طاقة التأين هي الطاقة مطلوب لإزالة إلكترون من الغازيذرة أو أيون. طاقة التأين الأولى أو الأولية أو Eأنا ذرة أو مركب هي الطاقة المطلوبة لإزالة واحدة خلد الإلكترونات من مول واحد من الذرات أو الأيونات الغازية المعزولة.
قد تفكر في طاقة التأين كمقياس لصعوبة إزالة الإلكترون أو القوة التي يرتبط بها الإلكترون. كلما زادت طاقة التأين ، زادت صعوبة إزالة الإلكترون. لذلك ، طاقة التأين هي مؤشر على التفاعل. طاقة التأين مهمة لأنها يمكن استخدامها للمساعدة في التنبؤ بقوة الروابط الكيميائية.
معروف أيضًا باسم: جهد التأين ، IE ، IP ، ΔH °
الوحدات: يتم الإبلاغ عن طاقة التأين بوحدات كيلوجول لكل مول (كيلو جول / مول) أو فولت الإلكترون (eV).
اتجاه طاقة التأين في الجدول الدوري
التأين مع الذري و نصف القطر الأيوني، السالبية الكهربية ، تقارب الإلكترون ، والمعادن ، يتبع اتجاهًا على الجدول الدوري للعناصر.
- تزيد طاقة التأين عمومًا من الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة عنصر (صف). وذلك لأن الشعاع الذري يقلل بشكل عام من الحركة خلال فترة ما ، لذلك هناك جاذبية فعالة أكبر بين الإلكترونات ذات الشحنة السالبة والنواة ذات الشحنة الموجبة. التأين في الحد الأدنى لقيمة المعدن القلوي على الجانب الأيسر من الجدول والحد الأقصى للغاز النبيل في أقصى الجانب الأيمن من فترة. يحتوي الغاز النبيل على غلاف تكافؤ مملوء ، لذلك فهو يقاوم إزالة الإلكترون.
- يقلل التأين الانتقال من الأعلى إلى الأسفل لأسفل إلى مجموعة عناصر (عمود). وذلك لأن العدد الكمي الرئيسي للإلكترون الخارجي يزيد من التحرك لأسفل مجموعة. هناك المزيد من البروتونات في الذرات التي تتحرك أسفل مجموعة (شحنة موجبة أكبر) ، ولكن التأثير هو الانسحاب قذائف الإلكترون ، مما يجعلها أصغر وتحجب الإلكترونات الخارجية من القوة الجذابة لل نواة. تتم إضافة المزيد من قذائف الإلكترون تتحرك أسفل مجموعة ، لذلك يصبح الإلكترون الخارجي بعيدًا بشكل متزايد عن النواة.
طاقات التأين الأولى والثانية واللاحقة
الطاقة اللازمة لإزالة الأبعد التكافؤ الإلكتروني من ذرة محايدة هي طاقة التأين الأولى. طاقة التأين الثانية هي تلك المطلوبة لإزالة الإلكترون التالي ، وهكذا. دائمًا ما تكون طاقة التأين أعلى من طاقة التأين الأولى. خذ على سبيل المثال ذرة فلز قلوي. إن إزالة الإلكترون الأول أمر سهل نسبيًا لأن فقده يمنح الذرة غلافًا إلكترونيًا مستقرًا. تنطوي إزالة الإلكترون الثاني على غلاف إلكترون جديد أقرب وأكثر إحكامًا إلى النواة الذرية.
يمكن تمثيل طاقة التأين الأولى للهيدروجين بالمعادلة التالية:
ح (ز) → ح+(ز) + هـ-
Δح° = -1312.0 كيلوجول / مول
استثناءات اتجاه طاقة التأين
إذا نظرت إلى مخطط طاقات التأين الأولى ، فإن هناك استثناءين واضحين للاتجاه. طاقة التأين الأولى للبورون أقل من طاقة البريليوم وأول طاقة تأين للأكسجين أقل من طاقة النيتروجين.
يرجع سبب التناقض إلى التكوين الإلكتروني لهذه العناصر وقاعدة Hund. بالنسبة للبريليوم ، فإن أول إلكترون محتمل للتأين يأتي من 2س المداري ، على الرغم من أن تأين البورون ينطوي على 2ص إلكترون. لكل من النيتروجين والأكسجين ، يأتي الإلكترون من 2ص المداري ، ولكن الدوران هو نفسه للجميع 2ص إلكترونات النيتروجين ، بينما توجد مجموعة من الإلكترونات المزدوجة في واحدة من 2ص مدارات الأكسجين.
النقاط الرئيسية
- طاقة التأين هي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون من ذرة أو أيون في طور الغاز.
- الوحدات الأكثر شيوعًا لطاقة التأين هي كيلوجول لكل مول (kJ / M) أو إلكترون فولت (eV).
- طاقة التأين تُظهر دورية في الجدول الدوري.
- الاتجاه العام هو أن طاقة التأين لزيادة الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر فترة العنصر. بالانتقال من اليسار إلى اليمين خلال الفترة ، ينخفض نصف القطر الذري ، وبالتالي تنجذب الإلكترونات أكثر إلى النواة (الأقرب).
- الاتجاه العام هو أن طاقة التأين لتقليل الانتقال من الأعلى إلى الأسفل إلى أسفل مجموعة الجدول الدوري. بالانتقال إلى أسفل المجموعة ، تتم إضافة قذيفة التكافؤ. الإلكترونات الخارجية أبعد عن النواة الموجبة الشحنة ، لذلك يسهل إزالتها.
المراجع
- F. ألبرت كوتون وجيفري ويلكنسون ، كيمياء غير عضوية متقدمة (الطبعة الخامسة ، جون وايلي 1988) ص 1381.
- لانغ ، بيتر ف. سميث ، باري سي. "طاقات التأين للذرات والأيونات الذرية". يمنطقتنا في التربية الكيميائية. 80 (8).