Valmistaudun loppukokeeseen ja olen hyvin hämmentynyt ionisaatioenergiasta. Esimerkkikysymys olisi:
Lajin $ \ ce {Ne, Na +, Mg ^ 2 + välillä , Ar, K +, $ \ & $ ~ Ca ^ 2 +} $ , kummassa on korkein ionisaatioenergia?
Luulin, että ionisaatioenergia kasvoi jaksollisen jakson vasemmalta oikealle ja ryhmästä alaspäin ylöspäin, joten ajattelin, että $ \ ce {Ne} $ olisi suurin ionisaatioenergia. Mutta oikea vastaus on $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ . Oletan, että tällä on jotain tekemistä elektronien kanssa, mutta en tiedä mitä.
Kommentit
- Ota neutraali atomi. Poista yksi elektroni. Se vei jonkin verran energiaa. Poista nyt toinen elektroni. Ottaako se enemmän energiaa vai vähemmän energiaa kuin ensimmäisen elektronin poistaminen?
- Ne eivät ole ' t-yhdisteet.
Vastaus
Kuten useimmat kemialliset ongelmat, sinun on yksinkertaistettava ongelmaa jonkin verran kemian tuntemusta.
Ensin on kaksi elektronikonfiguraatiota. $ \ ce {Ne, Na +} $ ja $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ : lla on kokoonpano $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6} $ . $ \ ce {Ar, K +} $ ja $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ on määritykset $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6} $ .
$ \ ce {Ne, Na +} $ ja $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Mg} $ : lla on korkein atomiluku, joten näistä kolmesta olisi vaikeinta ionisoida $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ .
$ \ ce {Ar, K +} $ ja $ \ ce { Ca ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Ca} $ on suurin atomiluku, joten näistä kolmesta olisi vaikeaa ionisoi $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ .
Nyt on vain tarpeen verrata $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ – $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ . Koska $ 2p $ kiertoradat ovat lähempänä ydintä kuin $ 3p $ kiertoradat, on vaikeampi ionisoida $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ kuin $ \ ce {Ca ^ {2+}} $ .
vastaus
Aksiomi 1: Ionisointienergia kasvaa vasemmalta oikealle pitkin jakso.
Aksiomi 2: Ionisointienergia vähenee ylhäältä alas ryhmää pitkin.
Molemmat näistä ovat usein tai enimmäkseen oikea. On kuitenkin enemmän. Muista, että puramallasi elektronilla on negatiivinen varaus ( $ \ ce {e -} $ ). Joten:
Aksiomi 3: Ionisointienergia kasvaa dramaattisesti jokaisen käyttöön otetun positiivisen varauksen kohdalla.
Ja myös ilmaisemaan ydin vs. valenssielektronit:
Aksiomi 4: Ydinelektronin ensimmäinen ionisaatioenergia on dramaattisesti enemmän kuin valenssielektronin.
Sinun tapauksessasi sinulla on kuusi atomia vertaamaan, millä kaikilla on vain ydinelektroneja ( jos lasket jalokaasujen täysin asutun kuoren ydinelektroneiksi, mikä ei ole ehdottomasti oikea, mutta riittävän lähellä). Siksi meidän ei tarvitse ottaa huomioon aksiomia 4. Aksiomi 3 kertoo meille, että $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ ja $ \ ce {Ca ^ 2 +} $ ovat ainoat kilpailijat maksimaalisen ionisoinnin energian saamiseksi, koska molemmilla on korkein varaus. Ja verrattaessa näitä kahta aksiooman 2 mukaan, saavutetaan $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ , jolla on korkein ionisaatioenergia näistä atomeista.