منو
 کاربر Online
771 کاربر online

توجیه برخی نظامهای دیده شده در نمودار انرژی یونیزاسیون

چاپ
علوم طبیعت > شیمی



این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


توجيه برخي نظامهاي ديده شده در نمودار انرژي يونيزاسيون


با مطالعه نمودار نخستين انرژي يونيزاسيون عناصر به نظامهاي متعددي رسيديم که خلاصه آنها چنين بود که نوعي دوره‌هاي تناوبي در مقدار انرژيهاي يونيزاسيون وجود دارد که همگام با دوره‌هاي تناوبي مشهود در خواص فيزيکي شيميايي عناصر پيش مي‌رود. در هر دوره نوعي تمايل کلي براي افزايش انرژي يونيزاسيون وجود دارد که ماکزيمم آن در گاز نجيبي است که در پايان دوره قرار دارد. اين جريان مجدداً در دوره بعد تکرار مي‌شود.
اضافه بر نظام کلي فوق، نوعي ماکزيممها و مينيممهاي کوچک و ظريف نيز در نمودار ديده مي‌شود که هم اکنون در صدد هستيم، آنها را به کمک آگاهيهاي بيشتري که بدست‌ آورديم، مجدداً مرور کرده و با عمق بيشتري توجيه کنيم.
توجيه کلي آن است که اين نظامها انعکاسي از خواص تناوبي در آرايشهاي الکتروني و تغييرات منظم در تراز انرژي اوربيتالهاست.
بررسيهاي خود را به صورت تعدادي چراجويي انجام خواهيم داد.


چرا انرژي يونيزاسيون هليم بيش از ئيدروژن است؟


مي‌دانيم هرگاه سطح انرژي اصلي ثابت باشد (در مورد ئيدروژن و هليم است)، انرژي اتصال الکترون نسبت به افزايش بار هسته حساس مي‌شود. بنابراين با افزايش بار هسته از ئيدروژن تا هليم، انتظار مي‌رود که انرژي اتصال يا انرژي يونيزاسيون نيز افزايش يابد. افزايش عدد اتمي از 1 به 2 سطح انرژي اوربيتال را به شدت پايين مي‌آورد. محاسبه نشان مي‌دهد که اين مقدار افزايش بار هسته بايد به افزايش انرژي يونيزاسيون از 314 کيلوکالري بر مول در ئيدروژن تا 1254 کيلوکالري بر مول در هليم بيانجامد. در صورتيکه واقعيت تجربي نشان مي‌دهد که انرژي يونيزاسيون هليم فقط برابر 567 کيلوکالري بر مول است و اين نتيجه مستقيمي از دافعه ميان دو الکترون است که از پايداري اتم هليم نسبت به مقدار مورد انتظار به شدت مي‌کاهد. بنابراين در بحث درباره انرژي يونيزاسيون بايد همواره هم اثر افزايش بار هسته و هم اثر دافعه ميان الکترونها را به حساب آوريم.


چرا انرژي يونيزاسيون ليتيم که بار هسته‌اي3 دارد، فوق‌العاده کمتر از هليم است؟


آرايش الکتروني ليتيم است، بنابراين براي رسيدن به يون بايد تنها الکترون را که در فاصله دورتري قرار دارد، برداشت. محاسبه نشان مي‌دهد که اگر همه عوامل را ثابت بگيريم، انرژي اتصال يک الکترون با افزايش سطوح انرژي (عدد کوانتومي)، کاهش مي‌يابد. اين عامل خود باعث کاهش انرژي يونيزاسيون ليتيم نسبت به هليم مي‌شود. ولي چرا افزايش بار هسته ليتيم، تغيير در عدد را جبران نمي‌کند؟ علت را بايد در شکل زير جستجو نمود. اين شکل توزيع احتمال شعاعي الکترونها را در اتم ليتيم نشان مي‌دهد. کاملاً روشن است که الکترونهاي اغلب وقت خود را در نزديکيهاي هسته مي‌گذرانند. در صورتيکه الکترون، در اغلب اوقات در شعاعهاي دورتري قرار دارد.
img/daneshnameh_up/7/77/mch0059a.jpg
تأثير اين عامل به اندازه‌اي مهم است که خيلي منطقي به نظر مي‌رسد، اگر بگوييم که الکترونهاي در حکم حائلي براي الکترون، از لحاظ دسترسي به اثر جذب هسته، به شمار مي‌روند. به عبارت ديگر، الکتروندر اغلب اوقات احساس وجود بار +3 را نمي‌کند، بلکه تحت تأثير بار تقريبي برابر 1=2-3 قرار دارد. فقط در مواقع نادر است که الکترون نزديک هسته مي‌شود و بار +3 را به "چشم مي‌بيند". اين اثر پوششي الکترونهاي داخلي، همراه با اثر افزايش عدد کوانتومي اصلي (که شامل افزايش فاصله است)، توجيه قابل قبولي براي تفاوت بزرگ در انرژيهاي يونيزاسيون هليم و ليتيم فراهم مي‌نمايد.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0167.pdf





تعداد بازدید ها: 3382


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..