Energie di ionizzazione
Energia di ionizzazione
Primaria : quella necessaria per
rimuovere un elettrone (il meno
trattenuto)
X
X+
qualunque elemento
–
+e
con X =
Successive : energie necessarie per
rimuovere uno dopo l’altro i successivi
(sempre il meno trattenuto a quel
punto)
X+
X2+
X3+
+e
3+
X +e
4+
X +e
X2+
ecc…
L’energia di ionizzazione si misura in
KJ/mol
Ei aumenta nel periodo
Diminuisce nel gruppo
Ei primaria per i primi 20
elementi
Elemento
Ei MJ mol-1
Elemento
Ei MJ mol-1
H
1,31
Na
0,50
He
2,37
Mg
0,74
Li
0,52
Al
0,58
Be
0,90
Si
0,79
B
0,80
P
1.01
C
1,09
S
1,00
N
1,40
Cl
1,25
O
1,31
Ar
1,52
F
1,68
K
0,42
Ne
2,08
Ca
0,59
Grafico Ei
2,5
2
1,5
En Ion
1
0,5
0
0
5
10
15
20
25
Consideriamo le energie di ionizzazione
successive di alcuni elementi:
Ar
Z = 18 elettroni
Sc
Ar +3
Co
Ar + 9
Zn
Ar + 12
Energie di ionizzazione dell'argo
450000
400000
350000
energie KJ/mol
300000
250000
200000
150000
100000
50000
0
0
5
10
livelli di ionizzazione
15
20
prime otto energie dell'argo
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
2
4
6
liv. ion.
8
10
prime sei energie argo
10000
9000
8000
energie KJ/mol
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
1
2
3
4
livelli ion.
5
6
7
energie di ion. scandio
20000
18000
16000
energie KJ/mol
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
2
4
6
livelli di ion.
8
10
Energie di ion.cobalto
20000
18000
16000
energie KJ/mol
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
2
4
6
livelli ion.
8
10
prime sei energie ion. cobalto
12000
10000
energie KJ/mol
8000
6000
4000
2000
0
0
1
2
3
4
livelli ion.
5
6
7
Energie cobalto dalla terza alla nona
20000
18000
16000
energie KJ/mol
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
2
4
6
livelli ion
8
10
energie di ion.dello zinco
80000
70000
energie KJ/mol
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
0
5
10
15
livelli ion.
20
25
prime dodici en.ion.zinco
35000
30000
energie KJ/mol
25000
20000
15000
10000
5000
0
0
2
4
6
8
livelli ion.
10
12
14
Metodo di spettroscopia
fotoelettronica
Irradiando gli atomi in fase vapore si
possono estrarre elettroni di tutti i livelli
energetici
Usando radiazioni monocromatiche ogni
elettrone uscirà con la stessa KE
KE = hν - IE
Queste energie sono misurate dallo
strumento
Gli elettroni quindi si sistemano a gruppi
di:
2
elettroni s
6 (3+3) elettroni p
10 (5+5) elettroni d
Risultano:
H
 1 e 1,31 MJ mol-1
He
 2 e 2,37 MJ mol-1
Ne



2 e 84,0 MJ mol-1
2 e 4,68 MJ mol-1
6 e 2,08 MJ mol-1
Per specie isoelettroniche si verifica che
Ei 1/2 = K (Z-s/n*)
K = RH 1/2
Z = numero atomico
s = costante di schermo
n* = numero quantico effettivo
Per il Na s = 7,28
n* = 1.938