Введение в химию. Стась Н.Ф. - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

Из таблицы следует, что превращение атомов в катионы сопровождается резким уменьшением
радиуса, тогда как превращение в анионы почти не изменяет орбитального радиуса. Объясняется это
тем, что образование анионов не связано с образованием новых электронных слоев и оболочек, а об-
разование катионов сопровождается исчезновением (как правило) всего внешнего энергетического
уровня.
2.2. Энергия и потенциал ионизации атомов
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома и превращение атома в положительно заря-
женный ион, называется энергией ионизации (Е
ион
). Экспериментально ионизацию атомов проводят в
электрическом поле, измеряя разность потенциалов, при которой происходит ионизация. Эта раз-
ность потенциалов называется ионизационным потенциалом (J). Единицей измерения ионизационно-
го потенциала является эВ/атом, а энергии ионизации – кДж/моль; переход от одной величины к дру-
гой осуществляется по соотношению: Е
ион
= 96,5·J
Отрыв от атома первого электрона характеризуется первым ионизационным потенциалом (J
1
),
второго – вторым (J
2
) и т.д. Последовательные потенциалы ионизации возрастают (табл. 2), т.к. каж-
дый следующий электрон необходимо отрывать от иона с возрастающим на единицу положительным
зарядом. Из табл. 2 видно, что у лития резкое увеличение ионизационного потенциала наблюдается
для J
2
, у бериллия – для J
3
, у бора – для J
4
и т.д. Резкое увеличение J происходит тогда, когда закан-
чивается отрыв внешних электронов и следующий электрон находится на предвнешнем энергетиче-
ском уровне.
Таблица 2. Потенциалы ионизации атомов (эВ/атом) элементов второго периода
Элемент
J
1
J
2
J
3
J
4
J
5
J
6
J
7
Литий
5,39
75,6
122,4
–
–
–
–
–
Бериллий
9,32
18,2
158,3
217,7
–
–
–
–
Бор
8,30
25,1
37,9
259,3
340,1
–
–
–
Углерод
11,26
24,4
47,9
64,5
392,0
489,8
–
–
Азот
14,53
29,6
47,5
77,4
97,9
551,9
666,8
–
Кислород
13,60
35,1
54,9
77,4
113,9
138,1
739,1
871,1
Фтор
17,40
35,0
62,7
87,2
114,2
157,1
185,1
953,6
Неон
21,60
41,1
63,0
97,0
126,3
157,9
Ионизационный потенциал может служить показателем «металличности» элемента: чем он
меньше, тем легче отрывается электрон от атома и тем сильнее должны быть выражены металличе-
ские свойства элемента. Для элементов, с которых начинаются периоды (литий, натрий, калий и др.),
первый ионизационный потенциал равен 4–5 эВ/атом, и эти элементы являются типичными металла-
ми. У других металлов значения J
1
больше, но не более 10 эВ/атом, а у неметаллов обычно больше 10
эВ/атом: у азота 14,53 эВ/атом, кислорода 13,60 эВ/атом и т.д.
J
,
(
э
В
/
а
т
о
м
)
H
H
e
L
i
N
e
N
a
A
r
K
K
r
в
Рис. 2. Зависимость ионизационного потенциала от атомного номера элементов

Страницы