Πώς η φύση των τροχιακών επηρεάζει την ενέργεια ιονισμού;

Η φύση των τροχιακών διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό της ενέργειας ιονισμού. Εδώ είναι:

1. Κύριος αριθμός κβαντικού (n):

* Υψηλότερη Ν, χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού: Τα ηλεκτρόνια σε τροχιακά με υψηλότερους κύριους κβαντικούς αριθμούς (n =1, 2, 3 κ.λπ.) προέρχονται από τον πυρήνα. Αυτό σημαίνει ότι βιώνουν μια ασθενέστερη ηλεκτροστατική έλξη στον πυρήνα, καθιστώντας τους ευκολότερους να αφαιρεθούν.

* Παράδειγμα: Η αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από το τροχιακό 2S (n =2) απαιτεί λιγότερη ενέργεια από την αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από το 1S τροχιακό (n =1).

2. Σχήμα τροχιακών (L):

* Εφέ θωράκισης: Τα ηλεκτρόνια σε τροχιακά με την ίδια τιμή Ν, αλλά διαφορετικά σχήματα (s, p, d, f) βιώνουν διαφορετικούς βαθμούς θωράκισης από άλλα ηλεκτρόνια.

* srbitals: Τα τροχιακά S είναι σφαιρικά και διεισδύουν πιο κοντά στον πυρήνα, αντιμετωπίζοντας λιγότερη θωράκιση από άλλα ηλεκτρόνια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ισχυρότερη έλξη στον πυρήνα, οδηγώντας σε υψηλότερη ενέργεια ιονισμού.

* p, d, frbitals: Αυτά τα τροχιακά είναι πιο πολύπλοκα και επεκτείνονται περαιτέρω από τον πυρήνα, αντιμετωπίζοντας περισσότερη θωράκιση από άλλα ηλεκτρόνια. Αυτό οδηγεί σε μια ασθενέστερη έλξη στον πυρήνα και στην χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού.

* Παράδειγμα: Η αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από ένα τροχιακό 2p απαιτεί λιγότερη ενέργεια από την αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από ένα τροχιακό 2S.

3. Διείσδυση και θωράκιση:

* διείσδυση: Ο βαθμός στον οποίο ένα τροχιακό διεισδύει στα εσωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων. Τα τροχιακά διεισδύουν πιο αποτελεσματικά από τα τροχαία, τα οποία διεισδύουν πιο αποτελεσματικά από τα D -Orbitals και ούτω καθεξής. Η μεγαλύτερη διείσδυση οδηγεί σε λιγότερη θωράκιση και σε υψηλότερη ενέργεια ιονισμού.

* θωράκιση: Η απόρριψη που βιώνεται από ένα ηλεκτρόνιο λόγω της παρουσίας άλλων ηλεκτρονίων μεταξύ του και του πυρήνα. Η θωράκιση μειώνει το αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο που βιώνει το ηλεκτρόνιο, καθιστώντας ευκολότερη την αφαίρεση και μειώνοντας έτσι την ενέργεια ιονισμού.

4. Απομάκρυνση ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων:

* Πλήρης εναντίον μισών γεμάτων τροχιακών: Τα ηλεκτρόνια σε μισά γεμάτα τροχιακά (π.χ. n, n με τη διαμόρφωση [He] 2S²2P³) έχουν λιγότερη απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων από τα ηλεκτρόνια σε πλήρως γεμάτα τροχιακά (π.χ., με τη διαμόρφωση [He] 2S2P⁶). Αυτή η μειωμένη απόρριψη τους καθιστά λιγότερο στενά συνδεδεμένο με τον πυρήνα, με αποτέλεσμα μια χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού.

Συνοπτικά:

* Υψηλότερη Ν, χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού

* Οι τροχιακές έχουν υψηλότερη ενέργεια ιονισμού από τα P, D και F Orbitals

* Η διείσδυση οδηγεί σε χαμηλότερη θωράκιση και υψηλότερη ενέργεια ιονισμού

* Ηλεκτρονική απόρριψη Electron επηρεάζει την ενέργεια ιονισμού

Με την κατανόηση αυτών των σχέσεων, μπορείτε να προβλέψετε και να εξηγήσετε τις σχετικές ενέργειες ιονισμού διαφορετικών στοιχείων και τα άτομα τους.