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

  • 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,…

  • Az elemek allotrópiája

    A szervetlen kémia számos olyan elemmel is foglalkozik, melyeknél megkülönböztethetünk ún. allotropikus változatokat. Az allotrópia az a jelenség, amely során bizonyos elemek a külső körülmények hatására (pl.: nyomás, hőmérséklet) eltérő kristályszerkezetű és moláris tömegű módosulatokat képeznek. Nem összekeverendő a fogalom az izotópokkal, ott ugyanis az adott atom neutronszáma változik csak meg, és ebből ered a…

  • Termokémiai alapfogalmak, aktiválási energia

    A kémiai reakciók, vagy kémiai változások mindig az eredeti anyagok jellemző kémiai kötéseinek felbomlásával és újak kialakulásával jár. Egy-egy kémiai reakciót szinte minden esetben kísér vagy megelőz fizikai változás is (fizikai változás például egy olyan oldódási folyamat, ahol a komponensek között reakció nem történik, csak elkeverednek, pl. cukor oldódása vízben). A kémiai reakciók lezajlódásának több…

  • 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 grafit és a gyémánt összehasonlítása

    A periódusos rendszer IV. főcsoportját első eleme után széncsoportnak nevezzük. A szén négy vegyértékelektronnal rendelkezik, szerkezetének köszönhetően gyakorlatilag megalapozat a szénalapúnak is nevezett földi életet. Gyakorlatilag minden szerves anyagban megtalálható, a szén ilyenfajta vegyületeivel a szerves kémia foglalkozik. A természetben 3 izotópja fordul elő, a 12-es, 13-as, és 14-es, a 12-es fordul elő döntő többségben,…

  • 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…