Википедија

Енергија јонизације — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Ред 1:
{{short description|Минимална количина енергије потребна за уклањање електрона из атома или молекула у гасовитом стању}}
{{рут}}
[[File:First Ionization Energy.svg|thumb|350x350px|Трендови енергије јонизације приказани су као функција атомског броја. Енергија јонизације постепено се повећава од [[alkali metals|алкалних метала]] до [[noble gas|племенитих гасова]]. Максимална енергија јонизације такође се смањује од првог до последњег реда у датој колони, због све веће удаљености валентне електронске љуске од језгра.]]
{{short description|Minimum amount of energy required to remove an electron from an atom or molecule in the gaseous state}}
[[File:First Ionization Energy.svg|thumb|350x350px|Ionization energy trends plotted against the [[atomic number]]. The ionization energy gradually increases from the [[alkali metals]] to the [[noble gas]]es. The maximum ionization energy also decreases from the first to the last row in a given column, due to the increasing distance of the valence electron shell from the nucleus.]]
 
'''Енергија јонизације''' (''-{Ei}-'') је најмања количина [[Енергија|енергије]] коју је потребно довести једном [[атом]]у неког елемента да би он отпустио свој последњи, најслабије везани [[електрон]] са последњег [[Енергетски нивои|електронског нивоа]].<ref>Brady, J.E., Holum, J.R.,Chemistry. {{page1|location=|publisher=John Wiley & Sons|year=1993|isbn=978-0-471-59979-1|pages=}}</ref><ref name="Atkins7th">{{Atkins7th}}</ref><ref>{{Cite web|date=2013-10-02|title=Periodic Trends|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Modules_and_Websites_(Inorganic_Chemistry)/Descriptive_Chemistry/Periodic_Trends_of_Elemental_Properties/Periodic_Trends|access-date=2020-09-13|website=Chemistry LibreTexts|language=en}}</ref> ItТо isсе quantitativelyквантитативно expressed asизражава као:
: -{X(g)}- + energyенергија ⟶ -{X<sup>+</sup>(g) + e<sup>−</sup>}-
whereгде је X isбило anyкоји atomатом orили moleculeмолекул, X<sup>+</sup> isје theјон ionса withједним oneуклоњеним electron removedелектроном, andи -{e}-<sup>−</sup> isје theуклоњени removed electronелектрон.<ref name=Miessler>{{cite book |last1=Miessler |first1=Gary L. |last2=Tarr |first2=Donald A. |title=Inorganic Chemistry |date=1999 |publisher=Prentice Hall |isbn=0-13-841891-8 |page=41 |edition=2nd}}</ref> ThisОно isје generally anгенерално [[endothermic process|ендотерман процес]]. AsПо a ruleправилу, theшто closerсу theнајудаљенији outermostелектрони electrons to theближе [[atomic nucleus|nucleus of theјезгру atomатома]], theто higherје theвећа atom'sенергија ionizationјонизације energyатома.
 
TheФизичке sciencesи ofхемијске physicsнауке andкористе chemistryразличите useјединице differentза unitsенергију for ionization energyјонизације.<ref>{{cite web|url=https://www.britannica.com/science/ionization-energy|title=Ionization energy|others= The Editors of Encyclopædia Britannica |date=May 29, 2020|website=britannica.com|publisher=Encyclopædia Britannica|access-date=November 3, 2020}}</ref> InУ physicsфизици, theјединица unitје isколичина theенергије amountпотребна ofза energyуклањање requiredједног toелектрона removeиз aједног singleатома electronили from a single atom or moleculeмолекула, expressedизражена asкао [[electronvolt|електронволти]]s. InУ chemistryхемији, theјединица unitје isколичина theенергије amountпотребна ofда energyсви requiredатоми for all of the atoms in aу [[Mole (unit)|moleмолу]] ofсупстанце substanceизгубе toпо loseједан one electron eachелектрон: molarенергија ionizationмоларне energyјонизације orили approximatelyприближно [[enthalpyенталпија]], expressedизражена asу [[Joule#Multiples|kilojouleкилоџулима]]s perпо moleмолу (-{kJ/mol}-) orили [[Calorie|kilocaloriesкилокалоријама]] perпо mole (kcal/mol)молу.<ref>{{cite web|url=http://chemwiki.ucdavis.edu/Inorganic_Chemistry/Descriptive_Chemistry/Periodic_Table_of_the_Elements/Ionization_Energy|title=Ionization Energy|work = ChemWiki | publisher=University of California, Davis|date=2013-10-02}}</ref>
 
