If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Закономерности при йонизационната енергия на елементите

Определение за йон и йонизационна енергия и промяна на йонизационната енергия по периоди и групи.

Видео транскрипция

Нека поговорим малко за една дума, която може би знаеш, и тя е "йон". Нека поговорим какво е това и после ще поговорим за моделите в периодичната таблица и колко е трудно да превърнеш нещо в йон. И, в частност, колко трудно е да превърнеш нещо в положителен йон. Един йон е просто атом или молекула със заряд, а има заряд, когато протоните не са равни на електроните. Неутроните очевидно също са част от атомите, но неутроните са неутрални. Ще получиш заряд от протоните или електроните. Ще имаш нетен заряд. Ако броят на протоните... Говорим за атом или молекула. Една молекула е просто няколко атома, свързани в едно. Ако броят протони не е равен на броя електрони... Имаш положителни йони, ако протоните са повече от броя на електроните. Протоните са положителни, електроните са отрицателни. Имаш отрицателни йони, ако броят електрони е по-голям от броя протони. Например ако имаш водород в неутрално състояние, има един протон и един електрон. Но ако вземеш един от тези електрони, тогава водородът ще има положителен заряд, и в най-често срещания си изотоп ще е просто един самостоятелен протон. И когато говорим за положителен йон, както сега, при което протоните ни са повече от електроните, броят протони е по-голям от броя електрони, наричаме тези йони катиони. Катион е просто друга дума за положителен йон. Подобно, можем да имаме отрицателни йони. Да вземем за пример флуора. Флуорът приема един електрон, ще има отрицателен заряд. Ще има отрицателен заряд от -1. Отрицателния йон наричаме анион. И начинът, по който аз помня това, е, че "а" (като "пък") означава противоположното на нещо. Тоест това е отрицателен йон. Някак правим йона отрицателен. Като изяснихме това, нека помислим колко ще е трудно да йонизираме различни елементи в периодичната таблица. В частност, колко е трудно да ги превърнем в катиони. И за да помислим за това, ще въведем идея, наречена йонизационна енергия. Йонизационна... Йонизационна енергия. Енергия... И тя се определя като енергията, необходима да се премахне един електрон. Можеше дори да се нарича катионизационна енергия, понеже е енергията, необходима да се премахне един електрон, и прави атома като цяло по-положителен. Нека помислим за моделите. И вече имаме малко информация за различните групи на периодичната таблица. Например ако се фокусирам върху група 1. Вече сме говорили за това, че водородът е специален случай в първа група. Нека разгледаме всичко под водорода. Например да разгледаме алкалите, алкалните метали. Вече говорихме за факта, че те много лесно губят електрон. Защо? Понеже, ако загубят един електрон, те ще стигнат до електронната конфигурация на благородния газ, който идва преди тях. Ако литият загуби един електрон, тогава електронната конфигурация на външния му слой ще е като тази на хелия. Има два външни електрона и обикновено говорим за "октетно правило", но ако говорим за елементи като литий или хелий, те са щастливи с два електрона, понеже можеш да поставиш само два електрона в първия слой. Но останалите – натрий, калий, т.н. – ако премахнеш един електрон от тях, тогава най-външният им слой... всички електрони в най-външния слой ще имат електронната конфигурация на благородния газ, преди себе си. Натрият ще има 8 електрона във външния си слой. Литият, ако премахнеш един електрон, ще стигне до хелий и ще има 2 електрона във външния си слой. Можеш да си представиш, че йонизационната енергия, енергията, необходима да се премахнат електрони от алкалните метали, е много ниска. Нека запиша това... Когато казвам ниска, имам предвид ниска йонизационна енергия. Ниска. Какво се случва, докато се придвижваме надясно по периодичната таблица? Всъщност нека стигнем чак до дясната страна на периодичната таблица. Стигаме до благородните газове, вече говорихме за тях. Те са много, много, много стабилни. Те не искат електрони, те не искат да бърникаш електронната им конфигурация. Така че ще е много трудно... Неонът има осем електрона, тоест