最高のイオン化エネルギーを決定する方法

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著者: Peter Berry
作成日: 12 Aug. 2021
更新日: 16 11月 2024
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【化学・化学基礎】イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度 総まとめ
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化学のことになると、軌道にある電子に囲まれた陽子と中性子の密集した核よりも、なじみのあるイメージを想像するのは困難です。異なる元素のイオン化エネルギーを比較する必要がある場合、原子の構造を理解することは出発点として最適です。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

気相原子のモルから1つの電子を失うのに必要なエネルギー量は、元素イオン化エネルギーと呼ばれます。周期表を見ると、イオン化エネルギーは通常、チャートの上から下に向かって減少し、チャートの左から右に向かって増加します。

イオン化エネルギーとは?

任意の原子について、イオン化エネルギー(イオン化ポテンシャルとも呼ばれます)は、1モルの気相原子から1つの電子をドロップするのに必要なエネルギーの量です。中性原子から1つの電子を除去すると、陽イオンと呼​​ばれる元素の正に帯電したイオンと、失われた電子が残ります。

多くの元素は複数の電子を失う可能性があるため、1 +カチオンの形成は実際には最初のイオン化エネルギーであり、その後の電子損失は2+カチオンまたは3+カチオン(またはそれ以上)を形成し、2番目のイオン化エネルギーと3番目のイオン化エネルギーです。それぞれ。

最初のイオン化エネルギーは中性原子から最も緩い電子を除去し、残りの電子に引力を及ぼす陽子の数は変化しません。これは、2番目の電子の除去がより難しく、より多くのエネルギーを必要とすることを意味します。したがって、2番目のイオン化エネルギーは常に1番目のイオン化エネルギーよりも大きい値になります。科学者は、イオン化エネルギーをジュールまたは電子ボルトで表します。

イオン化エネルギーと周期表

周期表を見て、イオン化エネルギーの傾向を確認することができます。一般に、イオン化エネルギーは、チャートの上部からチャートの下部に移動すると常に減少し、チャートの左側からチャートの右側に移動すると増加します。これは、周期表の右端の一番上の元素であるヘリウム元素(He)のイオン化エネルギーが、最初の列の一番下にあるフランシウム元素(Fr)よりもはるかに高いことを意味します。周期表の左側。

これらの傾向の背後にある理由は簡単です。周期表の下部近くの要素は、より多くの軌道を持っています。これは、最も外側の電子が原子核からさらに離れているため、失われやすくなり、イオン化エネルギーが低くなることを意味します。周期表の左側にある元素の電子も、陽子が少ないため、少し失われやすくなります。たとえば、周期表の左端の水素(H)にはプロトンが1つだけ含まれていますが、周期表の右端のヘリウム(He)には2つのプロトンが含まれています。この2番目のプロトンは、ヘリウムの電子を保持する引力を増加させるため、イオン化エネルギーはより高くなります。

イオン化エネルギーの比較

イオン化エネルギーを理解することは、化学反応に参加したり、化合物を形成したりする元素の能力を反映しているため重要です。リストのどの要素が最も高いイオン化エネルギーを持っているかを判断する必要がある場合は、周期表で要素の配置を見つけます。周期表の上部および周期表のさらに右側にある元素は、イオン化エネルギーが高いことに注意してください。このタスクを支援するために、各要素の個々のイオン化エネルギーをリストした周期表を簡単に見つけることができます。