Pengionan tenaga atom

Tenaga pengionan - ciri utama atom. Ia menentukan sifat dan kekuatan ikatan kimia, yang mampu membentuk atom. Mengurangkan sifat-sifat bahan-bahan (mudah) juga bergantung kepada ciri-ciri ini.

Konsep "tenaga pengionan" kadang-kadang digantikan dengan istilah "pengionan pertama potensi» (I1), membayangkan bahawa tenaga yang sangat sedikit, yang perlu untuk memastikan bahawa elektron dikeluarkan daripada atom bebas, apabila ia berada dalam apa-apa keadaan tenaga, yang dipanggil lebih rendah.

Khususnya, apa yang dipanggil tenaga untuk atom hidrogen, yang diperlukan untuk proton detasmen elektron. Untuk atom dengan elektron Beberapa wujud konsep kedua, ketiga, dan lain-lain potensi pengionan.

Tenaga pengionan atom hidrogen - adalah jumlah yang satu penggal adalah tenaga elektron, dan lain - tenaga keupayaan sistem.

Tenaga kimia atom hidrogen ditandakan «Ea» simbol, dan jumlah tenaga keupayaan sistem dan tenaga elektron boleh dinyatakan oleh formula: Ea = E + T = -Ze / 2.R.

Ungkapan ini menunjukkan bahawa kestabilan sistem itu secara langsung berkaitan dengan pertuduhan nuklear dan jarak antara ia dan elektron. Semakin kecil jarak ini, lebih besar caj pada nukleus, lebih banyak mereka telah disediakan, sistem yang lebih stabil dan lebih stabil, lebih banyak tenaga perlu dibelanjakan pada waktu rehat yang berkaitan.

Ia adalah jelas bahawa tahap tenaga dibelanjakan untuk kemusnahan sistem komunikasi boleh dibandingkan kestabilan: semakin tinggi tenaga, sistem yang lebih stabil.

Tenaga pengionan atom - (daya yang diperlukan untuk memecahkan ikatan dalam atom hidrogen) telah dikira dengan kajian. Hari ini, nilainya diketahui dengan tepat 13.6 eV (volt elektron). penyelidik kemudian, juga melalui satu siri eksperimen dapat mengira tenaga yang diperlukan untuk patah atom kerana - sistem elektron yang terdiri daripada elektron tunggal dan nukleus caj, dua kali pertuduhan atom hidrogen. Bagi eksperimen yang ditetapkan oleh yang dalam hal sedemikian memerlukan 54.4 eV.

undang-undang elektrostatik yang dikenali menetapkan bahawa tenaga pengionan yang diperlukan untuk memecahkan ikatan antara caj bertentangan (Z dan e), dengan syarat bahawa mereka berada pada jarak R, adalah tetap (ditentukan) dalam persamaan: T = Ze / R.

Tenaga ini adalah berkadar dengan jumlah caj dan, oleh itu, adalah berkadar songsang dengan jarak yang jauh. Ini adalah agak semula jadi: lebih caj, semakin kuat daya menghubungkan mereka, daya yang lebih kuat diperlukan untuk membuat untuk memecahkan hubungan antara mereka. Begitu juga dengan jarak: yang lebih kecil ia, semakin kuat tenaga pengionan, lebih banyak akan perlu membayar untuk memecahkan sambungan.

hujah ini menjelaskan mengapa sistem dengan caj yang kuat daripada nukleus atom stabil dan memerlukan lebih banyak tenaga untuk mengeluarkan elektron.

soalan segera timbul: "Jika caj nukleus hanya dua kali lebih kuat, mengapa tenaga pengionan yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron, ia tidak bertambah dalam dua dan empat kali mengapa ia adalah sama dengan dua kali caj, untuk mengambil persegi (54.4 / 13.6 = 4? )? ".

percanggahan ini dijelaskan dengan agak mudah. Jika tuduhan Z dan E dalam sistem berada di dalam bersama negeri imobilitas relatif, tenaga (T) adalah berkadar dengan Z pertuduhan itu, dan mereka meningkat secara berkadaran.

Tetapi dalam satu sistem di mana elektron e kernel caj menjadikan gilir dengan Z dikenakan bayaran manakala Z dikuatkan radius berkadaran dikurangkan putaran R: elektron lebih kuat tertarik kepada teras.

Kesimpulannya adalah jelas. Tenaga pengionan bertindak atas pertuduhan nuklear, jauh (jejari) dari nukleus ke titik tertinggi ketumpatan cas elektron luar; daya tolakan antara elektron luar dan langkah elektron keupayaan menembusi.