говорим за "октетното правило". Хелият има 2, което означава, че има пълен първи електронен слой, така че е много трудно да премахнеш електрон оттам. Така че има много висока йонизационна енергия. Ниска енергия означава лесно премахване на електрони. Особено на първия електрон. Но тук имаме висока йонизационна енергия. Знам, че ти е трудно да видиш това Н. Висока йонизационна енергия. И това е характерно за преминаването през периодичната таблица. Докато минаваш отляво надясно, преминаваш от ниска йонизационна енергия към висока йонизационна енергия. А при движение нагоре и надолу по периодичната таблица? Във всяка група, например да погледнем алкалните метали. Ако сме на дъното и гледаме, да кажем, цезии. неговият електрон в – 1, 2, 3, 4, 5, 6 – в шестия слой ще е по-надалеч от този един електрон, който литият има и който е във втория слой. Така че ще е по-надалеч. Няма да е толкова силно свързан с ядрото – предполагам може да се каже така. Така че това ще е... този електрон ще е по-лесен за премахване, отколкото единият електрон в най-външната обвивка на лития. Този има дори по-ниска йонизационна енергия... още по-ниска... И това ще важи и за благородните газове тук. Електроните в най-външния слой на ксенона, въпреки че той има 8 валентни електрона, са по-отдалечени от ядрото и енергията, необходима да се премахнат, все още ще е висока, но ще е по-ниска, отколкото енергията... да кажем, при неон или хелий. Тя е ниска. Отново, йонизационната енергия става от ниска към висока, докато преминаваме отляво надясно. И ниско към високо, ако се движим отдолу нагоре. Цялостно погледнато, ако преминем от долу вляво до горе вдясно, преминаваме от ниска йонизационна енергия – много лесно се премахва електрон от тези елементи тук – към висока йонизационна енергия – много трудно се премахва електрон от тези елементи тук. Както можеш да видиш това и в един модел на реално измерени йонизационни енергии. И ми харесва да гледам подобни графики, понеже ни показват откъде е тръгнала периодичната таблица. Хората са забелязали този вид периодични модели. Забелязали са, че има някакви общи модели тук. Но тук в частност виждаме, че на тази ос имаме йонизационна енергия и електрон волта, а това е буквално... това са мерните единици енергия. Можеш да ги преобразуваш в джаули, ако искаш. Тук увеличаваме атомните числа. Ние започваме с водород, после стигаме до хелий, преминаваме от водород до хелий, до литий. Нека ти покажа какво се случва тук. Преминаваш от водород до хелий. Хелият е много стабилен. Много е трудно от него да се премахне електрон. И после стигаш до литий. Литият, както казахме, е алкален метал. Премахваш един електрон, той стига до стабилна форма. Така че е нужна много ниска енергия, за да премахнеш този електрон. И докато преминаваме отляво надясно в периодичната таблица, докато преминаваме от алкални метали до благородни газове, виждаме, че йонизационната енергия се увеличава. Виждаш тези малки върхове тук и можеш да помислиш за тях, да създадеш теория защо се появяват, какво виждаш в този цялостен модел, докато преминаваме от алкални метали до благородни газове Алкални метали до благородни газове. Едно нещо, което може би си казваш, е, че оттук дотук разстоянието е същото като оттук дотук, но тук имаме по-голямо разстояние. Какво става тук? Трябва да помним, че сега тук имаме всички елементи от d блока. След като стигнем до... след като стигнем дотук, сега добавяме всички елементи от d блока, в четвъртия период. И сега имаме тези, като те са добавени тук, така че имаш елементите от d блока. И после имаш елементите от f и d блока. И виждаш, че цялостният модел е, че алкалните метали са с много ниска йонизационна енергия. Благородните газове са с много висока йонизационна енергия. Но докато атомите стават по-големи и по-големи, йонизационната енергия става по-ниска и по-ниска, и изпраща нещо като радон, който въпреки че е благороден газ – йонизационната му енергия, понеже тези най-външни електрони са по-отдалечени от ядрото или са доста отдалечени от ядрото, неговата йонизационна енергия... йонизационната му енергия е по-ниска от тази на водорода. Надявам се, че това ти беше интересно.