化学の分野では、 イオン化エネルギー。 これは、気相の原子に導入された電子の分離を生成するために必要な最小エネルギー量を指します。 このエネルギーは通常、XNUMXモルあたりのキロジュールの単位で表されます。 それは化学の多くの分野で非常に重要なので、知ることは興味深いことです。
したがって、この記事では、イオン化エネルギーのすべての特性と重要性について説明します。
主要な機能
私たちが言及するとき 気相原子から電子を取り除くのに必要なエネルギー この気体状態は、原子が自分自身に及ぼす影響がない状態であることを強調します。 気体状態の材料では、原子が互いに散乱しているため、どのような種類の分子間相互作用も除外されることを思い出してください。 イオン化エネルギーの大きさは、電子がその一部である原子に結合する力を説明するのに役立つパラメーターです。
電子が持っている化合物があります より高いイオン化エネルギーとそれはそれが原子へのより高い結合強度を持っていることを意味します。 つまり、イオン化エネルギーが大きいほど、問題の電子の分離が複雑になります。
イオン化エネルギーの可能性
物質のイオン化エネルギーを研究し始めるとき、私たちはそのイオン化ポテンシャルを知らなければなりません。 基本状態にある原子の最外殻から電子を分離させるために適用しなければならないのは、最小量のエネルギー以下です。 そのうえ、 負荷は中立でなければなりません。 イオン化ポテンシャルについて話すとき、それぞれがあまり使用されないという用語が使用されることに注意する必要があります。 これは、この特性の決定が、調査対象のサンプルへの静電ポテンシャルの使用に基づいていたためです。
この静電ポテンシャルを使用することにより、いくつかのことが起こりました。一方で、化学種のイオン化は静電作用によって起こりました。 一方、 除去される電子の脱離のプロセスの加速が起こった。 分光技術がイオン化エネルギーを決定するために使用され始めたので、ポテンシャルの名前はエネルギーの名前に変更され始めました。 同様に、原子の化学的性質は、最も外側のエネルギー準位に存在する電子の配置によって決定されることが知られています。 これらのレベルでは、電子は原子核から遠くなり、より多くの情報を与えることができます。
これはすべて、最も外側のエネルギー準位に電子が存在するこれらの種のイオン化エネルギーが、価電子の安定性に直接関係していることを意味します。
イオン化エネルギーを決定する方法
このタイプのエネルギーを決定する方法はたくさんあります。 方法は主に光電子放出プロセスによって与えられます。 これらのプロセスのほとんどは、光電効果の適用の結果として電子によって放出されるエネルギーの決定に基づいています。 最速のイオン化エネルギー定量化方法のXNUMXつは、原子分光法です。 このタイプのエネルギーを計算する別の興味深い方法があります。それは光電子分光法です。 このタイプの方法では、電子が原子に結合するエネルギーが測定されます。
この点で、 英語のUPSの頭字語を持つ紫外光電子分光法として知られている方法が使用されます。 この方法は、紫外線を照射して原子や分子を励起する手法で構成されています。 このようにして、最適な外部エネルギーレベルの電子が原子核に結合するエネルギーをより適切に測定できます。 これはすべて、研究対象の化学種の外部電子のエネルギー遷移を分析するために行われます。 また、それらの間に形成されるリンクの特性を研究するためにも使用されます。
イオン化エネルギーを知るもうXNUMXつの方法は、X線光電子コピースペクトル法を使用することです。これは、最外層の電子の励起の同じ原理を使用し、ショーに影響を与えるために行われる放射線の種類の違いを研究します。 、電子が放出される速度と得られる分解能。
XNUMX番目とXNUMX番目のイオン化エネルギー
最も外側のレベルに複数の電子がある原子の場合、原子から最初の電子を取り除くために必要なエネルギーの値は、吸熱化学反応によって実行されることがわかります。 複数の電子を持つ原子は、多電子原子と呼ばれます。。 化学反応は、この元素の陽イオンに追加された電子を得るために原子へのエネルギーの供給を停止するため、吸熱反応です。 この値は、最初のイオン化エネルギーとして知られています。 同じ期間に存在するすべての元素は、それらの原子番号が増加するにつれて比例して増加します。
これは、周期表に存在する同じグループ内で、ある期間に右から左に、上から下に減少することを意味します。 この定義に従うと、希ガスのイオン化エネルギーは大きくなります。 一方、 それらはアルカリおよびアルカリ土類金属のグループに属し、このエネルギーの値は低くなります。
最初のエネルギーについて説明したのと同じ方法で、同じ原子からXNUMX番目の電子を取り除くことにより、XNUMX番目のイオン化エネルギーが得られます。 このエネルギーを計算するために、同じスキームが維持され、次の電子が除去されます。 この情報から、基底状態の原子から電子が分離すると、残りの電子の間に存在するこの反発効果が減少することがわかります。 この特性は核電荷として知られており、一定のままです。 正電荷を持つイオン種の別の電子を引き剥がすには、より多くのエネルギーが必要です。
この情報で、イオン化エネルギーについてもっと学ぶことができることを願っています。