Энергии и потенциал ионизации атомов

Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома и превращение атома в положительно заряженный ион, называется энергией ионизации|10Н). Экспериментально ионизацию атомов проводят в электрическом поле, измеряя разность потенциалов, при которой происходит ионизация. Эта разность потенциалов называется ионизационным потенциалом (.1). Единицей измерения ионизационного потенциала является эВ/атом, а энергии ионизации - кДж/моль; переход от одной величины к другой осуществляется но соотношению: Еион = 96,5-.!.

Отрыв ог атома первого электрона характеризуется первым ионизационным потенциалом (31), второго - вторым (В) и г.д. Последовательные потенциалы ионизации возрастают (табл. 3.2), т.к. каждый следующий электрон необходимо отрывать от иона с возрастающим на единицу положительным зарядом. Из табл. 3.2 видно, что у лития резкое увеличение ионизационного потенциала наблюдается для И, у бериллия - для ^, у бора - для и т.д. Резкое увеличение } происходит тогда, когда заканчивается отрыв внешних электронов и следующий электрон находится на предвнешнем энергетическом уровне.

Потенциалы ионизации атомов (эВ/атом) элементов второго периода

Таблица 3.2

Элемент

?1,

?^2

Ь

34

к

•ь

Литий

5,39

75,6

122,4

-

-

-

-

-

Бериллий

9,32

18,2

158,3

217,7

-

-

-

-

Бор

8,30

25,1

37,9

259,3

340,1

-

-

-

Углерод

11,26

24,4

47,9

64,5

392,0

489,8

-

-

Азот

14,53

29,6

47,5

77,4

97,9

551,9

666,8

-

Кислород

13,60

35,1

54,9

77,4

113,9

138,1

739,1

871,1

Фтор

17,40

35,0

62,7

87,2

114,2

157,1

185,1

953,6

Неон

21,60

41,1

63,0

97,0

126,3

157,9

Ионизационный потенциал - физическая характеристика, но является показателем металлических свойств элемента: чем он меньше, тем легче отрывается электрон от атома и тем сильнее выражены металлические (восстановительные) свойства элемента. Для элементов, с которых начинаются периоды (литий, натрий, калий и др.), первый ионизационный потенциал равен 4-5 эВ/атом, и эти элементы являются типичными металлами - сильными восстановителями. У других металлов значения Г больше, но не выше 10 эВ/атом. У неметаллов ионизационные потенциалы обычно больше 10 эВ/атом: у азота 14,53 эВ/агом, кислорода 13,60 эВ/атом и т.д.

Первые ионизационные потенциалы в периодах увеличиваются, а в группах уменьшаются (рис. 3.2), что свидетельствует об усилении неметаллических свойств в периодах и металлических - в группах. Поэтому неметаллы находятся в правой верхней части, а металлы - в левой нижней части Периодической системы. Граница между металлами и неметаллами проходит во втором периоде между бериллием и бором, в третьем - между алюминием и кремнием и т.д. (приложение 10).

Зависимость ионизационного потенциала от атомного номера элементов первого-четвёртого периодов

Рис. 3.2. Зависимость ионизационного потенциала от атомного номера элементов первого-четвёртого периодов

Пример 3.1. Ионизационный потенциал натрия равен 5,14 эВ/атом, а углерода 11,26 эВ/атом. Чему равна их энергия ионизации?

Решение.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >