7 Ionisationsenergiediagramm: Detaillierte Erläuterungen

Dieser Artikel behandelt den Ionisationsenergiegraphen. Ionisation ist, wie der Name schon sagt, mit Ionen oder Elektronen verwandt.

Wir brauchen eine gewisse Energie, um locker gepackte Elektronen aus einem Atom zu entfernen. Diese Energie wird als Ionisationsenergie bezeichnet. Wir werden in diesem Artikel mehr über diese Energie im Detail diskutieren. Wir werden sogar verschiedene Ionisationsgraphen für verschiedene Atome diskutieren.

Was ist Ionisationsenergie?

Wie im obigen Abschnitt besprochen, wird die Energiemenge, die erforderlich ist, um das am lockersten gepackte Elektron eines Atoms zu entfernen, als Ionisationsenergie dieses Atoms bezeichnet. Nehmen wir an, die Elektron befindet sich in der Nähe des Kerns.

Die Kernanziehungskraft ist für dieses Elektron sehr hoch. Es wird also mehr Energie benötigt, um dieses Elektron aus dem Einfluss des Kerns zu ziehen. Daher wird die Ionisierungsenergie größer sein, die erforderlich ist, um dieses Elektron zu entfernen. Dies liegt daran, dass die Anziehungskraft des Kerns sehr hoch ist und eine Annäherung an ihn mehr Energie erfordern würde, um sich aus seinem Anziehungsfeld zu lösen. In den folgenden Abschnitten werden wir mehr über Ionisationsenergiediagramme verschiedener Atome sehen.

Was ist Ordnungszahl?

Die Atomstruktur hat eine bestimmte Anzahl von Protonen und eine bestimmte Anzahl von Elektronen. Die Anzahl der Elektronen kann jedoch leicht geändert werden. Daher wird die Ordnungszahl als die Gesamtzahl der im Atom vorhandenen Protonen betrachtet. Es ist der Fingerabdruck dieses chemischen Elements. Es wird durch den Buchstaben Z dargestellt.

Die Ordnungszahl ist eine wichtige Größe, da sie bei der Identifizierung des Elements hilft und auch zur Ermittlung der Massenzahl des Atoms verwendet wird. Die Ordnungszahl kann als Fingerabdruck des Atoms betrachtet werden, da jedes chemische Element eine einzigartige Ordnungszahl hat.

Was ist Massenzahl?

Die Massenzahl oder Atommassenzahl kann als Summe der Ordnungszahl Z und der Neutronenzahl N definiert werden. Die Massenzahl wird mit dem Buchstaben A bezeichnet.

Die Massenzahl ist fast gleich der Atommasse des Elements. Obwohl die Massenzahl für verschiedene Isotope eines Elements unterschiedlich ist. Wir werden in den folgenden Abschnitten dieses Artikels über Isotope diskutieren.

Was sind Isotope?

Isotope haben die gleiche Anzahl von Protonen in sich, aber sie haben unterschiedliche Massen, was darauf hinweist, dass sie eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben.

Wir wissen, dass die Ordnungszahl für ein chemisches Element einzigartig ist. Daher können wir sagen, dass Isotope zur gleichen Elementfamilie gehören. Da die Massenzahl unterschiedlich ist, unterscheiden sich die Atommassen dieser Isotope voneinander. Es gibt einen anderen Begriff namens Isomere, die die gleiche Anzahl von Atomen haben, sich aber in Bezug auf die Eigenschaften unterscheiden.

Vergleich der Ionisationsenergien von Atomen im Periodensystem

Die Ionisationsenergien verschiedener Atome im Periodensystem sind unterschiedlich. Diese Energietrends sind im Abschnitt unten angegeben.

  • Der Wert der Ionisationsenergie nimmt zu, wenn wir im Periodensystem von links nach rechts gehen.
  • Der Wert der Ionisationsenergie nimmt von oben nach unten entlang des Periodensystems ab.

Energiearten der Ionisierung

Wenn das Elektron aus dem Atom entfernt wird, steigt die Ionisationsenergie weiter an. Die verschiedenen Arten von Ionisierungsenergien in Abhängigkeit von der zu entfernenden Elektronenzahl sind im folgenden Abschnitt angegeben.

