ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
46
Èç ïðèâåäåííûõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî ïåðåõîä íåéòðàëüíîãî àòîìà â
êàòèîí ñîïðîâîæäàåòñÿ ðåçêèì óìåíüøåíèåì îðáèòàëüíîãî ðàäèóñà, òîã-
äà êàê îáðàçîâàíèå àíèîíà ïî÷òè íå èçìåíÿåò âåëè÷èíû îðáèòàëüíîãî
ðàäèóñà, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì íå îáðàçóåòñÿ íîâîãî ýëåêòðîííîãî ñëîÿ.
Ýôôåêòèâíûå ðàäèóñû êàòèîíîâ è àíèîíîâ ðåçêî ïðåâîñõîäÿò ïî âå-
ëè÷èíå îðáèòàëüíûå ðàäèóñû, ÷òî åùå ðàç ïîäòâåðæäàåò îòñóòñòâèå â
êðèñòàëëàõ 100-ïðîöåíòíûõ èîíîâ.
Îäíîé èç âàæíåéøèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê àòîìîâ ÿâëÿåò-
ñÿ ýíåðãèÿ èîíèçàöèè, òàê êàê õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ýëåìåíòà âî ìíî-
ãîì çàâèñÿò îò òîãî, íàñêîëüêî ïðî÷íî âàëåíòíûé ýëåêòðîí ñâÿçàí ñ
ÿäðîì. Ýòà ñâÿçü êàê ðàç è îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ýíåðãèè èîíèçàöèè
ýíåðãèåé, êîòîðóþ íåîáõîäèìî çàòðàòèòü äëÿ îòðûâà ýëåêòðîíà îò àòî-
ìà, íàõîäÿùåãîñÿ â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè.
Ïðè îòðûâå ýëåêòðîíà àòîì ïðèîáðåòàåò ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä è ñòàíî-
âèòñÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûì èîíîì:
_
n+
(M M +ne)
→
. Ýíåðãèÿ èîíèçàöèè
ìîæåò áûòü âûðàæåíà â ëþáûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ åäèíèöàõ: êàëîðèÿõ (Êàë),
äæîóëÿõ (Äæ), ýëåêòðîíâîëüòàõ (ýÂ). ×àùå âñåãî åå èçìåðÿþò â ýëåêòðîíâîëü-
òàõ. Òàê, ýíåðãèÿ èîíèçàöèè âîäîðîäà ðàâíà 13,6 ýÂ (1ýÂ=1,602
.
10
-19
Äæ).
×àñòî ýíåðãèþ èîíèçàöèè îòîæäåñòâëÿþò ñ ïîòåíöèàëîì èîíèçàöèè.
Ýòî íå ñîâñåì òàê. Ïîä ïîòåíöèàëîì èîíèçàöèè ïîíèìàþò ðàçíîñòü ïî-
òåíöèàëîâ, ïîä âîçäåéñòâèåì êîòîðîé ýëåêòðîí ïðèîáðåòàåò ýíåðãèþ,
ñîîòâåòñòâóþùóþ ýíåðãèè èîíèçàöèè. Ïîýòîìó ýíåðãèÿ èîíèçàöèè ÷èñ-
ëåííî ðàâíà ïîòåíöèàëó èîíèçàöèè, âûðàæåííîìó â âîëüòàõ, (ïîòåíöè-
àë èîíèçàöèè âîäîðîäà ðàâåí 13,6 Â, à ýíåðãèÿ èîíèçàöèè 13,6 ýÂ)
Äëÿ ìíîãîýëåêòðîííûõ àòîìîâ ðàññìàòðèâàþò íåñêîëüêî ýíåðãèé èîíè-
çàöèè J
1
, J
2
J
n
ñîîòâåòñòâóþùèõ óäàëåíèþ èç àòîìà ïåðâîãî, âòîðîãî è ò.ä.
ýëåêòðîíîâ. Ïðè ýòîì ýíåðãèÿ èîíèçàöèè êàæäîãî ïîñëåäóþùåãî îñâîáîæ-
äàþùåãîñÿ ýëåêòðîíà ðåçêî âîçðàñòàåò, ÷òî ñâÿçàíî ñ âîçðàñòàíèåì ñâÿçè
ýëåêòðîíà ñ ÿäðîì ïðè ðàñòóùåì çàðÿäå ïîëîæèòåëüíîãî èîíà.
