Ik bereid me voor op mijn eindexamen en ik ben erg in de war over ionisatie-energie. Een voorbeeldvraag zou zijn:
Tussen de soorten $ \ ce {Ne, Na +, Mg ^ 2 + , Ar, K +, $ \ & $ ~ Ca ^ 2 +} $ , welke heeft de hoogste ionisatie-energie?
Ik dacht dat ionisatie-energie van links naar rechts toenam in een periode en van beneden naar boven in een groep in het periodiek systeem, dus ik dacht dat $ \ ce {Ne} $ zou degene zijn met de hoogste ionisatie-energie. Maar het juiste antwoord is $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ . Ik neem aan dat dit iets te maken heeft met de elektronen, maar ik weet niet wat.
Opmerkingen
- Neem een neutraal atoom. Verwijder er een elektron. Dat kostte wat energie. Verwijder nu een tweede elektron. Kost dat meer energie of minder energie dan om het eerste elektron te verwijderen?
- Die zijn ' t verbindingen.
Antwoord
Zoals de meeste chemische raadsels moet je het probleem vereenvoudigen door enige kennis van scheikunde te gebruiken.
Ten eerste zijn er twee elektronenconfiguraties. $ \ ce {Ne, Na +} $ en $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ hebben allemaal de configuratie $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6} $ . $ \ ce {Ar, K +} $ en $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ hebben allemaal de configuratie $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6} $ .
Voor $ \ ce {Ne, Na +} $ en $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Mg} $ heeft het hoogste atoomnummer, dus van deze drie zou het moeilijker zijn om $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $
Voor $ \ ce {Ar, K +} $ en $ \ ce { Ca ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Ca} $ heeft het hoogste atoomnummer, dus van deze drie is het moeilijker om ioniseer $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ .
Nu is het alleen nodig om de ionisatie van $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ naar $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ . Aangezien de $ 2p $ orbitalen dichter bij de kern zijn dan de $ 3p $ orbitalen, zal het moeilijker zijn $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ ioniseren dan $ \ ce {Ca ^ {2+}} $ .
Antwoord
Axioma 1: ionisatie-energie neemt toe van links naar rechts een periode.
Axioma 2: Ionisatie-energie neemt af van boven naar beneden langs een groep.
Beide zijn vaak of meestal correct. Maar er is meer. Onthoud dat het elektron dat u extraheert een negatieve lading heeft ( $ \ ce {e -} $ ). Dus:
Axioma 3: Ionisatie-energie neemt dramatisch toe voor elke geïntroduceerde positieve lading.
En ook, om het concept van kern- versus valentie-elektronen te noemen:
Axioma 4: De eerste ionisatie-energie van een kernelektron zal dramatisch meer zijn dan dat van een valentie-elektron.
In jouw geval heb je zes atomen om te vergelijken die alle alleen kernelektronen hebben ( als je de volledig bevolkte schil van de edelgassen meetelt als kernelektronen, wat niet strikt correct is, maar dichtbij genoeg). We hoeven axioma 4 dus niet in overweging te nemen. Axioma 3 vertelt ons dat $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ en $ \ ce {Ca ^ 2 +} $ zijn de enige deelnemers aan maximale ionisatie-energie aangezien ze allebei de hoogste lading hebben. En als we de twee vergelijken volgens axioma 2, komen we uit op $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ met de hoogste ionisatie-energie van deze atomen.