7 Wykres energii jonizacji: szczegółowe wyjaśnienia

W tym artykule omówiono wykres energii jonizacji. Jonizacja, jak sama nazwa wskazuje, jest związana z jonami lub elektronami.

Potrzebujemy pewnej ilości energii, aby usunąć luźno upakowane elektrony z atomu. Energia ta nazywana jest energią jonizacji. Więcej o tej energii omówimy szczegółowo w tym artykule. Omówimy nawet różne wykresy jonizacji dla różnych atomów.

• Wykres jonizacji fosforu
• Wykres jonizacji sodu
• Wykres jonizacji Magnez
• Wykres jonizacji Bor
• Wykres jonizacji Węgiel
• Wykres jonizacji aluminium
• Wykres jonizacji Siarka

Co to jest energia jonizacji?

Jak omówiono w powyższej sekcji, ilość energii wymagana do usunięcia najbardziej luźno upakowanego elektronu atomu nazywana jest energią jonizacji tego atomu. Załóżmy, że elektron znajduje się w pobliżu jądra.

Siła przyciągania do jądra jest bardzo wysoka dla tego elektronu. Więc więcej energii będzie potrzebne do wyciągnięcia tego elektronu z wpływu jądra. Stąd większa będzie energia jonizacji wymagana do usunięcia tego elektronu. Dzieje się tak, ponieważ siła przyciągania jądra jest bardzo duża, a zbliżenie się do niej wymagałoby więcej energii, aby wyrwać się z jego przyciągającego pola. Zobaczymy więcej o wykresach energii jonizacji różnych atomów w poniższych sekcjach.

Co to jest liczba atomowa?

Struktura atomowa ma określoną liczbę protonów i pewną liczbę elektronów. Jednak liczbę elektronów można łatwo zmienić. Stąd liczba atomowa jest uważana za całkowitą liczbę protonów obecnych w atomie. To odcisk palca tego pierwiastka chemicznego. Jest reprezentowany przez literę Z.

Liczba atomowa jest ważną wielkością, ponieważ pomaga w identyfikacji pierwiastka, a także służy do znajdowania liczby masowej atomu. Liczbę atomową można uznać za odcisk palca atomu, ponieważ każdy pierwiastek chemiczny ma unikalną liczbę atomową.

Co to jest liczba masowa?

Liczba masowa lub liczba masowa atomowa może być zdefiniowana jako suma liczby atomowej Z i liczby neutronów N. Liczba masowa jest oznaczona literą A.

Liczba masowa jest prawie równa masie atomowej pierwiastka. Chociaż liczba masowa jest różna dla różnych izotopów pierwiastka. Omówimy izotopy w poniższych sekcjach tego artykułu.

Czym są izotopy?

Izotopy mają w sobie tę samą liczbę protonów, ale różne masy, co wskazuje na różną liczbę neutronów.

Wiemy, że liczba atomowa jest unikalna dla pierwiastka chemicznego. Można więc powiedzieć, że izotopy należą do tej samej rodziny pierwiastków. Ponieważ liczba masowa jest różna, masy atomowe tych izotopów różnią się od siebie. Istnieje inny termin zwany izomerami, które mają taką samą liczbę atomów, ale różnią się właściwościami.

Porównanie energii jonizacji atomów w układzie okresowym

Energie jonizacji różnych atomów w układzie okresowym są różne. Te trendy energetyczne są podane w poniższej sekcji:

• Wartość energii jonizacji wzrasta, gdy przechodzimy od lewej do prawej wzdłuż układu okresowego pierwiastków.
• Wartość energii jonizacji maleje wraz z przechodzeniem od góry do dołu wzdłuż układu okresowego pierwiastków.

