Ich bereite mich auf meine Abschlussprüfung vor und bin sehr verwirrt über die Ionisierungsenergie. Eine Beispielfrage wäre:
Zwischen den Arten $ \ ce {Ne, Na +, Mg ^ 2 + , Ar, K +, $ \ & $ ~ Ca ^ 2 +} $ , welches hat die höchste Ionisierungsenergie?
Ich dachte, dass die Ionisierungsenergie in einer Gruppe im Periodensystem von links nach rechts und in einer Gruppe von unten nach oben zunimmt, also dachte ich, dass $ \ ce {Ne} $ wäre derjenige mit der höchsten Ionisierungsenergie. Die richtige Antwort lautet jedoch $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ . Ich gehe davon aus, dass dies etwas mit den Elektronen zu tun hat, aber ich weiß nicht was.
Kommentare
- Nehmen Sie ein neutrales Atom. Entfernen Sie eines Elektron. Das hat etwas Energie gekostet. Jetzt ein zweites Elektron entfernen. Nimmt das mehr Energie oder weniger Energie als das erste Elektron zu entfernen?
- Diese sind nicht ' t Verbindungen.
Antwort
Wie bei den meisten chemischen Rätseln müssen Sie das Problem mithilfe einiger chemischer Kenntnisse vereinfachen.
Zuerst gibt es zwei Elektronenkonfigurationen: $ \ ce {Ne, Na +} $ und $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ haben alle die Konfiguration $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6} $ . $ \ ce {Ar, K +} $ und $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ haben alle die Konfiguration $ {1s ^ 2 2s ^ 22p ^ 6 3s ^ 2 3p ^ 6} $ .
Für $ \ ce {Ne, Na +} $ und $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Mg} $ hat die höchste Ordnungszahl, so dass es am schwierigsten wäre, $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $
Für $ \ ce {Ar, K +} $ und $ \ ce { Ca ^ {2 +}} $ , $ \ ce {Ca} $ hat die höchste Ordnungszahl, daher wäre es von diesen drei am schwierigsten ionisiere $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ .
Jetzt muss nur noch die Ionisation von $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ bis $ \ ce {Ca ^ {2 +}} $ . Da die $ 2p $ -Orbitale näher am Kern liegen als die $ 3p $ -Orbitale, wird es schwieriger $ \ ce {Mg ^ {2 +}} $ als $ \ ce {Ca ^ {2+}} zu ionisieren $ .
Antwort
Axiom 1: Die Ionisierungsenergie nimmt von links nach rechts zu eine Periode.
Axiom 2: Die Ionisierungsenergie nimmt entlang einer Gruppe von oben nach unten ab.
Beide sind häufig oder meistens richtig. Es gibt jedoch noch mehr. Denken Sie daran, dass das Elektron , das Sie extrahieren, eine negative Ladung trägt ( $ \ ce {e -} $ ). Also:
Axiom 3: Die Ionisierungsenergie steigt mit jeder eingeführten positiven Ladung dramatisch an.
Und um das Konzept der Kern- gegen Valenzelektronen zu erläutern:
Axiom 4: Die erste Ionisierungsenergie eines Kernelektronens wird dramatisch höher sein als das eines Valenzelektronen.
In Ihrem Fall müssen Sie sechs Atome vergleichen, von denen alle nur Kernelektronen haben ( wenn Sie die vollständig besiedelte Hülle der Edelgase als Kernelektronen zählen, was nicht genau richtig, aber nah genug ist). Daher müssen wir Axiom 4 nicht berücksichtigen. Axiom 3 sagt uns, dass $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ und $ \ ce {Ca ^ 2 +} $ sind die einzigen Kandidaten für maximale Ionisierungsenergie, da beide die höchste Ladung haben. Wenn wir die beiden gemäß Axiom 2 vergleichen, erhalten wir $ \ ce {Mg ^ 2 +} $ mit der höchsten Ionisierungsenergie dieser Atome.