طاقة التأين الثاني للصوديوم أصغر من طاقة التأين الأول له
طاقة التأين الثاني للصوديوم أصغر من طاقة التأين الأول له
لا، العبارة خاطئة، طاقة التأين الثاني للصوديوم أكبر بكثير من طاقة التأين الأول له بمقدار 4067 كيلو جول / مول.
طاقة التأين الأول First Ionization Energy هي الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة أقل الإلكترونات ارتباطًا بالذرة المُتعادلة وتحولها إلى أيون موجب
تُصاغ عملية الفقد الحادثة على النحو التالي:
–M + ∆H1st → M+ + e
M = عنصر فلزي غازي.
M+= الأيون الموجب المتكون ذو شحنة موجبة واحدة
e–= الإلكترون المُحرر
∆H1st= طاقة التأين الأولى اللازمة لتحرير أقل الإلكترونات ارتباطًا بالذرة
طاقة التأين الثاني Second Ionization Energy هي كمية الطاقة المطلوبة لنزع الإلكترون الثاني من الأيون الموجب ذو الشحنة الواحدة وتحوله إلى أيون موجب بشحنتين.
تُصاغ عملية الفقد الحادثة على النحو التالي:
–M+ + ∆H2nd →M2+ + e
M++= أيون موجب حامل لشحنتين
M+= أيون موجب ذو شحنة موجبة واحدة
e–= الإلكترون المُحرر
∆H2nd = طاقة التأين الأولى اللازمة لتحرير أقل الإلكترونات ارتباطًا بالذرة
يتطلب طرد الإلكترون الأول طاقة أقل من الطاقة اللازمة لطرد الإلكترون الثاني نتيجة لـ :
- تغير الحالة الكهروستاتيكية للذرة من الحالة المُتعادلة إلى الحالة الموجبة نتيجة لزيادة عدد البروتونات عن عدد الإلكترونات.
- ارتفاع قوى الجذب بين الإلكترونات سالبة الشحنة المُتبقية والبروتونات داخل النواة
- وصول الإلكترونات إلى حالة المدارات الممتلئة أو نصف الممتلئة عقب فقد الإلكترون الأول ووصلها إلى حالة الإستقرار المطلوبة. [1][2]
طاقة التأين لذرة الصوديوم
وبالنظر إلى التوزيع الذري لذرة الصوديوم يُلاحظ مايأتيNa+
- ذرة الصوديوم بها 11 إلكترونًا.
- التوزيع الإلكتروني لذرة الصوديوم المُتعادلة = 1s2 2s2 2p6 3s1.
- عند فقد إلكترون مستوى الطاقة الخارجي لها 3s1 يتغير توزيعها الإلكتروني إلى 1s2 2s2 2p6 وتتحول الذرة إلى أيون موجب Na+
- يُعتبر المستوى 2p6 في حالة الأيون الموجب ممتلئ والذرة مُستقرة لوصولها إلى الحالة الخاملة المُشابهة لعنصر النيون Ne.
- يحتاج الأيون الموجب لعنصر الصوديوم للخروج من الحالة المُستقرة وفقد إلكترون أخر إلى أضعاف طاقة التأين الأولى الحادثة.
وبالتطبيق العملي لعملية التأين تم الحصول على قيم الطاقة التالية: [1][2]
Na+ ∆H1st → Na+ + e– ∆H1st = 496
M+ + ∆H2nd →M2+ + e– ∆H2nd =4563
طاقة التأين
تتكون الذرة الواحدة في الحالة الطبيعية من عدد من الجسميات تحت الذرية:
- إلكترونات سالبة تدور حول النواة.
- بروتنات موجبة الشحنة
- نيوترون مُتعادل الشحنة.
ويُلاحظ في الحالة الطبيعية للذرة تعادل الشحنة الكهروستاتيكية للذرة نتيجة لتساوي عدد الإلكترونات السالبة خارج النواة مع عدد البروتونات موجبة الشحنة بالنواة.
تتأثر الإلكترونات في مداراتها الخارجية بعدد من القوى الذرية:
- قوة جذب النواة للإلكترونات.
- قوة التنافر بين الشحنات السالبة المُتقاربة مع بعضها البعض.
الأيوانات (Ions) عبارة عن عناصر ذرية تم التأثير عليها بمقدار من الطاقة لتحرير أو إدخال إلكترون على العنصر مما ينتج عنه تكون:
- أيون موجب الشحنة نتيجة فقد إلكترون من مستويات الطاقة الخارجية.