Rodzaje energii jonizacji

W miarę jak elektron jest usuwany z atomu, energia jonizacji stale rośnie. Różne rodzaje energii jonizacji w zależności od usuwanej liczby elektronów podano w sekcji poniżej:

• 1^st energia jonizacji– Energia użyta do usunięcia pierwszego elektronu z atomu.
• 2^nd energia jonizacji– Kiedy jeden elektron jest już usunięty, a drugi ma zostać usunięty, energia wymagana do usunięcia tego elektronu jest nazywana 2^nd energia jonizacji.
• 3^rd energia jonizacji– Kiedy w atomie brakuje już dwóch elektronów, a trzeci elektron ma zostać usunięty. Następnie energia wymagana do usunięcia tego trzeciego elektronu nazywana jest trzecią energią jonizacji.

Czynniki wpływające na energię jonizacji

Energia jonizacji nie jest wielkością niezależną. Jego wartość zależy od wielu czynników. Czynniki te są określone w sekcji podanej poniżej:

• Konfiguracja elektronów – Energia jonizacji większości elektronów jest zdeterminowana przez konfigurację elektronów, ponieważ konfiguracja w dużej mierze determinuje właściwości atomu.
• Ładunek jądrowy– Dobrze znamy się na wpływie ładunku jądrowego na energię jonizacji elektronu. Przy większym wpływie ładunku jądrowego na elektrony, energia jonizacji wymagana do usunięcia elektronu będzie większa i odwrotnie, to znaczy, że przy mniejszym wpływie ładunku jądrowego na elektrony, mniejsza będzie energia jonizacji wymagana do wyrwania elektronu atomu.
• Liczba powłok elektronowych – Liczba powłok elektronowych bezpośrednio mówi nam o promieniu atomowym. Im większy promień atomu, tym dalej będzie najbardziej oddalony elektron od jądra. Dlatego łatwiej będzie wyciągnąć elektron znajdujący się w atomie o większej liczbie powłok. Jeśli liczba powłok jest mniejsza, oznacza to, że promień jest mały, a elektron znajduje się bliżej jądra, co oznacza, że ​​będzie potrzebował większej siły, aby wydobyć elektron spod wpływu jądra.
• Skuteczne ładunki jądrowe– Jeśli jest większa tendencja do penetracji elektronów i wartość ekranowania elektronów jest większa, to efekt netto ładunku jądrowego na elektron będzie mniejszy. Stąd mniejsza energia jonizacji będzie potrzebna do wyrwania elektronu z tego atomu. Podobnie, jeśli netto efektywny ładunek jądrowy jest większy niż ilość energii jonizacji wymaganej do usunięcia elektronu z atomu, również będzie większa.
• Stabilność – Każdy atom znajduje sposób, aby być w jak największym stanie stabilnym. Jeśli atom jest stabilny, to wyrwanie elektronu z atomu będzie wymagało bardzo dużej energii jonizacji. Dzieje się tak, więc w przypadku gazów szlachetnych usunięcie elektronu spowoduje, że atom będzie bardzo niestabilny. Stąd atom będzie próbował oprzeć się wyrywaniu elektronu.

Pierwszy wykres energii jonizacji

Pierwszy wykres jonizacji jest rysowany przy użyciu wartości energii pierwszej jonizacji i liczby atomowej różnych pierwiastków chemicznych. Ten wykres przedstawia trendy w układzie okresowym pierwszej energii jonizacji.

Oto kilka ważnych punktów dotyczących pierwszego energia jonizacji wykres-

• Należy zauważyć, że energia pierwszej jonizacji wzrasta, gdy przechodzimy od lewej do prawej w układzie okresowym pierwiastków i osiąga swój szczyt w przypadku gazów szlachetnych. Dzieje się tak, ponieważ elektrony są dodawane w tej samej powłoce. Promień atomowy stale się zmniejsza, czyniąc elektrony podatnymi na efekt ładunku jądrowego.
• W miarę przesuwania się w dół pierwsza wartość jonizacji maleje nieznacznie w stosunku do poprzedniego elementu umieszczonego tuż nad bieżącym elementem. Dzieje się tak, ponieważ gdy schodzimy, dodawana jest dodatkowa powłoka elektronowa. Zwiększa to promień atomowy i zmniejsza wpływ ładunku jądrowego na elektrony.
• Potem znowu wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej, aż do pojawienia się kolejnego gazu szlachetnego. Gazy szlachetne mają najwyższą energię jonizacji ze względu na ich większą stabilność.

