Йонизационната енергия на атома

Йонизационната енергия е основната характеристика на атома. Тя определя естеството и силата химични връзки, които са способни да образуват атом. Редуциращите свойства на едно вещество (прости) също зависят от тази характеристика.

Концепцията на "йонизация енергия" понякога се заменя с термина "първа йонизация потенциал» (I1), което означава, че много малко енергия, което е необходимо, за да се гарантира, че електронът се отстранява от свободен атом, когато е в такова състояние на енергия, който се нарича по-ниска.

По-специално, за водороден атом, такава е и необходимата енергия за отделяне на електрона от протона. За атомите с няколко електрона съществува концепцията за втория, третия и т.н. йонизационни потенциали.

Йонизационната енергия водороден атом - е сумата, в която една е енергията на електрона, а другата - потенциална енергия система.

химическата енергия на водородния атом се означава «Да» символ, и сумата от потенциалната енергия на системата и енергия електрони може да се изрази с формулата: ЕА = E + Т = -Z.e / 2.R.

Този израз показва, че стабилността на системата е пряко свързана с заряда на ядрото и разстоянието между него и електрона. Колкото по-малък това разстояние, толкова по-голям заряд на ядрото, толкова повече те са съставени, толкова по-стабилна и по-стабилна система, толкова повече енергия трябва да бъдат изразходвани при скъсване тази връзка.

Очевидно, по отношение на размера на изразходваната енергия за прекъсване на връзката, може да се сравни стабилността на системите: колкото повече енергия, толкова по-стабилна е системата.

Йонизиращата енергия на атома - (сила, която е необходима за разкъсване на връзките в водороден атом) се изчислява експериментално. Днес неговата стойност е известна точно: 13,6 eV (електрон волтове). Късните изследователи, също с помощта на серия от експерименти, са в състояние да се изчисли необходимото за счупване поради атом енергия - електронни системи, състоящи се от един електрон и ядро ​​на заряд, два пъти на заряд на водороден атом. Установено е експериментално, че в този случай са необходими 54,4 eV.

Известните електростатични законите предвиждат, че енергията на йонизация необходимо да се прекъсне връзката между противоположни заряди (Z и Е), при условие че те са разположени на разстояние R, е фиксиран (определена) в уравнението: Т = Z.e / R.

Такава енергия е пропорционална на величината на таксите и съответно е обратно свързана с разстоянието. Това е съвсем естествено: колкото повече такси, по-силна е силата, която ги свързва, е необходима по-мощна сила, за да се направи, за да се прекъсне връзката между тях. Същото важи и за разстоянието: колкото по-малък е той, толкова по-силна е енергията на йонизация, толкова повече ще трябва да се бръкне да се прекъсне връзката.

Това разсъждение обяснява защо системата от атоми със силен ядрен заряд е по-стабилна и се нуждае от повече енергия, за да отдели електрона.

Въпросът веднага възниква: "Ако ядрена такса само два пъти по-силни, защо йонизационната енергия, необходима за отделяне на електрон, не се увеличава с два, а четири пъти? Защо се равнява на двойката такса в квадрата (54,4 / 13,6 = 4)? ".

Това противоречие се обяснява просто. Ако обвиненията на Z и Е в системата са в състояние взаимно относителна неподвижност, енергията (T) е пропорционална на такса Z, и те се повишават пропорционално.

Но в една система, в която електрон такса д ядрото прави завои с такса Z и Z се усилва пропорционално намален радиус на въртене R: електрон е по-силно привлечени от ядрото.

Заключението е очевидно. Йонизационна енергия актове на ядрен заряд, на разстояние (радиус) от ядрото до най-високата точка на плътността на заряда от електрони към външна сила на отблъскване между електроните и външната възможността за проникване на електрони мярка.