7 Graf ionizační energie: Podrobné vysvětlení

Tento článek pojednává o grafu ionizační energie. Ionizace, jak název napovídá, souvisí s ionty nebo elektrony.

Potřebujeme určité množství energie k odstranění volně zabalených elektronů z atomu. Tato energie se nazývá ionizační energie. Více o této energii podrobně probereme v tomto článku. Budeme dokonce diskutovat o různých ionizačních grafech pro různé atomy.

• Ionizační graf fosforu
• Ionizační graf sodíku
• Ionizační graf Magnézium
• Ionizační graf Bor
• Ionizační graf Uhlík
• Ionizační graf hliník
• Ionizační graf Síra

Co je to ionizační energie?

Jak bylo diskutováno ve výše uvedené části, množství energie, které je zapotřebí k odstranění nejvolněji zabaleného elektronu atomu, se nazývá ionizační energie tohoto atomu. Předpokládejme, že elektron se nachází v blízkosti jádra.

Jaderná přitažlivá síla je pro tento elektron velmi vysoká. K vytažení tohoto elektronu z vlivu jádra bude tedy zapotřebí více energie. Proto bude k odstranění tohoto elektronu potřeba větší ionizační energie. Je to proto, že přitažlivá síla jádra je velmi vysoká a přiblížení se k němu by vyžadovalo více energie, aby se vytáhlo z jeho přitažlivého pole. Více o grafech ionizační energie různých atomů uvidíme v níže uvedených částech.

Co je atomové číslo?

Atomová struktura má určitý počet protonů a určitý počet elektronů. Počet elektronů však lze snadno změnit. Atomové číslo je tedy považováno za celkový počet protonů přítomných uvnitř atomu. Je to otisk toho chemického prvku. Je reprezentován písmenem Z.

Atomové číslo je důležitou veličinou, protože pomáhá při identifikaci prvku a používá se také při hledání hmotnostního čísla atomu. Atomové číslo lze považovat za otisk atomu, protože každý chemický prvek má jedinečné atomové číslo.

Co je hmotnostní číslo?

Hmotnostní číslo nebo atomové hmotnostní číslo lze definovat jako součet atomového čísla Z a počtu neutronů N. Hmotnostní číslo se označuje písmenem A.

Hmotnostní číslo se téměř rovná atomové hmotnosti prvku. I když hmotnostní číslo je různé pro různé izotopy prvku. O izotopech budeme diskutovat v níže uvedených částech tohoto článku.

Co jsou izotopy?

Izotopy mají stejný počet protonů, ale mají různé hmotnosti, což naznačuje, že mají různý počet neutronů.

Víme, že atomové číslo je pro chemický prvek jedinečné. Můžeme tedy říci, že izotopy patří do stejné rodiny prvků. Protože hmotnostní číslo je různé, atomové hmotnosti těchto izotopů se navzájem liší. Existuje další termín nazývaný izomery, které mají stejný počet atomů, ale liší se z hlediska vlastností.

Porovnání ionizačních energií atomů v periodické tabulce

Ionizační energie různých atomů v periodické tabulce jsou různé. Tyto energetické trendy jsou uvedeny v části níže –

• Hodnota ionizační energie se zvyšuje, jak postupujeme zleva doprava podél periodické tabulky.
• Hodnota ionizační energie klesá, jak postupujeme shora dolů podél periodické tabulky.

Druhy ionizační energie

Jak a když je elektron odstraňován z atomu, ionizační energie stále roste. Různé typy ionizačních energií v závislosti na počtu odstraňovaných elektronů jsou uvedeny v části níže -

• 1^st ionizační energie– Energie použitá k odstranění prvního elektronu z atomu.
• 2^nd ionizační energie– Když je jeden elektron již odstraněn a další elektron má být odstraněn, pak se energie potřebná k odstranění tohoto elektronu nazývá 2^nd ionizační energie.
• 3^rd ionizační energie– Když atomu chybí již dva elektrony a třetí elektron má být odstraněn. Poté se energie potřebná k odstranění tohoto třetího elektronu nazývá třetí ionizační energie.

