Что такое потенциал ионизации атома
Потенциал ионизации
Энергия ионизации, или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (J1) (для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента.), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность. Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества. На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:
На энергию ионизации оказывают влияние также и менее значительные факторы, такие, как квантовомеханическая обменная энергия, спиновая и зарядовая корреляция и др.
Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение (это понятно, так как чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, самопроизвольно это произойти не может).
| Элемент | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na | 495,8 | 4564 | — | — | — | — | — |
| Mg | 737,7 | 1451 | 7730 | — | — | — | — |
| Al | 577,6 | 1817 | 2744 | 11600 | — | — | — |
| Si | 786,5 | 1577 | 3228 | 4350 | 16100 | — | — |
| P | 1011,8 | 1904 | 2910 | 4950 | 6270 | 21200 | — |
| S | 999,6 | 2253 | 3380 | 4565 | 6950 | 8490 | 27000 |
| Cl | 1251,2 | 2296 | 3850 | 5160 | 6560 | 9360 | 11000 |
| Ar | 1520,6 | 2666 | 3946 | 5770 | 7230 | 8780 | 12000 |
Ссылки
Внешние ссылки
Структурная химия
Полезное
Смотреть что такое «Потенциал ионизации» в других словарях:
потенциал ионизации — ионизационный потенциал — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы ионизационный потенциал EN… … Справочник технического переводчика
ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ — то же, что ионизационный потенциал … Большой Энциклопедический словарь
ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ — частицы (молекулы, атома, иона), минимальная разность потенциалов U, к рую должен пройти электрон в ускоряющем электрич. поле, чтобы приобрести кинетич. энергию, достаточную для ионизации частицы. П. и. частицы X с образованием частицы X… … Химическая энциклопедия
потенциал ионизации — то же, что ионизационный потенциал. * * * ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ, то же, что ионизационный потенциал (см. ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ) … Энциклопедический словарь
потенциал ионизации — Смотри потенциал ионизации, ионизационный потенциал … Энциклопедический словарь по металлургии
потенциал ионизации — jonizacijos potencialas statusas T sritis chemija apibrėžtis Mažiausias potencialų skirtumas, kurį reikia sudaryti, kad elektronas įgautų dalelės jonizacijai pakankamą kinetinę energiją. atitikmenys: angl. ionization potential rus. ионизационный… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
потенциал ионизации — jonizacijos potencialas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ionization potential; ionizing potential vok. Ionisationspotential, n; Ionisierungspotential, n rus. ионизационный потенциал, m; потенциал ионизации, m pranc. potentiel… … Fizikos terminų žodynas
Потенциал ионизации — см. Ионизационный потенциал … Большая советская энциклопедия
ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ — то же, что ионизационный потенциал … Естествознание. Энциклопедический словарь
потенциал ионизации, ионизационный потенциал — [ionization potential] физическая величина, определяемая отношением минимальной энергии, необходимой для однократной ионизации атома (или молекулы), находящаяся в основном состоянии, к заряду электрона. Ионизационный потенциал мера энергии… … Энциклопедический словарь по металлургии
ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ
ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ частицы (молекулы, атома, иона), минимальная разность потенциалов U, к-рую должен пройти электрон в ускоряющем электрич. поле, чтобы приобрести кинетич. энергию, достаточную для ионизации частицы. Потенциал ионизации частицы X с образованием частицы X’ соответствует процессу:
Более общее понятие-энергия ионизации Е, миним. энергия, необходимая для удаления электрона из частицы на бесконечность. Она связана с потенциалом ионизации соотношением:
где е-элементарный электрич. заряд. Энергия ионизации является св-вом частицы и не зависит от способа удаления электрона, тогда как потенциал ионизации, строго говоря, лишь характеристика исторически первого метода ионизации электронным ударом (см. Ионы в газах). Энергия ионизации, выраженная в эВ, численно совпадает с потенциалом ионизации, выраженным в В.
Для атомов понятия первого, второго и т. д. потенциала ионизации относят к ионизации невозбужденного атома с образованием невозбужденного положит. иона. Для молекул различают адиабатический потенциал ионизации и вертикальные потенциалы ионизации Адиабатический потенциал ионизации отвечает процессу, при к-ром из молекулы, находящейся в основном состоянии, в результате ионизации образуется положит. мол. ион также в основном состоянии. Вертикальные потенциалы ионизации характеризуют ионизацию молекул, при к-рой образующийся мол. ион может находитья в произвольном энергетич. состоянии (электронном и колебательном), причем соответствующие квантовые переходы происходят без изменения межъядерных расстояний (рис. 1).
Возможно термодинамич. определение потенциала ионизации атомов и адиабатического потенциала ионизации молекул через стандартную энтальпию D H 0 р-ции X
Х + + е при абс. нуле т-ры:
D H 0 = N A E = N A Ue,
Первые потенциалы ионизации известны для атомов всех элементов перио-дич. системы и нсск. тыс. молекул. У легких атомов с зарядом ядра Z
Рис. 2. Зависимость первых потенциалов ионизации U 1 атомов хим. элементов от атомного номера Z.
