Az ionizációs energia, elektronaffinitás, atom és ionméretek, kovalens sugár fogalma és változásuk a rendszám függvényében

Ionizációs energia

az alapállapotú szabad atom legkönnyebben eltávolítható elektronjának leszakítását kísérő moláris energiaváltozás

Az 1. legkönnyebben eltávolítható elektron eltávolíthatásához az 1. ionizációs energiával = mennyiség a 2. elektron leszakításához a 2. ionizációs energiaval = energiamennyiség szükséges.

Pozitív töltésű ionról az elektront eltávolítani mindig nehezebb mint semleges atomról, ezért uazt az elemet vizsgálva a 2. ionizációs energia mindig nagyobb mint az 1. és a 3. ionizációs energia nagyobb a 2. és 1.-től => Ei1<Ei2<Ei3

Jele:Ei –  mértékegysége:KJ/mol

Ei2-alkálifémek, Ei3-alkáliföldfémek => elemeinél a legnagyobb az ionizációs energia hiszen ezeknél kell megbontani a nemesgázszerkezetet.

Mindig endoterm, mindig be kell fektetni energiát.

pl.: H(g) -> H+(g)+elektron

-változása a rendszám függvényében-> a változás menete a lezárt elektronhéjak és alhéjak, vmint a félig telített alhéjak nagyobb stabilitásával értelmezhető

a nemesgázoknak a legnagyobb az ionizációs energiájuk, az alkálifémeké pedig a legalacsonyabb

-egy csoporton belül a rendszám növekedésével a vegyértékelektron egyre nagyobb héjra kerülnek, átlagosan egyre távolabb vannak az atommagtól, ezekre az elektronokra a magtöltés egyre kisebb mértékben gyakorol vonzó hatást, ezért a külső elektront egyre könnyebb eltávolítani az atommagtól, az ionizációs energia csökken

-egy perióduson belül a rendszám növekedésével nő a magtöltés, és ezzel együtt az elektronhéjakra gyakorolt vonzó hatás is ; mivel egy perióduson belül uaz a héj töltődik, a magvonzás növekedése egyre nehezebbé teszi az elektronok leszakítását, és az ionizációs energia tendenciaszerűen nő a rendszámmal

• az elektronaffinitás -> az az energiaváltozás, amely a gázállapotú atom 1 móljának negatív gázionná való átalakulását kíséri

mértékegysége: KJ/mol ; Jele: Eaff

Az anion képződése az atomból általában E felszabadulással jár: (- halogéneknél)

Exoterm: Cl(g)+e- ->Cl- -394KJ/mol

E+e- ->E-

Csak néhány atom elektronaffinitása pozitív: (+ alkéliföldfémeknél)

Endoterm: Mg(g)+e- ->Mg-(g) 230KJ/mol

-változása a rendszám függvényében-> a halogénatomok Eaff a legnegatívabb érték, mivel a keletkezett egyszeresen – töltésű anionok nemesgáz elektronkonfigurációjúak, az Eaff periodicitása az elektronhéj szerkezetének és felépülésének törvényszerűségeivel magyarázható, egy perióduson belül nő egy főcsoporton belül csökken értéke

Atom és Ionméret típusai

• atomsugár (Van der waals sugár)
• ionsugár (kation, anion)
• fématomsugár
• kovalens sugár

atomméret -> a gömbnek képzelt atomok méretének jellemzésésre az atomsugarat használjuk, a magtöltés és az elektronkonfiguráció határozza meg

=>egy perióduson belül a rendszám növekedésével csökken az atomátmérő, az újonnan belépő s-elektronok behatoló pályára kerülnek, vmint a megnövekedett magtöltés a külső elektronhéj koncentrációját okozza

=>az oszlopokban a méret a rendszámmal, a legkülső orbitálok azonos típusúak (pl.:alkálifémek: ns1), és a rendszám növekedésével egyre több elektronhéj tartozik az atomhoz, a periódusok végén lévő nemesgázatomok mérete a legkisebb, a náluk eggyel nagyobb rendszámú alkálifémek utolsó elektronja a következő jóval nagyobb mértű héjra kerül így ezek atomsugara jelentősen nagyobbá válik

– ionméret -> -az atomokból elektron leszkításával kation képződik, ennek mérete midig kisebb mint azé az atomé amelyikből származik, mivel legtöbbször megszűnik a legkülső elektronhéj
-a semleges atomból elektronfelvétellel képződnek negatív töltésű ionok, mindig nagyobb az anion mérete mint az eredeti atomé, mivel az anionban az atoméval egyező számú proton több elektronra gyakorol vonzó hatást ill. a nagyobb számú elektron egymásra nagyobb tszító htást gyakorol, az ionok méretét az ionsugárral jellemezzük

egy perióduson belül csökken és egy főcsoporton belül a rendszám növekedésével nő

– kovalens sugár -> rk=d/2 (d= az atommagok távolsága)

a kovalens sugár két atom összekapcsolódásánál a kötéstávolság felével egyenlő

a magtávolságok függenek az atomok koordinációs számától, így a különb. molekulageometriájú vegyületekben eltérő kovalens sugarakat állapítanak meg

(fématomsugár -> a fémekben megállapított magtávolság érték fele)