- أيون سالب الشحنة نتيجة لاكتساب إلكترون.
طاقة التأين مُصطلح كيميائي يُقصد به كمية الطاقة اللازمة لإزالة أو فصل أقل الإلكترونات ارتباطاً بالذرة المفردة وهى في الحالة الغازية وتُقاس بوحدة كيلو جول / مول
تُعرف طاقة التأين باسم ionization energy أو ionization potential وهي الحد الأدنى من الطاقة التي يجب أن يمتصها إلكترون في ذرة غازية أو أيون للخروج من تأثير النواة إلى الخارج وهو مايُعطينا صورة توضيحية لـ:
- تحديد قوة الروابط الكيميائية.
- طريقة تفاعل المركبات الكميائية.
ينتج عن امتصاص الذرة لطاقة التأين:
- فقد أقل الإلكترونات ارتباطًا بالذرة.
- تحول الذرة إلى أيون موجب ذو شحنة موجبة. [1][2][3]
العوامل المؤثرة على طاقة التأين اللازمة لنزع أحد الإلكترونات
- قوة جذب النواة للإلكترون.
- موقع الإلكترون من النواة.
- عدد الإلكترونات بالذرة
- قوى التنافر بين الإلكترونات في نفس المدار.
تعتمد قيمة طاقة التأين اللازمة لنزع إلكترون من مستوى الطاقة الخاص به على عدد من العوامل:
قوة جذب النواة للإلكترون: هي القوة الناشئة نتيجة انجذاب الإلكترونات سالبة الشحنة إلى البروتونات موجبة الشحنة بالنواة.
تتناسب قوة جذب النواة للإلكترون تناسبًا طرديًا مع مقدار طاقة التأين، مما يعنى ارتفاع قيمة طاقة التأين عند نزع الكترون شديد الإنجذاب للنواة موجبة الشحنة.
موقع الإلكترون من النواة: تتناسب المسافة بين الإلكترون سالب الشحنة والنوة موجبة الشحنة تناسبًا عكسيًا مع مقدار طاقة التأين.
يؤدي انخفاض المسافة بين الإلكترون والنواة إلى زيادة قوة الجذب بينهما وارتفاع قيمة طاقة التأين اللازمة لنزع الإللكترون من مستوى الطاقة الخاص به.
عدد الإلكترونات الموجودة بالذرة الواحدة: تُعرف عدد الإلكترونات الموجودة بالذرة الواحدة بمصطلح العدد الذري ويتناسب العدد الذري عكسيًا مع مقدار الطاقة اللازمة لنزع الإلكترون.
يؤدي زيادة العدد الذري إلى انخفاض قوة الجذب بين الإلكترونات والبروتونات نتيجة لتشتت الذرة وبالتالي انخفاض قيمة طاقة التأين اللازمة لنزع الإلكترون من مستوى الطاقة الخاص به.
قوى التنافر بين الإلكترونات: هي القوة الناشئة نتيجة تقابل الإلكترونات سالبة الشحنة مع بعضها البعض
يؤدي ارتفاع قيمة قوى التنافر بين الإلكترونات إلى انخفاض قوة الجذب وسهولة نزع الإلكترون وهروبة وبالتالي انخفاض قيمة طاقة التأين اللازمة لنزع الإلكترون من مستوى الطاقة الخاص به. [1][2][3]
المحتويات المرئية المُتاحة إلكترونيًا لدراسة طاقة التأين
ونقدم لكم فيما يأتي مجموعة مختارة من الفيديوهات التعليمية المُبسطة لمفهوم طاقة التأين بأنواعه للبدأ في دراستها بشكل تعمقي أكثر مع أصدقائك :
- أولًا، حلقة طاقة التأين الأولى والثانية من سلسلة الدروس الكميائية على منصة مدرسة المُقدمة كجزء من مبادرة محمد بن راشد ال مكتوم العالمية لإثراء المحتوى المعرفي العربي للأطفال حول العالم كله.
وللإطلاع على سلسلة الدروس الكميائية المُقدمة على المنصة كاملةً يُرجى الضغط على هذا الرابط .
- ثانيًا، شرح شامل لطاقة التأين مُقدم من أحد أساتذة الكمياء المٌتخصصين باللغة العربية.
- ثالثًا، شرحٌ توضيحي لتأين ذرة الصوديوم الأول والثاني باللغة الإنجليزية.