В кон. 70-х гг. 20 в. обнаружены т. наз. суперщелочи-молекулы с экстремально низкими значениями потенциалов ионизации: ОК 4 (3,62 В), ОК 3 (3,65 В), ClNa 2 (4,15 В) и др.
При переходе от валентных электронов атома к остовным потенциал ионизации резко увеличивается. Так, для Be U 1 9,320 В, U 2 18,206 В, U 3 153,850 В.
Квантовомех. расчеты потенциалов ионизации для атомов, двух- и трехатомных молекул дают значения, близкие по точности к экспериментальным. Точность расчета в целом зависит от метода; так, для многоатомных молекул в рамках метода мол. орбиталей она обычно не превышает 1 эВ (см. Купманса теорема).
П отенциал ионизации вместе со сродством к электрону определяет величину электроотрицательности атомов и молекул. Знание потенциалов ионизации необходимо для расчетов термохим. процессов в иони-зир. газах и плазме (газоразрядные приборы, магнитогид-родинамич. генераторы, процессы в верх. слоях атмосферы и т.п.).
Лит.: Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник, под ред. В. Н. Кондратьева, М., 1974; Аллен К. У., Астрофизические величины, пер. с англ., М., 1960; Степанов Н. Ф., Пу-пышев В. И., Квантовая механика молекул и квантовая химия, М., 1991.
Энергия ионизации и ее потенциал
Дата публикации: 20 октября 2020
Ионы
С греческого ión переводится как идущий.
Ионы-это частицы с положительным или отрицательным зарядом, в которые превращаются атомы или группы атомов при потере или присоединении электронов, или других заряженных частиц.
Первым ввел термин Ионы М.Фарадей в 1834 году. Он изучал действие электрического тока на растворы щелочей, кислот, солей и выдвинул предположение, что электропроводность этих растворов обусловлена движением ионов.
Ионы могут быть:
Они могут быть:
Величина заряда иона зависит от количества присоединенных или потерянных частиц.
В растворе или расплаве электролита их движение хаотично и лишь при пропускании электрического тока через раствор или расплав их движение становится направленным. К катоду (отрицательно заряженный электрод) движение осуществляют положительно заряженные ионы (катионы). К катионам относятся ионы металлов, водорода и ион амония(K+,Na+,Fe2+,H+,NH4+). А к аноду (положительно заряженный электрод) движутся отрицательно заряженные ионы(анионы). К анионам относятся ионы кислотных остатков, гидрокси-ион и другие(NO3-,Cl-,OH-).
Все растворы электролитов электронейтральны, потому что сумма зарядов анионов и катионов равны между собой.
Ионы в составе молекул вещества
Ионы могут быть в составе молекул различных веществ.
Ионы можно встретить как самостоятельные частицы во всех агрегатных состояниях веществ:жидкостях, кристаллах, газах.
В газах
В природных условиях ионы образуются при разряде молнии, от солнечных лучей и космического излучения.
Ионы в организме
Ионы в организме живых существ выполняют множество различных функций: обусловливают механизм проникновения клеточных мембран, регулируют сокращения мышечных волокон, способствуют проведению импульса возбуждения по нервным волокнам и др. Состояние диссоциации и ассоциации ионов в молекулы в тканевых жидкостях и клетках организма поддерживается на определенном уровне в норме. Но при некоторых состояниях может смещаться.
Энергия ионизации
Энергия ионизации — это наименьшая энергия, которую нужно затратить для удаления электрона из свободного атома.
Ее иногда называют первый ионизационный потенциал. Потенциал ионизации связан с энергией ионизации. Обозначается потенциал ионизации буквой U. Измеряется в В(вольтах).
Зависимость энергии ионизации с потенциалом ионизации выражается по формуле:
Величина энергии ионизации является внутренним свойством и не имеет отношения к способу ионизации. Потенциал ионизации- исторически полученная величина при первом методе ионизации электронным ударом.
Что такое ионизационные потенциалы
Ионизационный потенциал или потенциал ионизации — это та работа, которую нужно потратить, чтоб оторвался электрон от атома и при этом был удален на бесконечно большое расстояние (т. е. таким образом, чтоб не попадал под действие положительно заряженного ядра).
Потенциалы ионизации бывают:
Проще и легче отщепить от атома первый электрон. Для отрыва следующих электронов потенциал ионизации будет расти т. к. увеличится свободный заряд иона, притягивающего электроны.
Отщепить первый электрон труднее всего у инертных газов, потому что их замкнутые электронные оболочки обладают исключительной стабильностью. Соответственно второй и третий электроны будет оторвать еще сложнее.
Легче всего отщепить первый электрон у атомов щелочных металлов т. к. он единственный валентный электрон.
В одной подгруппе электрон будет иметь наименьшую связь и более легко отрываться, чем выше у него порядковый номер. Имея аналогичную электронную структуру атому проще потерять электрон в том случае, если он находится дальше от положительно заряженного ядра.
