طاقة التأين
| English | العربية |
|---|---|
| ionisation energy/ˌaɪənaɪˈzeɪʃn ˈenədʒi/ | طاقة التأين |
| gaseous/ˈɡeɪsɪəs/ | غازي |
| nuclear charge/ˈnjuːklɪə tʃɑːdʒ/ | الشحنة النووية |
| atomic radius/əˈtɒmɪk ˈreɪdɪəs/ | نصف قطر الذرة |
| shielding/ˈʃiːldɪŋ/ | التظليل |
| spin-pair repulsion/spɪn peə rɪˈpʌlʃn/ | تنافر أزواج الدوران الذاتي |
كم يتم إمساك الإلكترونات بإحكام؟
- طاقة التأين هي الطاقة اللازمة لنزع الإلكترونات من ذرات غازية.
- اتجاهاتها والانخفاضات فيها دليل قوي على وجود مستويات ومستويات فرعية.
- إنها موضوع مفضل في الامتحانات.
طاقة التأين الأولى والمتتالية
- طاقة التأين الأولى تنزع إلكتروناً واحداً من كل ذرة في مول من الذرات الغازية (الوحدة $\text{kJ}/\text{mol}$):
$$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
- طاقة التأين المتتالية تنزع الإلكترون التالي في كل مرة، على سبيل المثال $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
- كل قيمة متتالية تكون أكبر — لأن الإلكترون يترك أيوناً أكثر إيجابية.
لماذا يتم تحديد ذرات الغاز في تعريف طاقة التأين؟
استخدام ذرات الغاز يعني عدم وجود تفاعلات بين الجسيمات، لذا تقاس القيمة فقط جذب الذرة الخاص بها.
الطاقة اللازمة لإزالة مول واحد من الإلكترونات من مول واحد من الذرات الغازية هي能量 ______ الأولى.
إنها تقيس مدى تماسك الإلكترون الخارجي.
كل طاقة تأين متتالية أكبر من السابقة لأن:
بعد كل إزالة يصبح الأيون أكثر إيجابية، لذا يُمسك الإلكترون التالي بقوة أكبر.
ما الذي تعتمد عليه
- الشحنة النووية — بروتونات أكثر → سحب أقوى → طاقة تأين أعلى.
- نصف قطر الذرة — إلكترون خارجي أبعد → سحب أضعف → طاقة تأين أقل.
- الحجب — مستويات داخلية أكثر → حجب أكبر → طاقة تأين أقل.
طاقة التأين المتتالية للصوديوم: القفزات الكبيرة تكشف عن المستويات 2,8,1
أي تغيير سيخفض طاقة التأين الأولى؟
الحجب الأكبر يضعف السحب على الإلكترون الخارجي، مما يخفض طاقة التأين.
طابق كل تغيير بتأثيره على طاقة التأين الأولى.
يرتفع IE مع الشحنة النووية وينخفض مع المسافة/الحجب؛ التأينات المتتالية ترتفع دائماً.
الاتجاهات والانخفاضات الدالة
- عبر الدورة عادةً ما ترتفع طاقة التأين؛ عبر المجموعة تنخفض.
- لكن يظهر انخفاضان في الدورة 3 — دليل على وجود مستويات فرعية:
- انخفاض Al: يأتي إلكترونها من مستوى فرعي 3p أعلى طاقة.
- انخفاض S: إلكترون 3p مزدوج أسهل في الإزالة (تنافر ازدواج الدوران).
اتجاه طاقة التأين — وهبوطاتها
طاقة التأين الأولى ترتفع عموماً عبر الدورة، لكن هناك هبوطات عند بدء مستوى فرعي p جديد وعند تكون أول زوج في مدار p. انتقل للخطوة لإيجاد الهبوطتين الدليليتين.
الهبوط في طاقة التأين الأولى عند الألومنيوم (مقابل المغنيسيوم) سببه أن:
الإلكترون الخارجي لـ Al موجود في 3p (أعلى طاقة من 3s الممتلئة لـ Mg)، لذا أسهل إزالته — هبوط.
طاقة التأين المتتالية → المستويات
- تظهر قفزات كبيرة عندما يجب أن يأتي الإلكترون التالي من مستوى أقرب للنواة.
- عداد الإلكترونات المنزوعة قبل القفزة الكبيرة الأولى يعطي المجموعة للعنصر.
قفزة كبيرة في طاقات التأين المتتالية تحدث عندما:
القفزة الكبيرة تشير إلى الانتقال لمستوى داخلي؛ عد الإلكترونات قبل القفزة الأولى لتحديد عدد المستويات الخارجية (المجموعة).
قفزة كبيرة في طاقات التأين المتتالية تشير إلى الانتقال لمستوى داخلي جديد.
الكشف عن القفزات يكشف عن البنية الإلكترونية — مثلاً: تنقسم IEs المتتالية للصوديوم إلى 1، ثم 8، ثم 2.
لقد فهمت الأمر
- 1st IE: $\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$ (غازي، $\text{kJ}/\text{mol}$)؛ القيم المتتالية تستمر في التزايد
- تعتمد طاقة التأين على الشحنة النووية، النصف قطر، الحجب
- عبر الدورة ترتفع طاقة التأين (انخفاضات عند Al = بدء 3p، S = ازدواج الدوران)؛ عبر المجموعة تنخفض
- القفزات الكبيرة في طاقة التأين المتتالية تكشف عن بنية المستوى (والمجموعة)