  • 1st Ionisationsenergie– Die Energie, die verwendet wird, um das erste Elektron aus dem Atom zu entfernen.
  • 2nd Ionisationsenergie– Wenn ein Elektron bereits entfernt wurde und ein weiteres Elektron entfernt werden soll, wird die Energie, die zum Entfernen dieses Elektrons erforderlich ist, als 2 bezeichnetnd Ionisationsenergie.
  • 3rd Ionisationsenergie– Wenn dem Atom bereits zwei Elektronen fehlen und ein drittes Elektron entfernt werden soll. Dann wird die zum Entfernen dieses dritten Elektrons erforderliche Energie als dritte Ionisierungsenergie bezeichnet.

Faktoren, die die Ionisationsenergie beeinflussen

Ionisationsenergie ist keine unabhängige Größe. Sein Wert hängt von vielen Faktoren ab. Diese Faktoren sind im nachstehenden Abschnitt aufgeführt.

  • Konfiguration von Elektronen – Die Ionisationsenergie der meisten Elektronen wird durch die Konfiguration der Elektronen bestimmt, da die Konfiguration hauptsächlich die Eigenschaften des Atoms bestimmt.
  • Atomladung– Wir kennen uns gut aus mit der Auswirkung der Kernladung auf die Ionisationsenergie des Elektrons. Mit größerem Einfluss der Kernladung auf Elektronen ist die zum Entfernen des Elektrons erforderliche Ionisierungsenergie größer und umgekehrt gilt auch, dass mit geringerem Einfluss der Kernladung auf Elektronen die zum Herausziehen eines Elektrons erforderliche Ionisierungsenergie geringer ist des Atoms.
  • Anzahl der Elektronenschalen – Die Anzahl der Elektronenhüllen sagt uns direkt etwas über den Atomradius. Je größer der Radius des Atoms, desto weiter ist das äußerste Elektron vom Kern entfernt. Daher wird es für ein Elektron, das sich in einem Atom mit mehr Schalen befindet, einfacher, herausgezogen zu werden. Wenn die Anzahl der Schalen geringer ist, bedeutet dies, dass der Radius kleiner ist und das Elektron näher am Kern ist. Dies bedeutet, dass mehr Kraft erforderlich ist, um das Elektron aus dem Einfluss des Kerns zu befreien.
  • Effektive Kernladung– Wenn die Tendenz zum Eindringen von Elektronen größer ist und der Wert der Elektronenabschirmung größer ist, ist der Nettoeffekt der Kernladung auf das Elektron geringer. Daher ist eine geringere Ionisierungsenergie erforderlich, um das Elektron aus diesem Atom herauszureißen. Wenn die effektive Netto-Kernladung größer ist als die Menge an Ionisierungsenergie, die erforderlich ist, um ein Elektron aus dem Atom zu entfernen, ist dies ebenfalls größer.
  • Stabilität – Jedes Atom findet einen Weg zum stabilsten Zustand. Wenn das Atom stabil ist, ist eine sehr hohe Ionisierungsenergie erforderlich, um ein Elektron aus dem Atom herauszureißen. Dies geschieht in Edelgasen, wodurch das Entfernen eines Elektrons das Atom sehr instabil macht. Daher wird das Atom versuchen, dem Zupfen von Elektronen zu widerstehen.

Erstes Ionisationsenergiediagramm

Der erste Ionisationsgraph wird unter Verwendung der Werte der ersten Ionisationsenergie und Ordnungszahlen verschiedener chemischer Elemente gezeichnet. Dieses Diagramm zeigt die Trends im Periodensystem der ersten Ionisationsenergie.

Im Folgenden sind einige wichtige Punkte in Bezug auf den ersten Ionisationsenergie Graph-

  • Es ist wichtig zu beachten, dass die erste Ionisationsenergie zunimmt, wenn wir im Periodensystem von links nach rechts gehen, und ihren Höhepunkt bei Edelgasen erreicht. Dies liegt daran, dass die Elektronen in derselben Schale hinzugefügt werden. Der Atomradius nimmt immer weiter ab, wodurch die Elektronen anfällig für die Wirkung der Kernladung werden.
  • Wenn wir uns nach unten bewegen, nimmt der erste Ionisationswert gegenüber dem vorherigen Element, das direkt über dem aktuellen Element platziert ist, leicht ab. Dies geschieht, weil eine zusätzliche Elektronenhülle hinzugefügt wird, wenn wir nach unten gehen. Dadurch wird der Atomradius vergrößert und der Einfluss der Kernladung auf die Elektronen verringert.
  • Dann steigt sie wieder mit zunehmender Ordnungszahl an, bis das nächste Edelgas eintrifft. Edelgase haben aufgrund ihrer höheren Stabilität die höchste Ionisationsenergie.
Diagramm der Ionisationsenergie
Bild: Erstes Ionisationsenergiediagramm

