, zoals hieronder te zien is:
ik1 < Itwee < I3 <… < In
Ten slotte worden, naast het effect van de nucleaire lading, de ionisatie-energieën beïnvloed door de elektronische configuratie (aantal elektronen in de valentieschil, type orbitaal bezet, enz.) En de effectieve nucleaire lading van het af te werpen elektron..
Vanwege dit fenomeen hebben de meeste moleculen van organische aard hoge ionisatie-energiewaarden..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.