При наименьшем ионизационном потенциале атома произойдет наиболее легкая отдача электрона.
Еще одной важной характеристикой атома является сродство к электрону.
Сродство к электрону — это величина энергии, которая выделяется или поглощается при присоединении электрона к свободному атому и превращении его в отрицательный ион.
Легче всего электроны присоединяют к себе те атомы, которые достраивают внешнюю орбиту т. е. по конфигурации похожи на благородные газы. К таким элементам можем отнести те, у которых на внешней оболочке от 4 до 7 электронов. Легче всего отдают электроны атомы элементов, у которых после отдачи электрона остается восьмиэлектронная оболочка. Это элементы, у которых на наружной оболочке находится 1,2 или 3 электрона.
Нет зависимости величины сродства элемента к электору и его ионизационного потенциала. Это означает, что сродство элемента к электрону не будет больше при его большем ионизационном потенциале. На эту величину сильное влияние оказывает структура электронной оболочки атома. Например, при высоком ионизационном потенциале инертных газов у них большая устойчивость структуры электронных оболочек, по этой же причине очень маленькое сродство к электрону.
Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.
Ионизационный потенциал атома
Энергия ионизации, или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (J1) (для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента.), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность. Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества. На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:
На энергию ионизации оказывают влияние также и менее значительные факторы, такие, как квантовомеханическая обменная энергия, спиновая и зарядовая корреляция и др.
Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение (это понятно, так как чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, самопроизвольно это произойти не может).
| Элемент | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na | 495,8 | 4564 | — | — | — | — | — |
| Mg | 737,7 | 1451 | 7730 | — | — | — | — |
| Al | 577,6 | 1817 | 2744 | 11600 | — | — | — |
| Si | 786,5 | 1577 | 3228 | 4350 | 16100 | — | — |
| P | 1011,8 | 1904 | 2910 | 4950 | 6270 | 21200 | — |
| S | 999,6 | 2253 | 3380 | 4565 | 6950 | 8490 | 27000 |
| Cl | 1251,2 | 2296 | 3850 | 5160 | 6560 | 9360 | 11000 |
| Ar | 1520,6 | 2666 | 3946 | 5770 | 7230 | 8780 | 12000 |
Ссылки
Внешние ссылки
Структурная химия
Полезное
Смотреть что такое «Ионизационный потенциал атома» в других словарях:
ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ — (потенциал ионизации), наименьшая разность потенциалов V, к рую должен пройти эл н в ускоряющем электрич. поле, чтобы его энергия eV была достаточна для ионизации невозбуждённого атома (или молекулы) электронным ударом (е заряд эл на). Такой эл н … Физическая энциклопедия
ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ — энергия ионизации, делённая на величину заряда электрона е. И. п. равен ускоряющей разности потенциалов V, к рую нужно приложить, чтобы сообщить электрону энергию eV, достаточную для ионизации атома (или молекулы) при их соударении. Значения И. п … Физическая энциклопедия
ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ — физическая величина, определяемая отношением энергии, необходимой для однократной ионизации атома (молекулы), к заряду электрона. Характеризует прочность связи электрона в атомной системе … Большой Энциклопедический словарь
потенциал ионизации, ионизационный потенциал — [ionization potential] физическая величина, определяемая отношением минимальной энергии, необходимой для однократной ионизации атома (или молекулы), находящаяся в основном состоянии, к заряду электрона. Ионизационный потенциал мера энергии… … Энциклопедический словарь по металлургии
ионизационный потенциал — физическая величина, определяемая отношением энергии, необходимой для отрыва электрона от атома (молекулы, иона), к заряду электрона. Характеризует прочность связи электрона в атомной системе. * * * ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ … Энциклопедический словарь
Ионизационный потенциал — потенциал ионизации, физическая величина, определяемая отношением наименьшей энергии, необходимой для однократной ионизации (См. Ионизация) атома (или молекулы), находящегося в основном состоянии, к заряду электрона. И. п. мера энергии… … Большая советская энциклопедия
ИОНИЗАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ — (потенциал ионизации), миним. разность потенциалов U, к рую должен пройти электрон в ускоряющем электрич. поле, чтобы его кинетич. энергия стала достаточной для ионизации атома (молекулы). Более общее понятие энергия ионизации Е, мииим. энергия,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Потенциал ионизации — Энергия ионизации, или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (J1) (для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, представляющих собой энергию удаления электрона от его… … Википедия
ионизационный — относящийся к ионизации; и ная камера устройство, применяемое в физике и технике для измерения и исследования ионизирующих излучений по ионизационному току, который возникает в камере под действием излучения; и. потенциал энергия, которую… … Словарь иностранных слов русского языка
Электроотрицательность — атома, величина, характеризующая способность атома в молекуле притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи. Известно несколько способов вычисления Э. Так, согласно Р. Малликену (1935), мерой Э. может служить сумма… … Большая советская энциклопедия