Âåëè÷èíó ýíåðãèè èîíèçàöèè îáû÷íî îïðåäåëÿþò íà îñíîâàíèè äàí-
íûõ ñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà. Îíà ñâÿçàíà ñ ïîðÿäêîâûì íîìåðîì ýëåìåí-
òà Z è åãî ãëàâíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì n ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:
Òàáëèöà 8
ìîòÀ
r
áðî
,
ìí
íîèòàÊ
r
áðî
,
ìí
r
ôôý
,
ìí
ìîòÀ
r
áðî
,
ìí
íîèíÀ
r
áðî
,
ìí
r
ôôý
,
ìí
iL
aN
K
bR
751,0
081,0
612,0
922,0
iL
+
aN
+
K
+
bR
+
910,0
820,0
950,0
370,0
860,0
890,0
331,0
941,0
F
lC
rB
J
930,0
370,0
780,0
701,0
F
-
lC
-
rB
-
J
-
040,0
470,0
980,0
901,0
331,0
181,0
691,0
022,0
Òàáëèöà 8 rîðá, rîðá, rýôô, rîðá, rîðá, rýôô, Àòîì Êàòèîí Àòîì Àíèîí íì íì íì íì íì íì Li 0,157 Li+ 0,019 0,068 F 0,039 F- 0,040 0,133 Na 0,180 Na+ 0,02 8 0,098 Cl 0,073 Cl- 0,074 0 ,1 8 1 K 0,2 16 K+ 0,059 0,133 Br 0,087 Br- 0,089 0,196 Rb 0,2 2 9 Rb+ 0,073 0,149 J 0,107 J- 0,109 0,2 2 0 Èç ïðèâåäåííûõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî ïåðåõîä íåéòðàëüíîãî àòîìà â êàòèîí ñîïðîâîæäàåòñÿ ðåçêèì óìåíüøåíèåì îðáèòàëüíîãî ðàäèóñà, òîã- äà êàê îáðàçîâàíèå àíèîíà ïî÷òè íå èçìåíÿåò âåëè÷èíû îðáèòàëüíîãî ðàäèóñà, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì íå îáðàçóåòñÿ íîâîãî ýëåêòðîííîãî ñëîÿ. Ýôôåêòèâíûå ðàäèóñû êàòèîíîâ è àíèîíîâ ðåçêî ïðåâîñõîäÿò ïî âå- ëè÷èíå îðáèòàëüíûå ðàäèóñû, ÷òî åùå ðàç ïîäòâåðæäàåò îòñóòñòâèå â êðèñòàëëàõ 100-ïðîöåíòíûõ èîíîâ. Îäíîé èç âàæíåéøèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê àòîìîâ ÿâëÿåò- ñÿ ýíåðãèÿ èîíèçàöèè, òàê êàê õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ýëåìåíòà âî ìíî- ãîì çàâèñÿò îò òîãî, íàñêîëüêî ïðî÷íî âàëåíòíûé ýëåêòðîí ñâÿçàí ñ ÿäðîì. Ýòà ñâÿçü êàê ðàç è îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ýíåðãèè èîíèçàöèè ýíåðãèåé, êîòîðóþ íåîáõîäèìî çàòðàòèòü äëÿ îòðûâà ýëåêòðîíà îò àòî- ìà, íàõîäÿùåãîñÿ â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè. Ïðè îòðûâå ýëåêòðîíà àòîì ïðèîáðåòàåò ïîëîæèòåëüíûé _ çàðÿä è ñòàíî- âèòñÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûì èîíîì: (M → M n+ +ne) . Ýíåðãèÿ èîíèçàöèè ìîæåò áûòü âûðàæåíà â ëþáûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ åäèíèöàõ: êàëîðèÿõ (Êàë), äæîóëÿõ (Äæ), ýëåêòðîíâîëüòàõ (ýÂ). ×àùå âñåãî åå èçìåðÿþò â ýëåêòðîíâîëü- òàõ. Òàê, ýíåðãèÿ èîíèçàöèè âîäîðîäà ðàâíà 13,6 ý (1ýÂ=1,602.10-19Äæ). ×àñòî ýíåðãèþ èîíèçàöèè îòîæäåñòâëÿþò ñ ïîòåíöèàëîì èîíèçàöèè. Ýòî íå ñîâñåì òàê. Ïîä ïîòåíöèàëîì èîíèçàöèè ïîíèìàþò ðàçíîñòü ïî- òåíöèàëîâ, ïîä âîçäåéñòâèåì êîòîðîé ýëåêòðîí ïðèîáðåòàåò ýíåðãèþ, ñîîòâåòñòâóþùóþ ýíåðãèè èîíèçàöèè. Ïîýòîìó ýíåðãèÿ èîíèçàöèè ÷èñ- ëåííî ðàâíà ïîòåíöèàëó èîíèçàöèè, âûðàæåííîìó â âîëüòàõ, (ïîòåíöè- àë èîíèçàöèè âîäîðîäà ðàâåí 13,6 Â, à ýíåðãèÿ èîíèçàöèè 13,6 ýÂ) Äëÿ ìíîãîýëåêòðîííûõ àòîìîâ ðàññìàòðèâàþò íåñêîëüêî ýíåðãèé èîíè- çàöèè J1, J2 Jn ñîîòâåòñòâóþùèõ óäàëåíèþ èç àòîìà ïåðâîãî, âòîðîãî è ò.ä. ýëåêòðîíîâ. Ïðè ýòîì ýíåðãèÿ èîíèçàöèè êàæäîãî ïîñëåäóþùåãî îñâîáîæ- äàþùåãîñÿ ýëåêòðîíà ðåçêî âîçðàñòàåò, ÷òî ñâÿçàíî ñ âîçðàñòàíèåì ñâÿçè ýëåêòðîíà ñ ÿäðîì ïðè ðàñòóùåì çàðÿäå ïîëîæèòåëüíîãî èîíà. Âåëè÷èíó ýíåðãèè èîíèçàöèè îáû÷íî îïðåäåëÿþò íà îñíîâàíèè äàí- íûõ ñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà. Îíà ñâÿçàíà ñ ïîðÿäêîâûì íîìåðîì ýëåìåí- òà Z è åãî ãëàâíûì êâàíòîâûì ÷èñëîì n ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì: 46
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »