في مجال الكيمياء ، فإن طاقة التأين. يشير إلى الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لتكون قادرة على إنتاج فصل الإلكترون الذي تم إدخاله في الذرة في الطور الغازي. يتم التعبير عن هذه الطاقة عادةً بوحدات كيلوجول لكل مول. إنه مهم جدًا في العديد من مجالات الكيمياء ، لذلك من المثير للاهتمام معرفة ذلك.
لذلك ، سنخصص هذا المقال لإخبارك بجميع خصائص وأهمية طاقة التأين.
الملامح الرئيسية
عندما نشير إلى الطاقة اللازمة لطرد الإلكترون من ذرة الطور الغازي نؤكد أن هذه الحالة الغازية هي حالة خالية من التأثير الذي يمكن أن تمارسه الذرات على نفسها. نتذكر أنه في مادة في حالة غازية ، يتم استبعاد أي نوع من التفاعل بين الجزيئات لأن الذرات مبعثرة عن بعضها البعض. حجم طاقة التأين هو معلمة تعمل على وصف القوة التي يرتبط بها الإلكترون بالذرة التي يكون جزءًا منها.
ستكون هناك مركبات حيث يوجد الإلكترون طاقة تأين أعلى وسيعني ذلك أن لديها قوة ارتباط أعلى بالذرة. أي أنه كلما زادت طاقة التأين ، كلما كان انفصال الإلكترون المعني أكثر تعقيدًا.
إمكانات طاقة التأين
عندما نبدأ في دراسة طاقة التأين لمادة ما ، يجب أن نعرف إمكانية تأينها. إنها ليست أكثر من الحد الأدنى من الطاقة التي يجب استخدامها من أجل التسبب في انفصال الإلكترون عن الغلاف الخارجي للذرة في حالتها الأساسية. ما هو أكثر من ذلك ، يجب أن يكون الحمل محايدًا. تجدر الإشارة إلى أنه عند الحديث عن إمكانات التأين ، يتم استخدام مصطلح يستخدم أقل. وذلك لأن تحديد هذه الخاصية كان يعتمد على استخدام الجهد الكهروستاتيكي للعينة المراد دراستها.
باستخدام هذا الجهد الكهروستاتيكي ، حدثت عدة أشياء: من ناحية ، حدث تأين الأنواع الكيميائية بسبب العمل الكهروستاتيكي. من ناحية أخرى، حدث تسريع عملية فصل الإلكترون المراد إزالته. عندما بدأ استخدام تقنيات التحليل الطيفي لتحديد طاقة التأين ، بدأ اسم الإمكانات يتغير إلى اسم الطاقة. وبالمثل ، من المعروف أن الخواص الكيميائية للذرات تتحدد من خلال تكوين الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي. في هذه المستويات تكون الإلكترونات بعيدة عن النواة ويمكن أن تعطي المزيد من المعلومات.
كل هذا يعني أن طاقة التأين لهذه الأنواع التي تحتوي على إلكترونات موجودة في أقصى مستوى للطاقة ترتبط ارتباطًا مباشرًا باستقرار إلكترونات التكافؤ.
طرق تحديد طاقة التأين
هناك طرق عديدة لتحديد هذا النوع من الطاقة. يتم إعطاء الطرق بشكل أساسي من خلال عمليات الانبعاث الضوئي. تعتمد معظم هذه العمليات على تحديد الطاقة المنبعثة من الإلكترونات نتيجة لتطبيق التأثير الكهروضوئي. يعد التحليل الطيفي الذري أحد أسرع طرق تقدير كمية طاقة التأين. هناك أيضًا طريقة أخرى مثيرة للاهتمام لحساب هذا النوع من الطاقة ، وهي التحليل الطيفي الكهروضوئي. في هذا النوع من الطريقة ، يتم قياس الطاقات التي ترتبط بها الإلكترونات بالذرات.
وفي هذا الصدد، يتم استخدام طريقة تُعرف باسم التحليل الطيفي الضوئي للأشعة فوق البنفسجية ، والتي لها اختصار في اللغة الإنجليزية UPS. تتكون هذه الطريقة من تقنية تستخدم إثارة الذرات أو الجزيئات من خلال تطبيق الأشعة فوق البنفسجية. بهذه الطريقة ، يمكن قياس الطاقة التي ترتبط بها إلكترونات المستوى الأمثل للطاقة الخارجية بنواة الذرة بشكل أفضل. كل هذا يتم من أجل تحليل التحولات النشطة للإلكترونات الخارجية للأنواع الكيميائية المدروسة. كما تستخدم لدراسة خصائص الروابط التي تتشكل فيما بينها.
هناك طريقة أخرى لمعرفة طاقة التأين وهي عن طريق طريقة النسخ الكهروضوئي للأشعة السينية. وهي تستخدم نفس مبدأ إثارة إلكترونات الطبقة الخارجية ودراسة الاختلافات في نوع الإشعاع الذي يتم إجراؤه للتأثير على العروض ، السرعة التي يتم بها طرد الإلكترونات والحصول على الدقة.
طاقة التأين الأولى والثانية
في حالة الذرات التي تحتوي على أكثر من إلكترون في المستوى الخارجي ، نجد أن قيمة الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون الأول من الذرة تتم من خلال تفاعل كيميائي ماص للحرارة. تسمى الذرات التي تحتوي على أكثر من إلكترون بذرات متعددة الإلكترون.. يكون التفاعل الكيميائي ماصًا للحرارة لأنه يتوقف عن إمداد الذرة بالطاقة من أجل الحصول على إلكترون يضاف إلى كاتيون هذا العنصر. تُعرف هذه القيمة باسم طاقة التأين الأولى. جميع العناصر الموجودة في نفس الفترة تزداد بشكل متناسب مع زيادة عددها الذري.
هذا يعني أنها تتناقص من اليمين إلى اليسار في فترة ومن أعلى إلى أسفل داخل نفس المجموعة الموجودة في الجدول الدوري. إذا اتبعنا هذا التعريف ، فإن الغازات النبيلة لها مقادير عالية في طاقات التأين الخاصة بها. من ناحية أخرى ، فإن العناصر التي وهي تنتمي إلى مجموعة الفلزات القلوية والقلوية الترابية ولها قيمة أقل من هذه الطاقة.
بنفس الطريقة التي وصفنا بها الطاقة الأولى ، عن طريق إزالة إلكترون ثان من نفس الذرة ، يتم الحصول على طاقة التأين الثانية. لحساب هذه الطاقة ، يتم الحفاظ على نفس المخطط وإزالة الإلكترونات التالية. من هذه المعلومات يتم الحصول على أن انفصال الإلكترون عن الذرة في حالتها الأرضية يقلل من هذا التأثير البغيض الذي نراه موجودًا بين الإلكترونات المتبقية. تُعرف هذه الخاصية باسم الشحنة النووية وتظل ثابتة. مطلوب قدر أكبر من الطاقة لتمزيق إلكترون آخر من الأنواع الأيونية التي لها شحنة موجبة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن طاقة التأين.