Dans le domaine de la chimie, le énergie d'ionisation. Il fait référence à la quantité minimale d'énergie nécessaire pour pouvoir produire le détachement d'un électron qui a été introduit dans un atome en phase gazeuse. Cette énergie est généralement exprimée en unités de kilojoules par mole. C'est très important dans de nombreux domaines de la chimie, c'est donc intéressant à savoir.
Par conséquent, nous allons dédier cet article pour vous parler de toutes les caractéristiques et de l'importance de l'énergie d'ionisation.
Caractéristiques principales
Quand on parle de l'énergie nécessaire pour déloger un électron d'un atome en phase gazeuse Nous soulignons que cet état gazeux est l'état qui est libre de l'influence que les atomes peuvent exercer sur eux-mêmes. Nous rappelons que dans un matériau à l'état gazeux, tout type d'interaction intermoléculaire est exclu car les atomes sont dispersés les uns des autres. La magnitude de l'énergie d'ionisation est un paramètre qui sert à décrire la force avec laquelle un électron se lie à l'atome dont il fait partie.
Il y aura des composés où l'électron a une énergie d'ionisation plus élevée et cela signifiera qu'il a une force de liaison plus élevée avec l'atome. C'est-à-dire que plus l'énergie d'ionisation est grande, plus le détachement de l'électron en question sera compliqué.
Potentiel d'énergie d'ionisation
Lorsque nous commençons à étudier l'énergie d'ionisation d'une substance, nous devons connaître son potentiel d'ionisation. Ce n'est pas plus que la quantité minimale d'énergie qui doit être appliquée pour provoquer le détachement d'un électron de la coque la plus externe de l'atome qui est dans son état fondamental. En outre, la charge doit être neutre. Il convient de noter que lorsque l'on parle de potentiel d'ionisation, un terme est utilisé pour que chacun soit moins utilisé. En effet, la détermination de cette propriété était basée sur l'utilisation d'un potentiel électrostatique de l'échantillon à étudier.
En utilisant ce potentiel électrostatique, plusieurs choses se sont produites: d'une part, l'ionisation de l'espèce chimique a eu lieu en raison de l'action électrostatique. D'un autre côté, l'accélération du processus de détachement de l'électron à éliminer s'est produite. Lorsque les techniques spectroscopiques ont commencé à être utilisées pour déterminer l'énergie d'ionisation, le nom de potentiel a commencé à être changé en celui d'énergie. De même, on sait que les propriétés chimiques des atomes sont déterminées par la configuration des électrons présents dans le niveau d'énergie le plus externe. A ces niveaux, les électrons sont plus éloignés du noyau et peuvent donner plus d'informations.
Tout cela signifie que l'énergie d'ionisation de ces espèces qui ont les électrons présents dans le niveau d'énergie le plus externe est directement liée à la stabilité des électrons de valence.
Méthodes de détermination de l'énergie d'ionisation
Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer ce type d'énergie. Les méthodes sont principalement données par des processus de photoémission. La plupart de ces processus sont basés sur la détermination de l'énergie émise par les électrons suite à l'application de l'effet photoélectrique. L'une des méthodes de quantification d'énergie d'ionisation les plus rapides est la spectroscopie atomique. Il existe également une autre méthode intéressante pour calculer ce type d'énergie, qui est la spectroscopie photoélectronique. Dans ce type de méthode, les énergies avec lesquelles les électrons sont liés aux atomes sont mesurées.
À cet égard, Une méthode connue sous le nom de spectroscopie photoélectronique ultraviolette est utilisée, qui porte l'acronyme en anglais UPS. Cette méthode consiste en une technique qui utilise l'excitation d'atomes ou de molécules par l'application d'un rayonnement ultraviolet. De cette manière, l'énergie avec laquelle les électrons du niveau d'énergie externe optimal sont liés au noyau de l'atome peut être mieux mesurée. Tout cela afin d'analyser les transitions énergétiques des électrons externes des espèces chimiques étudiées. Il permet également d'étudier les caractéristiques des liens qui se forment entre eux.
Une autre façon de connaître l'énergie d'ionisation consiste à utiliser la méthode du spectre des copies photoélectroniques aux rayons X. Elle utilise le même principe d'excitation des électrons de la couche la plus externe et étudie les différences dans le type de rayonnement qui est amené à affecter les spectacles. , la vitesse à laquelle les électrons sont expulsés et la résolution obtenue.
Première et deuxième énergie d'ionisation
Dans le cas des atomes qui ont plus d'un électron au niveau le plus extérieur, nous constatons que la valeur de l'énergie nécessaire pour éliminer le premier électron de l'atome est réalisée par une réaction chimique endothermique. Les atomes qui ont plus d'un électron sont appelés atomes polyélectroniques.. La réaction chimique est endothermique puisqu'elle arrête de fournir de l'énergie à l'atome pour obtenir un électron ajouté au cation de cet élément. Cette valeur est connue sous le nom de première énergie d'ionisation. Tous les éléments présents dans la même période augmentent proportionnellement à leur numéro atomique.
Cela signifie qu'ils diminuent de droite à gauche dans une période et de haut en bas au sein du même groupe existant dans le tableau périodique. Si nous suivons cette définition, les gaz rares ont des magnitudes élevées dans leurs énergies d'ionisation. D'autre part, les éléments qui Ils appartiennent au groupe des métaux alcalins et alcalino-terreux et ont une valeur inférieure de cette énergie.
De la même manière que nous avons décrit la première énergie, en retirant un deuxième électron du même atome, la deuxième énergie d'ionisation est obtenue. Pour calculer cette énergie, le même schéma est maintenu et les électrons suivants sont supprimés. À partir de cette information, on obtient que le détachement de l'électron d'un atome dans son état fondamental diminue cet effet répulsif que nous voyons exister parmi les électrons restants. Cette propriété est connue sous le nom de charge nucléaire et reste constante. Une plus grande quantité d'énergie est nécessaire pour arracher un autre électron de l'espèce ionique qui a la charge positive.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur l'énergie d'ionisation.