אנרגיית יוניזציה

כמה האלקטרונים מחזיקים בחוזקה?

• אנרגיית יוניזציה היא האנרגיה הנדרשה להוצאת אלקטרונים מאטומים גזיים.
• המגמות והירידות בהן הן עדות חזקה לקומות ואורביטלי תת-קומה.
• זהו נושא בוחן פופולרי.

אנרגיות יוניזציה ראשוניות ועוקבות

• אנרגיית היוניזציה הראשונה מסירה אלקטרון אחד מכל אטום במול של אטומים גזיים (יחידה $\text{kJ}/\text{mol}$):
  $$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
• אנרגיות יוניזציה עוקבות מסירות את האלקטרון הבא בכל פעם, לדוגמה $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
• כל ערך עוקב הוא גדול יותר – האלקטרון עוזב יון עם מטען חיובי גבוה יותר.

על מה הדבר תלוי

• מטען גרעיני – יותר פרוטונים → משיכה חזקה יותר → אנרגיית יוניזציה גבוהה יותר.
• רדיוס אטומי – אלקטרון חיצוני רחוק יותר → משיכה חלשה יותר → אנרגיית יוניזציה נמוכה יותר.
• הצללה – יותר קומות פנימיות → הצללה גדולה יותר → אנרגיית יוניזציה נמוכה יותר.

אנרגיות יוניזציה עוקבות של נתרן: קפיצות גדולות חשפו את השכבות 2,8,1

מגמות והירידות המאפיינות

• לאורך מחזור IE בדרך כלל עולה; במטהר היא יורדת.
• אך שתי ירידות מופיעות במחזור 3 — הוכחה לתת-שכבות:

• ירידה ב-Al: האלקטרון שלו מגיע מתת-שכבת אנרגיה גבוהה יותר 3p.
• ירידה ב-S: אלקטרון זוגי ב-3p קל להסרה (דחיית זוג סpin).

IE עוקבת → שכבות

• קפיצות גדולות מופיעות כאשר האלקטרון הבא חייב לבוא משכבה קרובה יותר.
• ספירת האלקטרונים שהוסרו לפני הקפיצה הגדולה הראשונה נותנת אתמטהר האלמנט.

הבנתך מושלמת