พลังงานไอออนไนซ์ของอะตอม

พลังงานไอออนไนซ์เป็นลักษณะหลักของอะตอม มันกำหนดลักษณะและความแข็งแรงของพันธบัตรเคมีที่สามารถสร้างอะตอม สมบัติการลดลงของสาร (ง่าย) ยังขึ้นอยู่กับลักษณะนี้

คำว่า "พลังงานไอออไนซ์" บางครั้งก็มาแทนที่คำว่า "ศักย์ไอออไนซ์แรก" (I1) หมายถึงพลังงานที่เล็กที่สุดที่จำเป็นสำหรับอิเล็กตรอนที่จะเคลื่อนออกไปจากอะตอมอิสระเมื่ออยู่ในสถานะของพลังงานที่เรียกว่าชั้นล่าง

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอะตอมไฮโดรเจนที่เรียกว่านี้พลังงานที่ต้องการในการแยกอิเล็กตรอนออกจากโปรตอน สำหรับอะตอมที่มีอิเล็กตรอนหลายตัวมีแนวคิดที่สองสาม ฯลฯ ศักยภาพของไอออไนซ์

พลังงานไอออนไนซ์ของอะตอมของไฮโดรเจนคือผลรวมซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของพลังงานของอิเล็กตรอนและพลังงานอื่น ๆ คือพลังงานที่อาจเกิดขึ้นของระบบ

ในวิชาเคมีพลังงานของอะตอมของไฮโดรเจนแสดงด้วยสัญลักษณ์ "Ea" และผลรวมของพลังงานที่มีศักยภาพของระบบและพลังงานของอิเล็กตรอนสามารถแสดงได้ด้วยสูตรดังนี้ Ea = E + T = -Z.e / 2.R.

จากการแสดงออกของความมั่นคงนี้ระบบจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับค่าของนิวเคลียสและระยะห่างระหว่างมันกับอิเล็กตรอน ระยะนี้ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไหร่ก็ยิ่งแข็งแรงเท่าไหร่ก็ยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่าไรก็ยิ่งต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อทำลายความเชื่อมต่อนี้

แน่นอนในแง่ของจำนวนพลังงานที่ใช้ในการทำลายการเชื่อมต่อหนึ่งสามารถเปรียบเทียบเสถียรภาพของระบบ: พลังงานมากขึ้นมีเสถียรภาพมากขึ้นระบบ

พลังงานไอออนไนซ์ของอะตอมเป็น (แรงที่จำเป็นต้องใช้ในการสลายพันธะในอะตอมไฮโดรเจน) ที่คำนวณได้จากการทดลอง วันนี้ค่าของมันเป็นที่รู้จักกันว่า 13.6 eV (อิเล็กตรอนโวลต์) นักวิจัยต่อมาโดยวิธีการของชุดของการทดลองมีความสามารถในการคำนวณพลังงานที่จำเป็นในการแตกหักเนื่องจากอะตอม - ระบบอิเล็กตรอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของค่าใช้จ่ายสองครั้งค่าใช้จ่ายของอะตอมไฮโดรเจน สำหรับการทดลองที่กำหนดโดยที่ในกรณีเช่นนี้ต้อง 54.4 eV

กฎหมายที่รู้จักกันของ electrostatics บอกว่าพลังงานไอออนไนซ์ที่จำเป็นในการทำลายการเชื่อมต่อระหว่างค่าสัมประสิทธิ์ของฝ่ายตรงข้าม (Z และ e) โดยมีเงื่อนไขว่าสมการดังต่อไปนี้ T = Z.e / R.

พลังงานดังกล่าวเป็นสัดส่วนกับขนาดของค่าใช้จ่ายและ,ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับระยะทางผกผัน นี่คือธรรมชาติมาก: ค่าใช้จ่ายที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นกองกำลังที่เชื่อมต่อพวกเขาจะมีพลังมากขึ้นความพยายามในการทำลายความผูกพันระหว่างกัน เช่นเดียวกับระยะทาง: ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าใดพลังงานไอออนไนซ์ที่มากขึ้นก็จะต้องใช้ส้อมมากขึ้นเพื่อตัดการเชื่อมต่อ

เหตุผลนี้อธิบายได้ว่าทำไมระบบของอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าในนิวเคลียร์จึงมีเสถียรภาพมากขึ้นและต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการปลดอิเล็กตรอน

ในครั้งเดียวมีคำถาม: "ถ้าค่าใช้จ่ายของนิวเคลียสเป็นเพียงครั้งที่สองเป็นที่แข็งแกร่งทำไมพลังงานไอออไนซ์ที่จำเป็นในการลบอิเล็กตรอนจะไม่เพิ่มขึ้นในสองและสี่ครั้ง? ทำไมมันจึงมีค่าเท่ากับสองเท่าของค่าใช้จ่ายที่จะใช้ตาราง (54.4 / 13.6 = 4)?"

ข้อขัดแย้งนี้ถูกอธิบายค่อนข้างง่าย ถ้าค่า Z และ e ในระบบอยู่ในสถานะที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ร่วมกันได้ดังนั้นพลังงาน (T) จะเป็นสัดส่วนกับค่า Z และจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน

แต่ในระบบที่อิเล็กตรอนที่มีประจุ e ทำให้เกิดการหมุนแกนกับค่า Z และ Z ขยายขอบเขตรัศมีการหมุน R จะลดลงตามสัดส่วนคืออิเล็กตรอนถูกดึงดูดให้อยู่ในนิวเคลียสด้วยแรงที่มากขึ้น

สรุปได้ชัด พลังงานไอออนไนซ์จะทำหน้าที่โดยค่าของนิวเคลียสระยะทาง (รัศมี) จากนิวเคลียสถึงจุดสูงสุดของความหนาแน่นประจุของอิเล็กตรอนภายนอก แรงที่น่ารังเกียจระหว่างอิเล็กตรอนภายนอกกับการวัดกำลังการทะลุของอิเล็กตรอน