Bildnachweis: Doppelt scharfErste Ionisationsenergie blockiertCC BY-SA 4.0

Zweites Ionisationsenergiediagramm

Der zweite Ionisationsenergiegraph wird unter Verwendung der Werte der zweiten Ionisationsenergie und der Ordnungszahlen erstellt.

Der Trend der zweiten Ionisationsenergie ist der gleiche wie der der ersten Ionisationsenergie, mit dem einzigen Unterschied, dass der Wert der zweiten Ionisationsenergie etwas höher ist als der erste Ionisationsenergie. Die Trends sind wie folgt-

  • Der Wert der zweiten Ionisierungsenergie nimmt zu, wenn wir im Periodensystem von links nach rechts gehen.
  • Bei einem Edelgas erreicht der Wert sein Maximum.
  • Wenn wir nach unten gehen, nimmt der Wert der zweiten Ionisationsenergie ab, und wenn wir uns nach rechts bewegen, beginnt er zu steigen.

Drittes Ionisationsenergiediagramm

Wenn dem Atom bereits zwei Elektronen fehlen und wir ein drittes Elektron herausziehen müssen, dann können wir die Energie, die zum Entfernen dieses Elektrons erforderlich ist, als dritte Ionisierungsenergie bezeichnen. Der dritte Ionisationsenergiegraph wird unter Verwendung der Werte der dritten Ionisationsenergie und Ordnungszahl erstellt.

Die Trends, denen die erste und die zweite Ionisationsenergie folgen, sind die gleichen wie die der dritten Ionisationsenergie. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die dritte Ionisationsenergie die höchste von allen ist. Die Trends sind wie folgt-

  • Die dritte Ionisationsenergie nimmt zu, wenn wir im Periodensystem nach rechts gehen.
  • Der Wert der dritten Ionisationsenergie nimmt ab, wenn wir uns zum Ende des Periodensystems bewegen.
  • Der Wert der dritten Ionisationsenergie wird für Edelgase maximal.

Diagramm der Ionisationsenergie von Phosphor

Die Ordnungszahl von Phosphor ist 15. Das bedeutet, dass die Gesamtzahl der Elektronen in seinem Atom 15 beträgt. Die Werte von zehn Ionisationsenergien von Phosphor sind unten angegeben.

  • Erste Ionisationsenergie - 1011.81
  • 2nd Ionisationsenergie - 1907
  • Dritte Ionisationsenergie – 2914
  • Vierte Ionisationsenergie – 4963.6
  • Fünfte Ionisationsenergie - 6273
  • Sechste Ionisationsenergie – 21,267
  • Siebte Ionisationsenergie – 25,341
  • Achte Ionisationsenergie – 29,872
  • Neunte Ionisationsenergie – 35,905
  • Zehnte Ionisationsenergie – 40,950

Diagramm der Ionisationsenergie von Natrium

Die Ordnungszahl von Natrium ist 11. Natrium wird als Na dargestellt. Es ist eines der flüchtigsten Elemente im Periodensystem. Die Werte von zehn Ionisationsenergien von Natrium sind unten angegeben.

  • Erste Ionisationsenergie - 496
  • 2nd Ionisationsenergie - 4562
  • Dritte Ionisationsenergie – 6910
  • Vierte Ionisationsenergie – 9542
  • Fünfte Ionisationsenergie - 13354
  • Sechste Ionisationsenergie – 16613
  • Siebte Ionisationsenergie-20117
  • Achte Ionisationsenergie – 25496
  • Neunte Ionisationsenergie – 28392
  • Zehnte Ionisationsenergie – 141362

Diagramm der Ionisationsenergie von Magnesium

Die Ordnungszahl von Magnesium ist 12. Die Werte der ersten zehn Ionisationsenergien von Magnesium sind unten angegeben.