Kredytów obrazka: Ostry zakręt, Bloki energii pierwszej jonizacji, CC BY-SA 4.0

Wykres drugiej energii jonizacji

Wykres drugiej energii jonizacji sporządza się z wartości drugiej energii jonizacji i liczby atomowej.

Trend drugiej energii jonizacji jest taki sam jak pierwszej energii jonizacji, z tą różnicą, że wartość drugiej energii jonizacji jest nieco wyższa niż pierwsza energia jonizacji. Trendy są następujące:

• Wartość drugiej energii jonizacji wzrasta wraz z przechodzeniem od lewej do prawej w układzie okresowym.
• Wartość ta osiąga maksimum dla gazu szlachetnego.
• Gdy schodzimy w dół, wartość drugiej energii jonizacji maleje, a gdy poruszamy się w prawo zaczyna rosnąć.

Trzeci wykres energii jonizacji

Kiedy w atomie brakuje już dwóch elektronów i musimy wyciągnąć trzeci elektron, wtedy energia wymagana do usunięcia tego elektronu jest nazywana trzecią energią jonizacji. Wykres trzeciej energii jonizacji jest tworzony przy użyciu wartości trzeciej energii jonizacji i liczby atomowej.

Tendencje, za którymi podąża pierwsza i druga energia jonizacji, są takie same jak w przypadku trzeciej energii jonizacji. Jedyna różnica polega na tym, że trzecia energia jonizacji jest najwyższa spośród wszystkich. Trendy są następujące:

• Trzecia energia jonizacji wzrośnie, jeśli pójdziemy w prawo w układzie okresowym.
• Wartość trzeciej energii jonizacji maleje, gdy zbliżamy się do dołu układu okresowego.
• Wartość trzeciej energii jonizacji staje się maksymalna dla gazów noblowskich.

Wykres energii jonizacji fosforu

Liczba atomowa fosforu wynosi 15. Oznacza to, że całkowita liczba elektronów w jego atomie wynosi 15. Wartości energii jonizacji dziesięciu fosforu podano poniżej:

• Energia pierwszej jonizacji – 1011.81
• 2^nd energia jonizacji- 1907
• Trzecia energia jonizacji – 2914
• Czwarta energia jonizacji - 4963.6
• Piąta energia jonizacji- 6273
• Szósta energia jonizacji – 21,267 XNUMX
• Siódma energia jonizacji - 25,341 XNUMX
• Ósma energia jonizacji – 29,872 XNUMX
• Dziewiąta energia jonizacji – 35,905 XNUMX
• Dziesiąta energia jonizacji - 40,950 XNUMX

Wykres energii jonizacji sodu

Liczba atomowa sodu wynosi 11. Sód jest przedstawiany jako Na. Jest jednym z najbardziej lotnych pierwiastków w układzie okresowym. Wartości dziesięciu energii jonizacji sodu podano poniżej:

• Energia pierwszej jonizacji – 496
• 2^nd energia jonizacji- 4562
• Trzecia energia jonizacji – 6910
• Czwarta energia jonizacji - 9542
• Piąta energia jonizacji- 13354
• Szósta energia jonizacji – 16613 XNUMX
• Siódma energia jonizacji-20117
• Ósma energia jonizacji – 25496 XNUMX
• Dziewiąta energia jonizacji – 28392 XNUMX
• Dziesiąta energia jonizacji - 141362 XNUMX

Wykres energii jonizacji magnezu

Liczba atomowa magnezu wynosi 12. Wartości pierwszych dziesięciu energii jonizacji magnezu podano poniżej:

• Energia pierwszej jonizacji – 737
• 2^nd energia jonizacji- 1450
• Trzecia energia jonizacji – 7732
• Czwarta energia jonizacji - 10542
• Piąta energia jonizacji- 13630
• Szósta energia jonizacji – 18020 XNUMX
• Siódma energia jonizacji - 21711 XNUMX
• Ósma energia jonizacji – 25661 XNUMX
• Dziewiąta energia jonizacji – 31653 XNUMX
• Dziesiąta energia jonizacji - 35458 XNUMX

Wykres energii jonizacji boru

Liczba atomowa boru wynosi 5. Stąd ma tylko pięć elektronów, które można wyjąć z atomu. Pierwsze pięć energii jonizacji boru podano poniżej:

• Pierwsza energia jonizacji - 800
• Druga energia jonizacji – 2427
• Trzecia energia jonizacji – 3659
• Czwarta energia jonizacji - 25025
• Piąta energia jonizacji - 32826

Wykres energii jonizacji węgla

Liczba atomowa węgla wynosi 6. Oznacza to, że ma tylko sześć elektronów, które można usunąć z atomu. Pierwsze sześć energii jonizacji węgla podano poniżej:

• Energia pierwszej jonizacji – 1086
• Druga energia jonizacji - 2352
• Trzecia energia jonizacji – 4620
• Czwarta energia jonizacji - 6222
• Piąta energia jonizacji- 37831
• Szósta energia jonizacji – 47277 XNUMX

Wykres energii jonizacji aluminium

Liczba atomowa aluminium wynosi 13. Ma 13 elektronów w atomie, które można usunąć. Poniżej podano pierwsze dziesięć energii jonizacji aluminium:

• Energia pierwszej jonizacji – 577
• 2^nd energia jonizacji- 1816
• Trzecia energia jonizacji – 2744
• Czwarta energia jonizacji - 11577
• Piąta energia jonizacji- 14842
• Szósta energia jonizacji – 18379 XNUMX
• Siódma energia jonizacji - 23326 XNUMX
• Ósma energia jonizacji – 27465 XNUMX
• Dziewiąta energia jonizacji – 31853 XNUMX
• Dziesiąta energia jonizacji - 38473 XNUMX

Wykres energii jonizacji siarki

Liczba atomowa Siarki wynosi 16. Pierwsze dziesięć energii jonizacji Siarki podano poniżej:

• Energia pierwszej jonizacji – 999
• 2^nd energia jonizacji- 2252
• Trzecia energia jonizacji – 3357
• Czwarta energia jonizacji - 4556
• Piąta energia jonizacji- 7004.3
• Szósta energia jonizacji – 8495 XNUMX
• Siódma energia jonizacji - 27107 XNUMX
• Ósma energia jonizacji – 31709 XNUMX
• Dziewiąta energia jonizacji – 36621 XNUMX
• Dziesiąta energia jonizacji - 43177 XNUMX

Wykres energii kolejnej jonizacji

Kolejne wykresy jonizacji pierwiastka odnoszą się do wykresu wykreślonego przy użyciu różnych wartości energii jonizacji (1^ul. 2^nd itd.).

Wartość kolejnej energii jonizacji wzrasta, gdy następny elektron jest zawsze bliżej jądra i stąd potrzeba więcej energii, aby ten elektron został usunięty. W miarę jak usuwamy elektrony, energia jonizacji zwiększa się w gazie, wpływ jądra staje się silniejszy i silniejszy.

Wykres liczby atomowej w funkcji energii jonizacji

Sam wykres energii jonizacji jest wykresem wykreślonym przy użyciu wartości energii jonizacji i liczby atomowej pierwiastków.

Liczby atomowe są zapisane na osi poziomej, która jest osią X. Energia jonizacji jest zapisana na osi pionowej, która jest osią Y. Gdy idziemy w prawo w układzie okresowym, potrzebujemy wyższej energii jonizacji, aby usunąć elektron z atomu, dlatego energia jonizacji wzrasta, gdy idziemy w prawo. Osiągnął maksymalną wartość przy gazach szlachetnych i wartość ta maleje w miarę przesuwania się w dół w układzie okresowym.