Faktory ovlivňující ionizační energii

Ionizační energie není nezávislá veličina. Jeho hodnota závisí na mnoha faktorech. Tyto faktory jsou uvedeny v části uvedené níže –

• Konfigurace elektronů – Většina ionizační energie elektronu je určena konfigurací elektronů, protože konfigurace do značné míry určuje vlastnosti atomu.
• Atomový náboj– Jsme dobře obeznámeni s vlivem jaderného náboje na ionizační energii elektronu. S větším vlivem jaderného náboje na elektrony bude ionizační energie potřebná k odstranění elektronu větší a platí to i naopak, to znamená, že při menším vlivu jaderného náboje na elektrony bude menší ionizační energie potřebná k vytržení elektronu. atomu.
• Počet elektronových obalů – Počet elektronových obalů nám přímo říká o atomovém poloměru. Velký poloměr atomu bude nejvzdálenější elektron od jádra. Pro elektron sídlící v atomu s větším počtem obalů bude tedy snazší vytáhnout. Pokud je počet obalů menší, znamená to, že poloměr je malý a elektron je blíže jádru, znamená to, že bude potřebovat větší sílu, aby se elektron dostal z vlivu jádra.
• Efektivní jaderný náboj– Pokud je větší tendence k pronikání elektronů a hodnota elektronového stínění je větší, pak bude čistý vliv jaderného náboje na elektron menší. K vytržení elektronu z tohoto atomu bude tedy zapotřebí menší ionizační energie. Podobně, pokud je čistý efektivní jaderný náboj větší než množství ionizační energie potřebné k odstranění elektronu z atomu, bude také větší.
• Stabilita – Každý atom si najde způsob, jak být maximálně stabilní. Pokud je atom stabilní, bude vyžadovat velmi vysokou ionizační energii k vytržení elektronu z atomu. To se děje tak, že u vzácných plynů odstranění elektronu způsobí, že atom bude velmi nestabilní. Proto se atom bude snažit odolat vytrhávání elektronu.

První graf ionizační energie

První ionizační graf je nakreslen pomocí hodnot první ionizační energie a atomových čísel různých chemických prvků. Tento graf ukazuje trendy v periodické tabulce první ionizační energie.

Níže jsou uvedeny některé důležité body týkající se prvního ionizační energie graf-

• Je důležité poznamenat, že první ionizační energie se zvyšuje, jak postupujeme v periodické tabulce zleva doprava a dosahuje svého vrcholu u vzácných plynů. Je to proto, že elektrony se přidávají ve stejném obalu. Atomový poloměr se stále zmenšuje, díky čemuž jsou elektrony náchylné k účinku jaderného náboje.
• Jak se pohybujeme dolů, první hodnota ionizace mírně klesá od předchozího prvku umístěného přímo nad aktuálním prvkem. To se děje proto, že se při sestupu přidává další elektronový obal. To zvyšuje atomový poloměr a snižuje vliv jaderného náboje na elektrony.
• Pak se opět zvyšuje s rostoucím atomovým číslem, dokud nedorazí další vzácný plyn. Vzácné plyny mají nejvyšší ionizační energii díky své vyšší stabilitě.

Obrázek kreditů: Dvojité ostré, První bloky ionizační energie, CC BY-SA 4.0

Druhý graf ionizační energie

Druhý graf ionizační energie je vytvořen pomocí hodnot druhé ionizační energie a atomových čísel.

Trend druhé ionizační energie je stejný jako u první ionizační energie pouze s tím rozdílem, že hodnota druhé ionizační energie je mírně vyšší než první ionizační energie. Trendy jsou následující -

• Hodnota druhé ionizační energie se zvyšuje, jak postupujeme v periodické tabulce zleva doprava.
• Hodnota dosahuje svého maxima pro vzácný plyn.
• Jak jdeme dolů, hodnota druhé ionizační energie klesá, pak když se pohybujeme doprava, začíná se zvyšovat.

Třetí graf ionizační energie

Když už atomu chybí dva elektrony a potřebujeme vytáhnout třetí elektron, můžeme energii potřebnou k odstranění tohoto elektronu nazvat třetí ionizační energií. Graf třetí ionizační energie je vytvořen pomocí hodnot třetí ionizační energie a atomového čísla.

Trendy sledované první a druhou ionizační energií jsou stejné jako u třetí ionizační energie. Jediný rozdíl je v tom, že třetí ionizační energie je nejvyšší ze všech. Trendy jsou následující -

• Třetí ionizační energie se zvýší, pokud půjdeme směrem doprava v periodické tabulce.
• Hodnota třetí ionizační energie klesá, pokud se pohybujeme směrem ke dnu periodické tabulky.
• Hodnota třetí ionizační energie se stává maximální pro ušlechtilé plyny.

