منو
 کاربر Online
632 کاربر online

پتانسیل یونیزاسیون

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)

انرژی لازم برای جدا کردن سست ترین الکترون متصل به یک اتم منفرد و گازی در حالت اصلی آن را انرژی یونش آن عنصر می نامیم.

اگر سیستمی انرژی جذب کند، مقدار انرژی را با علامت مثبت و اگر انرژی آزاد کند، آن را با علامت منفی نشان می دهیم. چون فرایند یونش، مانند آنچه که در بالا توصیف شد، متضمن جذب انرژی است، پس علامت انرژی یونش همواره مثبت است.

انرژی یونش معمولا با روشهای طیف نمایی تعیین می شود.ترازهای انرژی الکترونی به سمت حد معینی میل می کنند. انرژی یونش، مقدار انرژی لازم برای رساندن الکترون به این حد ، یا مقدار انرژی است که هنگام سقوط یک الکترون از این حد به حالت اصلی منتشر می شود. این حد به آسانی از طیف اتمی قابل تشخیص است.زیرا پس از این حد و در جهت طول موجهای کوتاهتر ، طیف اتمی دیگر به صورت خطی نبوده بلکه پیوسته است. محدودیت الکترون به حالات انرژی کوانتومی ، پس از جدا شدن آن از اتم بر طرف می شود و چنین الکترونی ، طیف پیوسته ای را تولید می کند.

پتانسیل یونش هر عنصر عبارت از حداقل پتانسیل لازم برای جدا کردن الکترون از اتم است. پتانسیل یونش از لحاظ عددی برابر با انرژی یونش است که بر حسب واحد انرژی الکترون ولت (ev) بیان می شود. یک الکترون ولت عبارت از مقدار انرژی جنبشی است که یک الکترون هنگام حرکت بین دو نقطه با اختلاف پتانسیل یک ولت به دست می آورد.

بعضی از اتمها با گرفتن یک یا چند الکترون تولید یونهای منفی می کنند. اصطلاحات پتانسیل یونش و انرژی یونش تنها در مورد تولید یون مثبت، بر اثر جدا شدن یک الکترون از اتم، به کار می روند. بعضی از یونهای مثبت (مانند یونهای مثبت گازهای نجیب با عناصری که معمولا فقط یونهای منفی تشکیل می دهند) ، هرگز در واکنشهای شیمیایی معمولی تولید نشده اند.

عواملی که در اندازه پتانسیل یونش یک اتم مؤثرند همانهایی هستند که در تعیین مقدار انرژی اوربیتالی دخالت دارند. چون بار هسته هلیم (2+) است، دو برابر بار هسته هیدروژن (1+) است و الکترون جدا شده از هر یک از این اتمها یک الکترون 1s است، بنابراین پتانسیل یونش He بیشتر از پتانسیل یونش H)) می باشد.اما گرچه بار هسته ((لیتیم (3+) بزرگتر از بار هسته هلیم (2+) است، پتانسیل یونش 1i به مراتب کمتر از پتانسیل یونش He است. چون هر دو الکترون He یک لایه فرعی (1s) را اشغال می کنند، هیچ یک از این الکترونها به طور مؤثر بار هسته را نسبت به الکترون دیگر نمی پشاند. ولی اتم Li بزرگتر از اتم He و دارای دو الکترون 1s است که بار هسته را نسبت به الکترونی که از اتم جدا می شود (یک الکترون 2s) شدیدا می پوشانند.

در دوره دوم Li تا Ne)، بار هسته از +3 به +10 افزایش می یابد و شعاع اتمی کاهش پیدا می کند. در عناصر این دوره چون الکترونها به یک لایه (لایه خارجی) افزوده می شوند، اثر پوششی الکترونهای 1s با افزایش این الکترونها اندکی زیاد می شود و بنابراین با افزایش بار هسته، پتانسیل یونش افزایش می یابد. به طور کلی در هر دوره، پتانسیل یونش با افزایش بار هسته و کاهش شعاع اتمی ، افزایش می یابد.

