พลังงานไอออไนเซชัน: ศักยภาพวิธีการตรวจสอบ - กายภาพ - 2026

พลังงานไอออไนซ์หมายถึงจำนวนเงินขั้นต่ำของพลังงานมักจะแสดงในหน่วยของกิโลจูลต่อโมล (kJ / mol) ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตการเปิดตัวของอิเล็กตรอนอยู่ในอะตอมใน ก๊าซที่อยู่ในรัฐพื้นฐาน

สถานะของก๊าซหมายถึงสถานะที่ปราศจากอิทธิพลที่อะตอมอื่นสามารถกระทำต่อตัวเองได้เช่นเดียวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล ขนาดของพลังงานไอออไนเซชันเป็นพารามิเตอร์ในการอธิบายแรงที่อิเล็กตรอนจับกับอะตอมซึ่งเป็นส่วนหนึ่ง

พลังงานไอออไนเซชันแรก

กล่าวอีกนัยหนึ่งยิ่งต้องใช้พลังงานไอออไนเซชันมากเท่าไหร่การแยกอิเล็กตรอนที่เป็นปัญหาก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น

ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน

ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมหรือโมเลกุลถูกกำหนดให้เป็นปริมาณพลังงานขั้นต่ำที่ต้องใช้เพื่อทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากเปลือกนอกสุดของอะตอมในสถานะพื้นและมีประจุเป็นกลาง นั่นคือพลังงานไอออไนเซชัน

ควรสังเกตว่าเมื่อพูดถึงศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนจะมีการใช้คำที่ตกอยู่ในการเลิกใช้ เนื่องจากก่อนหน้านี้การกำหนดคุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับการใช้ศักย์ไฟฟ้าสถิตกับตัวอย่างที่สนใจ

ด้วยการใช้ศักย์ไฟฟ้าสถิตนี้เกิดขึ้นสองสิ่ง: การแตกตัวเป็นไอออนของสายพันธุ์เคมีและการเร่งความเร็วของกระบวนการหลั่งอิเล็กตรอนที่ต้องการกำจัด

ดังนั้นเมื่อเริ่มใช้เทคนิคสเปกโทรสโกปีในการกำหนดคำว่า "ศักยภาพไอออไนเซชัน" จึงถูกแทนที่ด้วย "พลังงานไอออไนเซชัน"

ในทำนองเดียวกันเป็นที่ทราบกันดีว่าคุณสมบัติทางเคมีของอะตอมถูกกำหนดโดยโครงสร้างของอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุดในอะตอมเหล่านี้ ดังนั้นพลังงานไอออไนเซชันของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเสถียรของเวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมัน

วิธีการหาพลังงานไอออไนเซชัน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้วิธีการในการกำหนดพลังงานไอออไนเซชันส่วนใหญ่กำหนดโดยกระบวนการโฟโตอิเล็กทริกซึ่งขึ้นอยู่กับการกำหนดพลังงานที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอนอันเป็นผลมาจากการประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก

แม้ว่าอาจกล่าวได้ว่าอะตอมมิกสเปกโทรสโกปีเป็นวิธีการที่รวดเร็วที่สุดในการกำหนดพลังงานไอออไนเซชันของตัวอย่าง แต่ก็มีโฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปีซึ่งจะวัดพลังงานที่อิเล็กตรอนถูกจับกับอะตอม

ในแง่นี้โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลตหรือที่เรียกว่า UPS สำหรับตัวย่อในภาษาอังกฤษเป็นเทคนิคที่ใช้การกระตุ้นของอะตอมหรือโมเลกุลผ่านการใช้รังสีอัลตราไวโอเลต

สิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนผ่านอย่างมีพลังของอิเล็กตรอนวงนอกสุดในสายพันธุ์ทางเคมีที่ศึกษาและลักษณะของพันธะที่เกิดขึ้น

ยังเป็นที่ทราบกันดีว่าเอ็กซ์เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปีและรังสีอัลตราไวโอเลตรุนแรงซึ่งใช้หลักการเดียวกันกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดยมีความแตกต่างในประเภทของรังสีที่กระทบกับตัวอย่างความเร็วที่อิเล็กตรอนถูกขับออกและความละเอียด ที่ได้รับ

พลังงานไอออไนเซชันแรก

ในกรณีของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวที่ระดับนอกสุดนั่นคืออะตอมของโพลีอิเล็กโทรนิกส์ที่เรียกว่า - ค่าของพลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนตัวแรกออกจากอะตอมที่อยู่ในสถานะพื้นนั้นจะได้รับจาก สมการต่อไปนี้:

พลังงาน + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

"A" เป็นสัญลักษณ์แทนอะตอมขององค์ประกอบใด ๆ และอิเล็กตรอนเดี่ยวจะแสดงเป็น "e ^- " ดังนั้นจึงได้รับพลังงานไอออไนเซชันแรกเรียกว่า "I ₁ "

ดังจะเห็นได้ว่ามีปฏิกิริยาดูดความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานถูกส่งไปยังอะตอมเพื่อให้ได้อิเล็กตรอนที่เพิ่มเข้าไปในไอออนบวกของธาตุนั้น

ในทำนองเดียวกันค่าของพลังงานไอออไนเซชันแรกของธาตุที่มีอยู่ในช่วงเวลาเดียวกันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับการเพิ่มขึ้นของเลขอะตอม

ซึ่งหมายความว่ามันจะลดลงจากขวาไปซ้ายในช่วงเวลาหนึ่งและจากบนลงล่างในกลุ่มเดียวกันของตารางธาตุ

ในแง่นี้ก๊าซมีตระกูลมีขนาดสูงในพลังงานไอออไนเซชันในขณะที่องค์ประกอบที่เป็นของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ ธ มีค่าพลังงานนี้ต่ำ

พลังงานไอออไนเซชันที่สอง

ในทำนองเดียวกันการกำจัดอิเล็กตรอนตัวที่สองออกจากอะตอมเดียวกันจะได้รับพลังงานไอออไนเซชันตัวที่สองซึ่งมีสัญลักษณ์เป็น "I ₂ "

พลังงาน + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

รูปแบบเดียวกันนี้ตามมาสำหรับพลังงานไอออไนเซชันอื่น ๆ เมื่อเริ่มต้นอิเล็กตรอนต่อไปนี้โดยทราบว่าตามด้วยการแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในสถานะพื้นดินผลที่น่ารังเกียจที่มีอยู่ระหว่างอิเล็กตรอนที่เหลือจะลดลง

เนื่องจากคุณสมบัติที่เรียกว่า "ประจุนิวเคลียร์" คงที่พลังงานจำนวนมากจึงจำเป็นต้องใช้เพื่อฉีกอิเล็กตรอนอีกตัวหนึ่งของสายพันธุ์ไอออนิกที่มีประจุบวกออกไป ดังนั้นพลังงานไอออไนเซชันจึงเพิ่มขึ้นดังที่แสดงด้านล่าง:

ฉัน₁ <ฉัน₂ <ฉัน₃ <… <ฉัน_n

สุดท้ายนอกเหนือจากผลของประจุนิวเคลียร์แล้วพลังงานไอออไนเซชันยังได้รับผลกระทบจากโครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ (จำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกวาเลนซ์ประเภทของออร์บิทัลที่ครอบครอง ฯลฯ ) และประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิผลของอิเล็กตรอนที่จะปล่อยออกมา

เนื่องจากปรากฏการณ์นี้โมเลกุลส่วนใหญ่ในธรรมชาติมีค่าพลังงานไอออไนเซชันสูง

อ้างอิง

1. ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า. เม็กซิโก: McGraw-Hill
2. วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) พลังงานไอออไนเซชัน สืบค้นจาก en.wikipedia.org
3. Hyperphysics (เอสเอฟ) พลังงานไอออไนเซชัน สืบค้นจาก hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH และ Franklin, JL (2013) ปรากฏการณ์อิเลคตรอน: และคุณสมบัติของไอออนก๊าซ กู้คืนจาก books.google.co.th
5. แครี่, FA (2012). เคมีอินทรีย์ขั้นสูง: ส่วน A: โครงสร้างและกลไก ได้มาจาก books.google.co.ve