|
Курс лекций
по
"Строительное материаловедение"
Энергия ионизации
Энергия ионизации характеризует величину силы связи электрона с
ядром, по которой можно судить о стабильности той или
иной электронной конфигурации, а также, частично,
о легкости или трудностях передачи электрона от одного
атома к другому при
образовании чисто ионной химической связи в
окислительно-восстановительных процессах.
Первая энергия (первый потенциал) ионизации
I1
-
наименьшее
количество энергии, которое необходимо для удаления электрона от
свободного атома в его низшем (основном) энергетическом
состоянии. Вторая
I2
,
третья
I3
(и т.д.) энергии ионизации представляют собой энергии,
необходимые для удаления наиболее
слабо связанных электронов от однократно, двукратно (и
т.д.) положительно заряженных ионов в их основном состоянии.
Очевидно, что
I1
<
I2
<
I3<
... <
Iп
,
где п - общее число электронов
в атоме. На энергию
ионизации наиболее существенное влияние
оказывают следующие факторы:
-
эффективный заряд ядра;
-
расстояние от электрона до ядра (точнее, радиус максимума
электронной плотности);
-
глубина
проникновения электрона в облака зарядов внутренних
электронов.
Периодичность энергии ионизации представлена на плакате 2.
Глубина
проникновения электронов в нижеследующие слои
меняется в
последовательности
s
→ р →
d
→
f,
т.е. наиболее глубоко
проникают
s-электроны.
В результате прочность связи электронов с ядром растет в той же
последовательности, а степень экранирования
ядра - в обратной. Увеличение энергии связи
электронов с ядрами приводит
к сжатию электронных оболочек.
Отметим, что по мере увеличения атомного номера
Z
нижеследующие электронные оболочки снижают
энергию связи внешних электронов с ядрами. В то же время
энергия связи электронов, заполняющих внешние р-подуровни,
растет по мере их накопления с ростом
Z
и достигает максимума у благородных газов (Не,
Ne,
Ar,
Кг, Хе и
Rn).
|
