8.2
ההתנהגות הכימית של אטומים ויונים מושפעת מאוד מהקלות או הקושי שלהם לגרוע אלקטרונים, במיוחד האלקטרונים החיצוניים ביותר, המשתתפים ביצירת קשר כימי. האנרגיה הנדרשת לגריעת אלקטרון מאטום גזי במצבו היסודי נקראת אנרגיית היינון הראשונה"ונמדדת בקילוג'ול למול. האנרגיה הנדרשת לגריעת האלקטרון הבא נקראת אנרגיית היינון השנייה, וכן הלאה.
ככל שיורדים בעמודה, אנרגיות היינון פוחתות. נזכיר כי המספר הקוונטי היסודי של אלקטרוני ערכיות גדל ככל שיורדים בעמודה, והמשמעות היא אטומים גדולים יותר. לכן, ככל שהאלקטרונים רחוקים יותר, כך קל יותר לגרוע אותם.
ביסודות הקבוצה המרכזית, אנרגיית היינון עולה לרוחב הטבלה. הסיבה נעוצה במספר האטומי ההולך וגדל. ככל שאלקטרוני ערכיות חווים מטען גרעיני אפקטיבי גבוה יותר, גריעת האלקטרונים החיצוניים נעשית קשה יותר.
זה מסביר מדוע לכלור יש אנרגיית יינון גבוה יותר מאשר לנתרן, לדוגמה. באופן כללי, אנרגיית יינון היא מינימלית בקרב מתכות אלקליות ועולה לשיא עם כל גז אצילי. מתכות מעבר מפגינות עלייה קטנה באנרגיית היינון לרוחב הטבלה, ויסודות בלוק f מפגינים שינוי קטן אף יותר.
אבל יש כמה יוצאים מהכלל. לבורון אנרגיית יינון קטנה יותר מאשר לבריליום, למרות שהוא רחוק יותר ימינה בטבלה המחזורית. לבריליום אלקטרוני 2s בעלי אנרגיה נמוכה יותר, ואילו לבורון יש אלקטרון 2p בעלי אנרגיה גבוהה יותר, מה שמקל על גריעתו, מבחינה אנרגטית.
חריג נוסף הוא חמצן, שיש לו אנרגיית יינון ראשונה נמוכה יותר מחנקן. בהשוואה לחנקן, לחמצן יש ארבעה אלקטרוני p, וגריעת אלקטרון אחד מבטלת את דחיית האלקטרון לאלקטרון. לכן נדרשת פחות אנרגיה לתהליך היינון.
חריגים אלה נצפים גם במחזורי המשך. גריעת אלקטרונים מקטיונים היא קשה יותר מאשר מאטומים ניטרליים. באופן כללי, אנרגיות היינון העוקבות עולות בקרב היסודות.
קחו לדוגמה אשלגן. אנרגיית היינון השנייה שלו היא גבוהה יותר במידה משמעותית, כיוון שהיא כרוכה בהסרת אלטרון ליבה מיון עם תצורת גז אצילי. בדומה לכך, בסידן יש עלייה גדולה מאנרגיית היינון השנייה לשלישית כשאלקטרון ליבה נגרע מקטיון בתצורת גז אצילי.
כמות האנרגיה הדרושה כדי להסיר את האלקטרון הקשור בצורה רופפת ביותר מאטום גז במצב היסוד שלו נקראת אנרגיית היינון הראשונה(IE1). אנרגיית היינון הראשונה של…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.