  • Erste Ionisationsenergie - 737
  • 2nd Ionisationsenergie - 1450
  • Dritte Ionisationsenergie – 7732
  • Vierte Ionisationsenergie – 10542
  • Fünfte Ionisationsenergie - 13630
  • Sechste Ionisationsenergie – 18020
  • Siebte Ionisationsenergie – 21711
  • Achte Ionisationsenergie – 25661
  • Neunte Ionisationsenergie – 31653
  • Zehnte Ionisationsenergie – 35458

Diagramm der Ionisationsenergie von Bor

Die Ordnungszahl von Bor ist 5. Daher hat es nur fünf Elektronen, die aus dem Atom entnommen werden können. Die ersten fünf Ionisationsenergien von Bor sind unten angegeben:

  • Erste Ionisationsenergie - 800
  • Zweite Ionisationsenergie – 2427
  • Dritte Ionisationsenergie – 3659
  • Vierte Ionisationsenergie – 25025
  • Fünfte Ionisationsenergie – 32826

Diagramm der Ionisationsenergie von Kohlenstoff

Die Ordnungszahl von Kohlenstoff ist 6. Das bedeutet, dass es nur sechs Elektronen hat, die aus dem Atom entfernt werden können. Die ersten sechs Ionisationsenergien von Kohlenstoff sind unten angegeben:

  • Erste Ionisationsenergie - 1086
  • Zweite Ionisationsenergie – 2352
  • Dritte Ionisationsenergie – 4620
  • Vierte Ionisationsenergie – 6222
  • Fünfte Ionisationsenergie - 37831
  • Sechste Ionisationsenergie – 47277

Diagramm der Energie der Aluminiumionisation

Die Ordnungszahl von Aluminium ist 13. Es hat 13 Elektronen im Atom, die entfernt werden können. Die ersten zehn Ionisationsenergien von Aluminium sind unten angegeben.

  • Erste Ionisationsenergie - 577
  • 2nd Ionisationsenergie - 1816
  • Dritte Ionisationsenergie – 2744
  • Vierte Ionisationsenergie – 11577
  • Fünfte Ionisationsenergie - 14842
  • Sechste Ionisationsenergie – 18379
  • Siebte Ionisationsenergie – 23326
  • Achte Ionisationsenergie – 27465
  • Neunte Ionisationsenergie – 31853
  • Zehnte Ionisationsenergie – 38473

Diagramm der Energie der Schwefelionisation

Die Ordnungszahl von Schwefel ist 16. Die ersten zehn Ionisationsenergien von Schwefel sind unten angegeben:

  • Erste Ionisationsenergie - 999
  • 2nd Ionisationsenergie - 2252
  • Dritte Ionisationsenergie – 3357
  • Vierte Ionisationsenergie – 4556
  • Fünfte Ionisationsenergie - 7004.3
  • Sechste Ionisationsenergie – 8495
  • Siebte Ionisationsenergie – 27107
  • Achte Ionisationsenergie – 31709
  • Neunte Ionisationsenergie – 36621
  • Zehnte Ionisationsenergie – 43177

Diagramm der sukzessiven Ionisationsenergie

Aufeinanderfolgende Ionisationsgraphen eines Elements beziehen sich auf den Graphen, der unter Verwendung verschiedener Werte von Ionisationsenergien (1St., 2nd etc).

Der Wert der sukzessiven Ionisationsenergie nimmt zu, da das nächste Elektron immer näher am Kern ist und daher mehr Energie benötigt wird, um dieses Elektron zu entfernen. Während wir weiter Elektronen entfernen, nimmt die Ionisationsenergie weiter zu, der Einfluss des Kerns wird stärker und stärker.

Diagramm der Ordnungszahl gegen die Ionisationsenergie

Der Graph der Ionisationsenergie selbst ist ein Graph, der unter Verwendung von Werten der Ionisationsenergie und der Ordnungszahl von Elementen aufgetragen wird.

Die Ordnungszahlen werden auf die horizontale Achse geschrieben, die die X-Achse ist. Die Ionisationsenergie wird auf die vertikale Achse geschrieben, die die Y-Achse ist. Wenn wir im Periodensystem nach rechts gehen, benötigen wir eine höhere Ionisierungsenergie, um das Elektron aus dem Atom zu entfernen, daher steigt die Ionisierungsenergie, wenn wir nach rechts gehen. Bei Edelgasen erreicht er einen Maximalwert und der Wert nimmt ab, wenn wir uns im Periodensystem nach unten bewegen.