Mi sto preparando per lesame finale e sono molto confuso riguardo allenergia di ionizzazione. Una domanda di esempio potrebbe essere:
Tra le specie $ \ ce {Ne, Na +, Mg ^ 2 + , Ar, K +, $ \ & $ ~ Ca ^ 2 +} $ , quale ha la più alta energia di ionizzazione?
Ho pensato che lenergia di ionizzazione aumentasse da sinistra a destra in un periodo e dal basso verso lalto in un gruppo nella tavola periodica, quindi ho pensato che $ \ ce {Ne} $ sarebbe quello con la più alta energia di ionizzazione. Ma la risposta giusta è $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ . Presumo che questo abbia qualcosa a che fare con gli elettroni, ma non so cosa.
Commenti
- Prendi un atomo neutro. Rimuovine uno elettrone. Ci è voluta un po di energia. Ora rimuovi un secondo elettrone. Serve più energia o meno energia per rimuovere il primo elettrone?
- Quelli non sono ' t composti.
Risposta
Come la maggior parte degli enigmi chimici, devi semplificare il problema usando una certa conoscenza della chimica.
Innanzitutto ci sono due configurazioni di elettroni. $ \ ce {Ne, Na +} $ e $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ hanno tutti la configurazione $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6} $ . $ \ ce {Ar, K +} $ e $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ hanno tutti la configurazione $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6} $ .
Per $ \ ce {Ne, Na +} $ e $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Mg} $ ha il numero atomico più alto, quindi di questi tre sarebbe più difficile ionizzare $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ .
Per $ \ ce {Ar, K +} $ e $ \ ce { Ca ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Ca} $ ha il numero atomico più alto, quindi di questi tre sarebbe più difficile ionizzare $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ .
Ora è solo necessario confrontare la ionizzazione di $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ a $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ . Poiché gli orbitali $ 2p $ sono più vicini al nucleo rispetto agli orbitali $ 3p $ , sarà più difficile per ionizzare $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ rispetto a $ \ ce {Ca ^ {2+}} $ .
Risposta
Assioma 1: lenergia di ionizzazione aumenta da sinistra a destra lungo un periodo.
Assioma 2: lenergia di ionizzazione diminuisce dallalto verso il basso lungo un gruppo.
Entrambi sono spesso o principalmente corretta. Tuttavia, cè di più. Ricorda che l elettrone che stai estraendo ha una carica negativa ( $ \ ce {e -} $ ). Quindi:
Assioma 3: lenergia di ionizzazione aumenta notevolmente per ogni carica positiva introdotta.
E inoltre, per affermare il concetto di elettroni di nucleo rispetto a quelli di valenza:
Assioma 4: La prima energia di ionizzazione di un elettrone di nucleo sarà notevolmente maggiore rispetto a quello di un elettrone di valenza.
Nel tuo caso, hai sei atomi da confrontare che tutti hanno solo elettroni centrali ( se si conta il guscio completamente popolato dei gas nobili come elettroni del nucleo che non è strettamente corretto ma abbastanza vicino). Pertanto non è necessario considerare lassioma 4. Lassioma 3 ci dice che $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ e $ \ ce {Ca ^ 2 +} $ sono gli unici concorrenti per la massima energia di ionizzazione poiché entrambi hanno la carica più alta. E confrontando i due secondo lassioma 2, arriviamo a $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ con la più alta energia di ionizzazione di questi atomi.