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)

Hasonló

  • Kén-dioxid – kén-trioxid átalakulás körülményei

    A kén-dioxid (SO2) a kén és oxigén kapcsolódásából létrejövő dipólusmolekula, mely V alakú, és kettős kötésekkel rendelkezik. Vízben jól oldódó színtelen gáz, mely igen reakcióképes. Oxigénnel reagáltatva kén-trioxid (SO3) molekulák jönnek létre megfelelő körülmények között. (A kén-trioxid síkháromszög alakú, kettős kötésekkel rendelkező folyékony anyag, vízzel reagálva kénsavat képez.) A reakció egyenlete a következő: 2 SO2…

  • Az ipari ammóniaszintézis körülményei

    Az ammónia 3 hidrogén és 1 nitrogén egyesüléséből létrejövő szúrós szagú, színtelen gáz. Erősen poláris, vízben jól oldódó, levegőnél kisebb sűrűségű anyag, mely háromszög alapú piramis térszerkezettel rendelkezik, mivel egy nemkötő elektronpár helyezkedik el a nitrogénen. Egyszeresen pozitív ionképzésre képes. Az ipar már az 1800-as évek második ipari forradalma óta ismeri és használja, például műtrágyák,…

  • Sóoldatok kémhatása

    A savak és bázisok, valamint a kémhatás kutatásában több neves tudós is jeleskedett, közéjük tartozik például Arrhenius és Brönsted is. Brönsted megállapításai szerint a fenti fogalmakat a következőképpen definiálhatjuk. Sav az a molekula vagy ion, ami protont ad le. Bázis az a molekula vagy ion, ami protont vesz fel. Azokat a reakciókat, melyekben protonátadás (hidrogénion…

  • Fehér és vörös foszfor

    A foszfor az V. vagy másként nitrogéncsoport eleme, 3 párosítatlan vegyértékelektronnal. A foszforatomok stabilis π-kötéseket nem tudnak kialakítani, mivel atomsugaruk nagyobb, mint a nitrogéné, elektronegativitásuk viszont kisebb. A foszfor gőzeiben négyatomos, tetraéder alakú molekulákat hoz létre (P4), egyszeres kovalens kötések vannak az atomok között a molekulában. A foszfor esetében is beszélhetünk allotrop módosulatokról. Allotrópiának nevezzük…

  • A molekulák térszerkezete, polaritása

    Az atomok közös elektronpár kialakításával is elérhetik a nemesgázszerkezetet, a közös elektronpárral létrejövő kötést kovalens kötésnek nevezzük. A kötő elektronpár csak ellentétes spinű elektronokból jöhet létre. Kovalens kötés kialakulásakor a vegyértékelektronok az atompályákról molekulapályára kerülnek. A molekulapálya az a térrész, ahol a kötő elektronpár 90 %-os valószínűséggel megtalálható. A kötésben részt nem vevő elektronpárokat nemkötő…

  • Az anyagi halmazok, kristályrácsok

    Anyagi halmaznak a sok részecskéből álló anyagokat nevezzük. Az atomok egyesével túl parányiak ahhoz, hogy érzékelhessük őket, akárcsak a molekulák, így nincs értelme külön-külön egyesével vett atomokról, molekulákról beszélni. Érzékelhető, mérhető tulajdonságaik csak nagyobb mennyiségben nyilvánulnak meg. Az anyagi halmazokat jellemzi az alkotórészek minősége és az alkotórészek közötti kölcsönhatások is. Az anyagi halmazoknál már megállapítható…