Graf ionizační energie fosforu

Atomové číslo fosforu je 15. To znamená, že celkový počet elektronů v jeho atomu je 15. Hodnoty deseti ionizačních energií fosforu jsou uvedeny níže-

• První ionizační energie- 1011.81
• 2^nd ionizační energie- 1907
• Třetí ionizační energie - 2914
• Čtvrtá ionizační energie- 4963.6
• Pátá ionizační energie- 6273
• Šestá ionizační energie- 21,267 XNUMX
• Sedmá ionizační energie- 25,341 XNUMX
• Osmá ionizační energie- 29,872 XNUMX
• Devátá ionizační energie- 35,905 XNUMX
• Desátá ionizační energie- 40,950 XNUMX

Graf ionizační energie sodíku

Atomové číslo sodíku je 11. Sodík je reprezentován jako Na. Je to jeden z nejvíce těkavých prvků v periodické tabulce. Hodnoty deseti ionizačních energií sodíku jsou uvedeny níže-

• První ionizační energie- 496
• 2^nd ionizační energie- 4562
• Třetí ionizační energie - 6910
• Čtvrtá ionizační energie- 9542
• Pátá ionizační energie- 13354
• Šestá ionizační energie- 16613 XNUMX
• Sedmá ionizační energie-20117
• Osmá ionizační energie- 25496 XNUMX
• Devátá ionizační energie- 28392 XNUMX
• Desátá ionizační energie- 141362 XNUMX

Graf ionizační energie hořčíku

Atomové číslo hořčíku je 12. Hodnoty prvních deseti ionizačních energií hořčíku jsou uvedeny níže-

• První ionizační energie- 737
• 2^nd ionizační energie- 1450
• Třetí ionizační energie - 7732
• Čtvrtá ionizační energie- 10542
• Pátá ionizační energie- 13630
• Šestá ionizační energie- 18020 XNUMX
• Sedmá ionizační energie- 21711 XNUMX
• Osmá ionizační energie- 25661 XNUMX
• Devátá ionizační energie- 31653 XNUMX
• Desátá ionizační energie- 35458 XNUMX

Graf ionizační energie bóru

Atomové číslo boru je 5. Má tedy pouze pět elektronů, které lze z atomu vyjmout. Prvních pět ionizačních energií boru je uvedeno níže -

• První ionizační energie - 800
• Druhá ionizační energie - 2427
• Třetí ionizační energie - 3659
• Čtvrtá ionizační energie - 25025
• Pátá ionizační energie- 32826

Graf ionizační energie uhlíku

Atomové číslo uhlíku je 6. To znamená, že má pouze šest elektronů, které lze z atomu odstranit. Prvních šest ionizačních energií uhlíku je uvedeno níže -

• První ionizační energie- 1086
• Druhá ionizační energie- 2352
• Třetí ionizační energie - 4620
• Čtvrtá ionizační energie- 6222
• Pátá ionizační energie- 37831
• Šestá ionizační energie- 47277 XNUMX

Graf energie ionizace hliníku

Atomové číslo hliníku je 13. V atomu má 13 elektronů, které lze odstranit. Prvních deset ionizačních energií hliníku je uvedeno níže -

• První ionizační energie- 577
• 2^nd ionizační energie- 1816
• Třetí ionizační energie - 2744
• Čtvrtá ionizační energie- 11577
• Pátá ionizační energie- 14842
• Šestá ionizační energie- 18379 XNUMX
• Sedmá ionizační energie- 23326 XNUMX
• Osmá ionizační energie- 27465 XNUMX
• Devátá ionizační energie- 31853 XNUMX
• Desátá ionizační energie- 38473 XNUMX

Graf energie ionizace síry

Atomové číslo síry je 16. Prvních deset ionizačních energií síry je uvedeno níže -

• První ionizační energie- 999
• 2^nd ionizační energie- 2252
• Třetí ionizační energie - 3357
• Čtvrtá ionizační energie- 4556
• Pátá ionizační energie- 7004.3
• Šestá ionizační energie- 8495 XNUMX
• Sedmá ionizační energie- 27107 XNUMX
• Osmá ionizační energie- 31709 XNUMX
• Devátá ionizační energie- 36621 XNUMX
• Desátá ionizační energie- 43177 XNUMX

Graf postupné ionizační energie

Postupné ionizační grafy prvku odkazují na graf vykreslený pomocí různých hodnot ionizačních energií (1^{Svatý ,} 2^nd atd).

Hodnota postupné ionizační energie se zvyšuje s tím, jak je další elektron vždy blíže k jádru, a proto je k odstranění tohoto elektronu potřeba více energie. Jak pokračujeme v odstraňování elektronů, ionizační energie se udržuje na rostoucím plynu, vliv jádra se stává silnějším a silnějším.

Graf atomového čísla vs ionizační energie

Samotný graf ionizační energie je graf vykreslený pomocí hodnot ionizační energie a atomového počtu prvků.

Atomová čísla jsou zapsána na vodorovné ose, což je osa X. Ionizační energie je napsána na svislé ose, která je osou Y. Když jdeme v periodické tabulce doprava, potřebujeme vyšší ionizační energii k odstranění elektronu z atomu, proto se ionizační energie zvyšuje, když jdeme doprava. Dosáhl maximální hodnoty u vzácných plynů a hodnota klesá, jak se pohybujeme v periodické tabulce dolů.