Ionisation energy · Energía de ionización
| English | Español |
|---|---|
| ionisation energy/ˌaɪənaɪˈzeɪʃn ˈenədʒi/ | energía de ionización |
| gaseous/ˈɡeɪsɪəs/ | gaseoso |
| nuclear charge/ˈnjuːklɪə tʃɑːdʒ/ | carga nuclear |
| atomic radius/əˈtɒmɪk ˈreɪdɪəs/ | radio atómico |
| shielding/ˈʃiːldɪŋ/ | apantallamiento |
| spin-pair repulsion/spɪn peə rɪˈpʌlʃn/ | repulsión por emparejamiento de espín |
How tightly are electrons held?
- Ionisation energy 电离能 is the energy to pull electrons off gaseous 气态 atoms.
- Its trends and dips are powerful evidence for shells and sub-shells.
- It is a favourite exam topic.
¿Qué tan fuertemente están retenidos los electrones?
- Energía de ionización (Ionisation energy) es la energía necesaria para extraer electrones de átomos en estado gaseoso.
- Sus tendencias y caídas son una evidencia poderosa de las capas y subcapas.
- Es un tema favorito en los exámenes.
First and successive ionisation energies
- The first ionisation energy removes one electron from each atom in a mole of gaseous atoms (unit $\text{kJ}/\text{mol}$):
$$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
- Successive ionisation energies remove the next electron each time, e.g. $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
- Each successive value is larger — the electron leaves a more positive ion.
Primeras y sucesivas energías de ionización
- La primera energía de ionización elimina un electrón de cada átomo en un mol de átomos en estado gaseoso (unidad $\text{kJ}/\text{mol}$):
$$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
- Las sucesivas energías de ionización eliminan el siguiente electrón cada vez, por ejemplo, $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
- Cada valor sucesivo es mayor: el electrón deja un ion más positivo.
Why are gaseous atoms specified in the definition of ionisation energy? · ¿Por qué se especifican átomos gaseosos en la definición de energía de ionización?
Using gaseous atoms means there are no interactions between particles, so the value measures only the atom's own attraction. · Usar átomos gaseosos significa que no hay interacciones entre partículas, por lo que el valor mide solo la atracción propia del átomo.
The energy to remove one mole of electrons from one mole of gaseous atoms is the first ______ energy. · La energía necesaria para extraer un mol de electrones de un mol de átomos gaseosos es la primera ______ energía.
It measures how tightly the outer electron is held. · Mide con qué fuerza está retenido el electrón externo.
Each successive ionisation energy is larger than the last because: · Cada energía de ionización sucesiva es mayor que la anterior porque:
After each removal the ion is more positive, so the next electron is held more tightly. · Después de cada extracción, el ión es más positivo, por lo que el siguiente electrón está más fuertemente retenido.
What it depends on
- nuclear charge 核电荷 — more protons → stronger pull → higher IE.
- atomic radius 原子半径 — outer electron further out → weaker pull → lower IE.
- shielding 屏蔽 — more inner shells → more shielding → lower IE.
Successive ionisation energies of sodium: big jumps reveal the 2,8,1 shells
En qué depende
- Carga nuclear — más protones → mayor atracción → mayor EI.
- Radio atómico — el electrón externo está más alejado → menor atracción → menor EI.
- Pantalla — más capas internas → mayor efecto pantalla → menor EI.
Sucesivas energías de ionización del sodio: grandes saltos revelan las capas 2,8,1
Which change would LOWER the first ionisation energy? · ¿Qué cambio REDUCIRÍA la primera energía de ionización?
More shielding weakens the pull on the outer electron, lowering the ionisation energy. · Más apantallamiento debilita la atracción sobre el electrón externo, reduciendo la energía de ionización.
Match each change to its effect on first ionisation energy. · Empareja cada cambio con su efecto en la primera energía de ionización.
IE rises with nuclear pull and falls with distance/shielding; successive ionisations always rise. · IE aumenta con la atracción nuclear y disminuye con la distancia/apantallamiento; las ionizaciones sucesivas siempre aumentan.
Trends and the tell-tale dips
- Across a period IE generally rises; down a group it falls.
- But two dips appear in Period 3 — evidence for sub-shells:
- Al dip: its electron comes from a higher-energy 3p sub-shell.
- S dip: a paired 3p electron is easier to remove (spin-pair repulsion 自旋成对排斥).
Tendencias y las caídas características
- A través de un periodo, la EI generalmente aumenta; hacia abajo en un grupo, disminuye.
- Pero aparecen dos caídas en el Periodo 3 — evidencia de subcapas:
- Caída en Al: su electrón proviene de una subcapa 3p de mayor energía.
- Caída en S: un electrón emparejado en 3p es más fácil de eliminar (repulsión por par de espines).
The ionisation-energy trend — and its dips · La tendencia de la energía de ionización — y sus caídas
First ionisation energy generally rises across a period, but DIPS where a new p sub-shell starts and where a p-orbital pair first forms. Step across to find the two tell-tale dips. · La primera energía de ionización generalmente aumenta a lo largo de un período, pero hay CAÍDAS donde comienza una nueva subcapa p y donde se forma por primera vez un par de orbitales p. Avanza para encontrar las dos caídas características.
The dip in first ionisation energy at aluminium (vs magnesium) is because: · La caída en la primera energía de ionización en el aluminio (vs magnesio) se debe a que:
Al's outer electron is in 3p (higher energy than Mg's full 3s), so it is easier to remove — a dip. · El electrón externo del Al está en 3p (mayor energía que el 3s completo del Mg), por lo que es más fácil extraerlo — una caída.
Successive IE → shells
- Big jumps appear when the next electron must come from a shell closer in.
- Counting the electrons removed before the first big jump gives the element's group.
Sucesivas EI → Capas
- Grandes saltos aparecen cuando el siguiente electrón debe provenir de una capa más interna.
- Contar los electrones eliminados antes del primer gran salto revela el grupo del elemento.
A big jump in successive ionisation energies happens when: · Un gran salto en las energías de ionización sucesivas ocurre cuando:
The big jump marks moving to an inner shell; counting electrons before the first jump gives the outer-shell number (the group). · El gran salto marca el paso a una capa interna; contar los electrones antes del primer salto da el número de electrones en la capa externa (el grupo).
A big jump in successive ionisation energies marks the move to a new, inner shell. · Un gran salto en las energías de ionización sucesivas marca el paso a una nueva capa interna.
The jumps reveal the shell structure — e.g. sodium's successive IEs split into 1, then 8, then 2. · Los saltos revelan la estructura de capas — ej. las IEs sucesivas del sodio se dividen en 1, luego 8, luego 2.
You've got it
- 1st IE: $\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$ (gaseous, $\text{kJ}/\text{mol}$); successive values keep rising
- IE depends on nuclear charge, radius, shielding
- across a period IE rises (dips at Al = 3p starts, S = spin-pair); down a group it falls
- big jumps in successive IE reveal the shell structure (and the group)
Lo has entendido
- 1ª EI: $\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$ (estado gaseoso, $\text{kJ}/\text{mol}$); los valores sucesivos continúan subiendo
- La EI depende de la carga nuclear, el radio y la pantalla
- A través de un periodo la EI aumenta (caídas en Al = inicio 3p, S = par de espines); hacia abajo en un grupo disminuye
- Los grandes saltos en las sucesivas EI revelan la estructura de capas (y el grupo)