Energia jonizacji

Energie jonizacji obojętnych atomów poszczególnych pierwiastków

Energią jonizacji Ej pierwiastka nazywa się minimum energii, jaką należy użyć, by oderwać elektron od atomu tego pierwiastka w stanie gazowym. Energia jonizacji obojętnych atomów zależy od liczby atomowej i waha się w granicach od kilku do dwudziestu kilku eV. Jest ona równa energii najsłabiej związanego elektronu walencyjnego. Z rysunku widać, że największą energię jonizacji mają neutralne atomy gazów szlachetnych, co jest związane z faktem, że pierwiastki te mają zapełnione powłoki walencyjne. Najniższą energię jonizacji mają pierwiastki z pierwszej grupy układu okresowego posiadające na powłoce walencyjnej jeden elektron.

Proces jonizacji opisuje równanie:

A_g\rightarrow A_g^+ + e^-

W miarę usuwania kolejnych elektronów atomu energia jonizacji powstałego kationu rośnie, przy czym największa energia jonizacji związana jest z oderwaniem elektronu z powłoki wewnętrznej. Często mówi się o pierwszej, drugiej, trzeciej itp. energii jonizacji w odniesieniu do oderwania się odpowiednio 1, 2, 3 i więcej elektronów od atomu. W układzie okresowym pierwiastków obserwuje się wzrost energii jonizacji w okresie z lewej na prawo i spadek w grupie z góry na dół.

Niektórzy naukowcy mówiąc o energii jonizacji odnoszą się do określonego stanu elektronowego (orbitalu atomowego) a czasem rozpatrują energię jonizacji cząsteczek (twierdzenie Koopmansa).

Energię jonizacji definiuje i wiąże z entalpią zależność:

E_j =\Delta H^0_{jon} - RT

gdzie:

T - temperatura,
Ej - energia jonizacji,
R - stała gazowa,
\Delta H^0_{jon} - entalpia jonizacji.

[edytuj] Zobacz też