İyonlaşma enerjisi: Potansiyel, tayin yöntemleri
İyonlaşma enerjisi, halihazırda bulunan bir gaz içinde bulunan bir elektronun ayrılmasını üretmek için gerekli olan, genellikle mol başına kilojoule (kJ / mol) cinsinden ifade edilen minimum enerji miktarını ifade eder. temel.
Gaz halindeki durum, herhangi bir moleküller arası etkileşimin atıldığı gibi, diğer atomların kendilerine uygulayabileceği etkisinden arınmış olduğu durumu ifade eder. İyonlaşma enerjisinin büyüklüğü, bir elektronun bir parçası olduğu atomuna bağlandığı kuvveti tanımlayan bir parametredir.
Başka bir deyişle, ihtiyaç duyulan iyonlaşma enerjisi miktarı arttıkça, söz konusu elektronun ayrılması daha karmaşık olacaktır.
İyonlaşma potansiyeli
Bir atomun veya molekülün iyonlaşma potansiyeli, bir elektronun atomunun en dış tabakasından zemin durumunda ve nötr bir yükte ayrılmasını sağlamak için uygulanması gereken minimum enerji miktarı olarak tanımlanır; yani iyonlaşma enerjisi.
İyonlaşma potansiyelinden bahsederken, kullanılmayan bir terimin kullanıldığı belirtilmelidir. Bunun nedeni, daha önce bu özelliğin belirlenmesinin ilgilenilen örnek için elektrostatik potansiyel kullanımına dayanmasıydı.
Bu elektrostatik potansiyeli kullanarak, iki şey meydana geldi: kimyasal türlerin iyonlaşması ve çıkarmak istediği elektronun ayrılma işleminin hızlandırılması.
Bu yüzden tayini için spektroskopik teknikleri kullanmaya başladığında, "iyonlaşma potansiyeli" terimi "iyonlaşma enerjisi" ile değiştirildi.
Ayrıca, atomların kimyasal özelliklerinin, bu atomlarda en dış enerji seviyesinde bulunan elektronların konfigürasyonuyla belirlendiği bilinmektedir. Daha sonra, bu türlerin iyonlaşma enerjisi doğrudan değerlik elektronlarının kararlılığı ile doğrudan ilgilidir.
İyonlaşma enerjisini belirleme yöntemleri
Daha önce belirtildiği gibi, iyonlaşma enerjisini belirleme yöntemleri, esas olarak fotoelektrik etkinin uygulanmasının bir sonucu olarak elektronlar tarafından yayılan enerjinin belirlenmesine dayanan foto emisyon işlemleri ile verilmektedir.
Bir numunenin iyonlaşma enerjisinin belirlenmesinde en hızlı yöntem olan atomik spektroskopinin olduğu söylenebilse de, elektronların atomlara bağlandığı enerjilerin ölçüldüğü fotoelektronik spektroskopiye de sahibiz.
Bu anlamda, ultraviyole fotoelektron spektroskopisi (İngilizce olarak kısaltması için UPS olarak da bilinir), ultraviyole ışınımının uygulanması yoluyla atomların veya moleküllerin uyarılmasını kullanan bir tekniktir.
Bu, incelenen kimyasal türlerdeki çoğu dış elektronun enerji geçişlerini ve oluşturdukları bağların özelliklerini analiz etmek için yapılır.
Yukarıda tarif edilenle aynı prensibi kullanan, numuneye uygulanan radyasyon tipindeki farklılıklar, elektronların atılma hızı ve çözünürlük gibi farklılıklar içeren X-ışını fotoelektron spektroskopisi ve aşırı ultraviyole radyasyonu da bilinmektedir. elde edilmiştir.
İlk iyonlaşma enerjisi
En üst seviyelerinde birden fazla elektrona sahip olan atomlar söz konusu olduğunda, polielektronik atomlar denir - atomun ilk elektronunu başlatmak için gerekli olan enerjinin değeri, temel durumda olan atom tarafından verilir. aşağıdaki denklem:
Enerji + A (g) → A + (g) + e-
"A", herhangi bir elementin atomunu sembolize eder ve ayrılan elektron, "e-" olarak temsil edilir. Bu, "I 1 " olarak adlandırılan ilk iyonlaşma enerjisiyle sonuçlanır.
Görülebildiği gibi, endotermik bir reaksiyon gerçekleştirilir, çünkü atom bu elementin katyonuna eklenen bir elektron elde etmek için enerji ile beslenir.
Aynı şekilde, aynı dönemde mevcut olan elementlerin ilk iyonlaşma enerjisinin değeri, atom sayısındaki artışla orantılı olarak artar.
Bu, periyodik tablonun aynı grubunda, bir dönemde sağdan sola ve yukarıdan aşağıya doğru azaldığı anlamına gelir.
Bu anlamda, soy gazlar iyonlaşma enerjilerinde yüksek büyüklüklere sahipken, alkali ve alkalin toprak metallerine ait elementler bu enerjinin düşük değerlerine sahiptir.
İkinci iyonlaşma enerjisi
Aynı şekilde, aynı atomdan ikinci bir elektron başlatıldığında, ikinci iyonlaşma enerjisi " 1-2 " olarak sembolize edilir.
Enerji + A + (g) → A2 + (g) + e-
Aşağıdaki elektronlara başlarken diğer iyonizasyon enerjileri için de aynı şema izlenir, elektronun bir atomdan temel durumunda ayrılmasının ardından, kalan elektronlar arasındaki itici etkinin azaldığını bilerek.
"Nükleer yük" adı verilen özellik sabit kaldığından, iyonik türlerin pozitif yüke sahip olan başka bir elektronunu başlatmak için daha fazla enerji gerekir. Böylece iyonlaşma enerjileri, aşağıda görüldüğü gibi artar:
I 1 <I 2 <I 3 <... <Ben
Son olarak, nükleer yükün etkisine ek olarak, iyonlaşma enerjileri elektronik konfigürasyondan (değer kabuğundaki elektronların sayısı, işgal edilen yörünge türü vb.) Ve ayrılacak elektronun etkin nükleer yükünden etkilenir.
Bu fenomen nedeniyle, organik yapıdaki moleküllerin çoğu iyonlaşma enerjisinde yüksek değerlere sahiptir.
