Ionisationsenergie

Das chemische Verhalten von Atomen und Ionen wird stark davon beeinflusst, wie einfach oder schwierig es ist, ihre Elektronen zu entfernen, insbesondere die äußersten Elektronen, die an der chemischen Verbindung beteiligt sind. Die zum Entfernen eines Elektrons aus einem gasförmigen Atom in seinem Grundzustand erforderliche Energie wird die erste Ionisationsenergie genannt und wird in kJ/mol angegeben. Die zum Entfernen des nächsten Elektrons erforderliche Energie wird die zweite Ionisationsenergie genannt, und so weiter.

Spaltenabwärts, nehmen die Ionisationsenergien ab. Erinnern Sie sich, dass die höchste Hauptquantenzahl der Valenzelektronen in der Spalte abnimmt, was zu größeren Atomgrößen führt. Je weiter also die äußersten Elektronen entfernt sind, desto leichter sind sie zu entfernen.

Für Hauptgruppenelemente wird die Ionisationsenergie im Laufe der Periode steigen. Der Grund liegt in der steigenden Ordnungszahl, wobei Valenzelektronen eine höhere effektive Kernladung haben, was die Entfernung der äußersten Elektronen erschwert. Dies erklärt, warum Chlor eine höhere Ionisationsenergie als zum Beispiel Natrium hat.

Im Allgemeinen ist die Ionisierungenergie bei einem Alkalimetall minimal und steigt mit jedem Edelgas bis zum Maximum. Übergangsmetalle zeigen über die Periode einen geringen Anstieg in der Ionisationsenergie, und die f Block-Elemente zeigen eine noch geringere Veränderung. Aber es gibt einige Ausnahmen zu beachten.

Bor hat eine geringere Ionisationsenergie als Beryllium, auch wenn es im Periodensystem weiter rechts liegt. Beryllium hat 2s Elektronen niedrigerer Energie, wohingegen Bor eine höhere Energie hat, das 2p Elektron, wodurch seine Entfernung energetisch günstiger wird. Eine weitere Ausnahme ist Sauerstoff, der eine niedrigere Erst-Ionisationsenergie als Stickstoff hat.

Verglichen zu Stickstoff hat Sauerstoff vier p Elektronen, und das Entfernen eines Elektrons eliminiert die Elektron-Elektron-Abstoßung. Dadurch wird weniger Energie für die Ionisierung benötigt. Diese Ausnahmen sind auch in den Folgeperioden zu beobachten.

Elektronenentfernung aus Kationen ist schwieriger als aus neutralen Atomen. Im Allgemeinen steigen die aufeinanderfolgenden Ionisationsenergien der Elemente. Berücksichtigen Sie Kalium.

Die zweite Ionisationsenergie ist deutlich höher, da es die Entfernung eines Kernelektrons aus einem Ion mit einer Edelgaskonfiguration beinhaltet. Ähnlich ist es beim Calcium, wo ein hoher Anstieg zu verzeichnen ist, von der zweiten zur dritten Ionisationsenergie, wenn ein Kernelektron aus einem Kation mit einer Edelgaskonfiguration entfernt wird.