سرعت افزایش پتانسیل یونش عناصر واسطه طی یک دوره، به اندازه سرعت افزایش آن در مورد عناصر نماینده نیست. پتانسیل یونش عناصر واسطه داخلی تقریبا ثابت است، از اینرو ، این عناصر به اندازه کافی پتانسیل یونش پایین دارند که بتوانند الکترون از دست بدهند و مانند فلز عمل کنند. در این عناصر الکترونهای متمایز کننده به لایه های داخلی افزوده می شوند. افزایش اثر پوششی که از افزایش این الکترونها ناشی می شود، خصلت مذکور (ثابت ماندن پتانسیل یونش) را توجیه می کند.

برای عناصر نماینده، پتانسیل یونش در هر گروه از بالا به پایین (از سبکترین عنصر) کاهش می یابد. در هر گروه ، اثر افزایش بار هسته به مقدار قابل ملاحظه ای به علت اثر پوششی ناشی از افزایش الکترونهای داخلی تقلیل می یابد و پتانسیل یونش با افزایش شعاع اتمی کاهش پیدا می کند.

بالا بودن پتانسیل یونش گازهای نجیب نشان می دهد که آرایش الکترونی این عناصر خیلی پایدار است وجدا کردن یک الکترون از این آرایشهای الکترونی کامل دشوار است.

عناصر Br ، Mg ، Zn ، Cd ، Hg (که ترازهای فرعی آنها پر شده است)نسبت به عناصر بعدی در همان دوره دارای پتانسیلهای یونش بالاتری هستند. در یونش هر یک از عناصر مذکور، یک الکترون از لایه فرعی s پر شده جدا می گردد، در حالی که عنصری که بعد از هر یک از آنها در جدول قرار دارد، یک الکترون p از دست می دهد. چون الکتون P یک لایه در مقایسه با الکترون s همان لایه کمتر می تواند در الکترونهای پوششی نفوذ کند، پیوند الکترون p با هسته اتم سست تر است و جدا کردن آن، انرژی کمتری لازم دارد.

در اتمهای N Pو As هر یک از سه الکترون لایه فرعی p نیمه پر، به تنهایی یک اوربیتال p را اشغال می کند، در حالی که در اتمهای هر یک از عناصر بعدی Se ، SوO) یکی از اوربیتالهای p دارای یک جفت الکترون است و دافعه بین الکترونها ، جدا شدن یکی از آنها را از اتم تسهیل می کند.

بحث ما تا کنون مربوط به پتانسیل اولین یونش بوده است. دومین پتانسیل هر عنصر، انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یون +1 آن عنصر است.

پتانسیل سومین یونش مربوط به فرایند جدا کردن یک الکترون از یون +2 یک عنصر است. پتانسیل یونشهای بالاتر را نیز می توان تعیین کرد. اصطلاح پتانسیل یونش بدون این که کلمات اولین ، دومین، ... را به همراه داشته باشد، به معنی پتانسیل اولین یونش است.

می توان پیشگویی کرد که در مورد هر عنصر پتانسیل سومین یونش بالاتر از پتانسیل دومین یونش بالاتر از اولین یونش باشد. زیرا جدا کردن یک الکترون (بار -1) از یون +2 مشکل تر از جدا کردن آن، از یون +1 و همچنین، جدا کردن یک الکترون از یون +1 مشکل تر از جدا کردن آن از اتم خنثی است. بالا بودن مقادیر مشاهده شده برای پتانسیل های سومین و چهارمین یونش، نشان می دهد که تنها معدودی از یونهایی که بار مثبت زیاد دارند، می توانند در شرایط عادی وجود داشته باشند.

باید به خاطر داشت که از نظر فعالیت شیمیایی، پتانسیل یونش، انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون است. از این رو، فعال ترین عناصر، از نظر از دست دادن الکترون (خاصیت فلزی) ، آنهایی هستند که پایینترین پتانسیلهای یونش را دارند. این عناصر، در گوشه پایین سمت چپ جدول تناوبی قرار گرفته اند. فعالیت شیمیایی عناصر، بر حسب از دست دادن الکترون، به تدریج که از این گوشه جدول به طرف بالا یا سمت راست آن حرکت می کنیم، کاهش می یابد.


تعداد بازدید ها: 26248


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..