พลังงานไอออไนเซชัน: ศักยภาพวิธีการในการตัดสินใจ

พลังงานไอออไนเซชัน หมายถึงปริมาณพลังงานขั้นต่ำซึ่งมักแสดงเป็นหน่วยกิโลจูลต่อโมล (kJ / mol) ซึ่งจำเป็นในการสร้างการแยกตัวของอิเล็กตรอนที่อยู่ในอะตอมในเฟสก๊าซที่อยู่ในสถานะ พื้นฐาน

สถานะก๊าซหมายถึงสถานะที่เป็นอิสระจากอิทธิพลที่อะตอมอื่นสามารถออกแรงได้เองเช่นเดียวกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลใด ๆ จะถูกยกเลิก ขนาดของพลังงานไอออไนเซชันเป็นพารามิเตอร์ในการอธิบายแรงที่อิเล็กตรอนเชื่อมโยงกับอะตอมซึ่งเป็นส่วนหนึ่ง

กล่าวอีกอย่างหนึ่งคือปริมาณพลังงานไอออไนเซชันที่ต้องการจะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นหากมีคำถามที่ซับซ้อนกว่าก็คือการปลดอิเล็กตรอนออกมา

ศักย์ไฟฟ้า

ศักยภาพการไอออไนเซชันของอะตอมหรือโมเลกุลถูกกำหนดให้เป็นพลังงานขั้นต่ำที่ต้องใช้เพื่อทำให้การแยกอิเล็กตรอนออกจากชั้นนอกสุดของอะตอมในสถานะพื้นและมีประจุเป็นกลาง นั่นคือพลังงานไอออไนเซชัน

ควรสังเกตว่าเมื่อพูดถึงความเป็นไปได้ของการไอออไนเซชันจะใช้คำที่มีการเลิกใช้แล้ว นี่เป็นเพราะก่อนหน้านี้การกำหนดคุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับการใช้ศักย์ไฟฟ้าสถิตกับตัวอย่างที่น่าสนใจ

โดยการใช้ศักย์ไฟฟ้าสถิตนี้เกิดขึ้นสองสิ่ง: อิออไนเซชันของสารเคมีและการเร่งความเร็วของกระบวนการปลดอิเล็กตรอนที่ต้องการกำจัดออก

ดังนั้นเมื่อเริ่มใช้เทคนิคทางสเปกโทรสโกปีสำหรับการพิจารณาคำว่า "ศักยภาพการทำให้เป็นไอออน" นั้นถูกแทนที่ด้วย "พลังงานไอออนไนซ์"

นอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักกันว่าคุณสมบัติทางเคมีของอะตอมถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าของอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงานภายนอกมากที่สุดในอะตอมเหล่านี้ พลังงานอิออไนเซชันของสปีชีส์เหล่านี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับความเสถียรของอิเล็กตรอนของวาเลนซ์

วิธีการตรวจสอบพลังงานไอออไนเซชัน

ดังกล่าวก่อนหน้านี้วิธีการตรวจสอบพลังงานไอออนไนซ์ส่วนใหญ่ได้รับจากกระบวนการ photoemission ซึ่งจะขึ้นอยู่กับการกำหนดพลังงานที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอนเป็นผลมาจากการประยุกต์ใช้ผลอิเล็กทริค

แม้ว่าอาจกล่าวได้ว่าอะตอมมิกสเปคโทรสโคปเป็นวิธีการที่รวดเร็วที่สุดในการกำหนดพลังงานไอออไนเซชันของตัวอย่างเรายังมีโฟโตอิเล็กทรอนิกสโคปแบบโฟโตอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีการวัดพลังงานที่อิเล็กตรอน

ในแง่นี้อัลตราไวโอเลตโฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (เรียกอีกอย่างว่ายูพีเอสสำหรับตัวย่อเป็นภาษาอังกฤษ) เป็นเทคนิคที่ใช้การกระตุ้นของอะตอมหรือโมเลกุลผ่านการประยุกต์ใช้รังสีอัลตราไวโอเลต

สิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนถ่ายพลังงานของอิเล็กตรอนภายนอกสุดในชนิดเคมีที่ศึกษาและลักษณะของพันธะที่เกิดขึ้น

X-ray photoelectron spectroscopy และรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตขั้นรุนแรงเป็นที่รู้จักกันซึ่งใช้หลักการเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้นด้วยความแตกต่างของชนิดของรังสีที่ถูกใส่เข้าไปในตัวอย่างความเร็วที่อิเล็กตรอนถูกขับออกและความละเอียด ที่ได้รับ

พลังงานไอออนไนซ์แรก

ในกรณีของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวที่ระดับนอกสุดนั่นคืออะตอมโพลีอิเล็กทรอนิกซึ่งเรียกว่าค่าพลังงานที่จำเป็นในการเริ่มต้นอิเล็กตรอนแรกของอะตอมที่อยู่ในสถานะพื้น สมการต่อไปนี้:

พลังงาน + A (g) → A + (g) + e-

"A" เป็นสัญลักษณ์อะตอมขององค์ประกอบใด ๆ และอิเล็กตรอนที่แยกออกจะแสดงเป็น "e-" ซึ่งส่งผลให้พลังงานไอออนไนซ์แรกเรียกว่า "I ₁ "

ดังที่สามารถเห็นได้ปฏิกิริยาความร้อนกำลังดำเนินไปเนื่องจากอะตอมกำลังถูกส่งไปพร้อมกับพลังงานเพื่อให้ได้อิเล็กตรอนเข้ามาในไอออนบวกขององค์ประกอบนั้น

ในทำนองเดียวกันค่าของพลังงานไอออนไนซ์แรกขององค์ประกอบที่มีอยู่ในช่วงเวลาเดียวกันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนอะตอมของพวกเขา

ซึ่งหมายความว่าจะลดลงจากขวาไปซ้ายในช่วงเวลาหนึ่งและจากบนลงล่างในกลุ่มเดียวกันของตารางธาตุ

ในแง่นี้ก๊าซมีตระกูลมีขนาดสูงในพลังงานไอออไนเซชันของพวกเขาในขณะที่องค์ประกอบที่เป็นของโลหะอัลคาไลน์และอัลคาไลน์เอิร์ ธ มีค่าของพลังงานนี้ต่ำ

พลังงานไอออนไนซ์ที่สอง

ในทำนองเดียวกันเมื่อเริ่มต้นอิเล็กตรอนตัวที่สองจากอะตอมเดียวกันพลังงานไอออไนเซชันที่สองจะได้รับเป็นสัญลักษณ์ว่า "I ₂ "

พลังงาน + A + (g) → A2 + (g) + e-

รูปแบบเดียวกันนั้นใช้พลังงานอิออไนเซชันอื่นเมื่อเริ่มอิเล็กตรอนต่อไปนี้โดยรู้ว่าหลังจากการแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในสภาพพื้นดินผลของความน่ารังเกียจระหว่างอิเล็กตรอนที่เหลือจะลดลง

เนื่องจากคุณสมบัติที่เรียกว่า "ประจุพลังงานนิวเคลียร์" ยังคงมีค่าคงที่พลังงานจำนวนมากจึงจำเป็นต้องเริ่มต้นอิเล็กตรอนชนิดอิออนที่มีประจุเป็นบวก ดังนั้นพลังงานอิออไนเซชันจึงเพิ่มขึ้นดังที่แสดงด้านล่าง:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <... <ฉัน _n

ในที่สุดนอกเหนือจากผลกระทบของประจุนิวเคลียร์พลังงานอิออไนเซชันจะได้รับผลกระทบจากการกำหนดค่าทางอิเล็คทรอนิกส์ (จำนวนอิเล็กตรอนในวาเลนซ์เชลล์ชนิดของวงโคจรที่ถูกครอบครองเป็นต้น) และประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพของอิเล็กตรอน

เนื่องจากปรากฏการณ์นี้โมเลกุลของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่มีค่าพลังงานไอออนไนซ์สูง