Енергија јонизације је веома важна мера реактивности одређеног [[Хемијски елемент|елемента]]. Вредност енергије јонизације дуж групе опада, што се објашњава порастом пречника атома и последичним падом јачине привлачних електростатичких сила између валентног електрона и језгра.<ref>{{cite web| date=January 15, 2018 | title=Chapter 9: Quantum Mechanics | url=http://faculty.chem.queensu.ca/people/faculty/mombourquette/FirstYrChem/Theory/ | access-date= October 31, 2020 | website= faculty.chem.queesu.ca | language=en}}</ref> Како су ове силе слабије, електрон се лакше отпушта, а побуђивање атома захтева мању количину енергије. Притом, прва енергија јонизације је најмања док је свака следећа значајно већа. У екстремним случајевима, друга енергија јонизације је и 1.000 пута већа од прве, као што је то случај код [[Алкални метали|алкалних метала]] где се након прве јонизације постиже стабилна [[електронска конфигурација]], са попуњеним октетом и јачим интраатомским силама између језгра и валентних електрона. Насупрот томе, енергија јонизације дуж периоде расте јер све већи број електрона у истом енергетском нивоу више интереагује са језгормјезгорoм и отежава отпуштање валентних електрона, тј потребно је довести све већу количину енергије да би се валентни електрон(и) отпусито и на тај начин постигао стабилну електронску конфигурацију.
 
Енергија јонизације -{''n''}--тог реда се односи на количину енергије неопходне да се уклони електрон из честице наелектрисања (-{''n''}--1). На пример, прве три енергије јонизације су дефинисане на следећи начин:
The ''n''th ionization energy refers to the amount of energy required to remove an electron from the species having a charge of (''n''-1). For example, the first three ionization energies are defined as follows:
:1st1. ionizationенергија energyјонизације isје theенергија energyкоја thatомогућава enables the reactionреакцију X ⟶ X<sup>+</sup> + -{e}-<sup>−</sup>
:2nd ionization energy2. isенергија theјонизације energyје thatенергија enablesкоја theомогућава reactionреакцију X<sup>+</sup> ⟶ X<sup>2+</sup> + -{e}-<sup>−</sup>
:3rd ionization energy3. isенергија theјонизације energyје thatенергија enablesкоја theомогућава reactionреакцију X<sup>2+</sup> ⟶ X<sup>3+</sup> + -{e}-<sup>−</sup>
 
The termТермин ''ionizationјонизациони potentialпотенцијал'' is anје olderстарији andи obsoleteзастарели termпојам<ref>{{Cite web|title=IUPAC - ionization potential (I03208)|url=http://goldbook.iupac.org/terms/view/I03208|access-date=2020-09-13|website=goldbook.iupac.org}}</ref> forза ionizationенергију energyјонизације,<ref>{{cite book |first1=F. Albert |last1=Cotton |author1-link=F. Albert Cotton |first2=Geoffrey |last2=Wilkinson |author2-link=Geoffrey Wilkinson |title=Advanced Inorganic Chemistry |edition=5th |publisher=John Wiley |date=1988 |page=1381 |isbn=0-471-84997-9}}</ref> becauseјер theсе oldestнајстарији methodметод ofмерења measuringенергије ionizationјонизације energyзаснивао wasна basedјонизовању onузорка ionizingи aубрзању sampleелектрона and accelerating the electron removed using anуклоњеног [[Particle accelerator#Electrostatic particle accelerators|electrostaticелектростатичким potentialпотенцијалом]].
 
Најзначајнији фактори који утичу на енергију јонизације укључују:
The most notable factors affecting the ionization energy include:
* Електронска конфигурација: она објашњава енергију јонизације већине елемената, јер се све њихове хемијске и физичке карактеристике могу утврдити само одређивањем њихове одговарајуће електронске конфигурације.
* Electron configuration: this accounts for most element's IE, as all of their chemical and physical characteristics can be ascertained just by determining their respective electron configuration.
* Нуклеарно наелектрисање: ако је нуклеарни набој ([[atomic number|атомски број]]) већи, језгро јаче држи електроне и отуда енергија јонизације постаје већа.
* Nuclear charge: if the nuclear charge ([[atomic number]]) is greater, the electrons are held more tightly by the nucleus and hence the ionization energy will be greater.
* Број [[electron shell|електронских омотача]]: ако је величина атома већа због присуства више љуски, језгро слабије држи електроне и енергија јонизације бива мања.
* Number of [[electron shell]]s: if the size of the atom is greater due to the presence of more shells, the electrons are held less tightly by the nucleus and the ionization energy will be lesser.
* [[Effective nuclear charge|Ефективни нуклеарни набој]] (-{''Z''<sub>eff</sub>}-): ifако theсу magnitudeвеличине ofзаштите electronи [[Shieldingпенетрације effect|shielding]]електрона and penetration are greaterвеће, the electrons are held less tightlyјезгро byслабије theдржи nucleusелектроне, the -{''Z''<sub>eff</sub>}- of the electron andелектрона theи ionizationенергијe energyјонизације isсу lesserмањe.<ref>{{Cite journal|last1=Lang|first1=Peter F.|last2=Smith|first2=Barry C.|title=Ionization Energies of Atoms and Atomic Ions|journal=Journal of Chemical Education|language=en|volume=80|issue=8|pages=938|doi=10.1021/ed080p938|bibcode=2003JChEd..80..938L|year=2003}}</ref>
* Тип јонизоване [[Atomic orbital|орбитале]]: атом стабилније [[Electron configuration|електронске конфигурације]] има мању тенденцију да губи електроне и сходно томе има већу енергију јонизације.
* Type of [[Atomic orbital|orbital]] ionized: an atom having a more stable [[Electron configuration|electronic configuration]] has less tendency to lose electrons and consequently has higher ionization energy.
* Електронско заузеће: ако је највиша заузета [[Atomic orbital|орбитала]] двоструко попуњена, тада је лакше уклонити електрон.
* Electron occupancy: if the highest occupied [[Atomic orbital|orbital]] is doubly occupied, then it is easier to remove an electron.
 
Остали мањи фактори укључују:
Other minor factors include:
* Релативистички ефекти: они утичу на теже елементе (посебно на оне чији је [[атомски број]] већи од 70), јер се њихови електрони приближавају брзини светлости, те стога имају мањи атомски радијус/већу енергију јонизације.
* Relativistic effects: heavier elements (especially those whose [[atomic number]] is greater than 70) are affected by these as their electrons are approaching the speed of light, and hence have a smaller atomic radius/higher IE.
* Контракција [[лантаноид]]а и [[актиноид]]а (и [[d-block contraction|контракција d-блока]]<ref>{{cite web |url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Modules_and_Websites_(Inorganic_Chemistry)/Descriptive_Chemistry/Elements_Organized_by_Block/4_f-Block_Elements/The_Lanthanides/aLanthanides%3A_Properties_and_Reactions/Lanthanide_Contraction#D_Block_Contraction_(Scandide_Contraction) |title=Lanthanide Contraction- D Block Contraction (Scandide Contraction) |author= |date= August 22, 2020 |website=chem.libretexts.org |publisher=Chemistry Libretexts |access-date=December 6, 2020 |quote=The d block contraction, also known as the Scandide Contraction, describes the atomic radius trend that the d block elements (Transition metals) experience.}}</ref>): велико скупљање елемената утиче на енергију јонизације, јер се снажније осећа нето наелектрисање језгра.
* Lanthanide and actinide contraction (and scandide contraction): the unprecedented shrinking of the elements affect the ionization energy, as the net charge of the nucleus is more strongly felt.
* Енергије електронског пара<ref>[https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Electronic_Structure_of_Atoms_and_Molecules/Electronic_Configurations/Spin_Pairing_Energy Electron pair energies]</ref> andи [[exchangeExchange energyinteraction|енергија размене]]: these would only account for fully filled and half-filled orbitals. A common misconception is that "symmetry" plays aоне part;су albeit,применљиве noneсамо soпотпуно farиспуњене hasи concludedдопола itsиспуњене evidenceорбитале.
 
== Одређивање енергија јонизације ==
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Енергија_јонизације”