Co to jest energia jonizacji?
Energia jonizacji, czyli ilość energii potrzebna do oddzielenia elektronu od atomu, jest ważna dla fizyki i chemii. Przez jonizację atomu usuwa się elektron i dodaje się jon dodatni, zmieniając całą strukturę atomu. Po zjonizowaniu atom nie może tworzyć normalnych wiązań, więc może być wykorzystywany do zupełnie innych celów, w zależności od potrzeb naukowca. Niektóre atomy mają różne poziomy energii jonizacji, w tym czasie jonizacja jest określana zgodnie z porządkiem energii. Jonizacja ma specjalną wartość energetyczną zwaną elektronowoltami.
Każdy atom ma co najmniej jeden elektron, a ten elektron nadaje atomowi ładunek ujemny. Jonizacja atomu oznacza usunięcie jednego lub więcej elektronów w celu nadania atomowi ładunku dodatniego jonu. Dodanie nieokreślonej ilości energii do atomu nie przyniesie właściwych rezultatów i może albo prowadzić do braku elektronów lub zbyt dużej liczby elektronów uciekających przed atomem. Jednym ze sposobów obliczania energii jonizacji jest przepuszczanie prądu przez atom, dopóki nie wyemituje on światła.
Energia jonizacji jest pomiarem ilości energii potrzebnej do tego, aby jeden elektron wyczołgał się z atomu. Dzieje się tak poprzez zastosowanie dodatniego ładunku do atomu. Gdy energia jest wystarczająca, najbardziej zewnętrzny elektron ucieknie przed atomem i zamiast tego dołączy do źródła energii. Aby utrzymać atom w równowadze, jon zastąpi brakujący elektron, nadając atomowi ładunek dodatni.
Niektóre atomy mają taką samą energię jonizacji dla każdego elektronu, ale inne będą miały różne poziomy energii dla elektronu. Jeśli wymagane są różne poziomy energii, wówczas określa się ją jako pierwszą energię jonizacji dla pierwszego elektronu, drugą energię jonizacji dla drugiego i tak dalej, aż wszystkie elektrony zostaną uwzględnione. Jeśli poziom energii jest taki sam, wówczas energię określa się po prostu jako energię jonizacji.
Ilość potrzebnej energii jest mierzona w elektronowoltach. Ten pomiar to ta sama ilość energii kinetycznej, którą elektron gromadzi, gdy przechodzi przez potencjał elektryczny jednego wolta. Kiedy jonizacja została odkryta po raz pierwszy, do pomiaru jonizacji użyto normalnych woltów, ale pomiar ten nie jest tak dokładny jak elektronowolty.
Układ okresowy pierwiastków grupuje elementy według wielu różnych podobieństw, takich jak liczba elektronów lub rozmiar atomowy. Innym grupowaniem na stole jest ilość energii potrzebnej do jonizacji. Dla elementów bardziej skierowanych w górę i w prawo potrzeba więcej energii niż elementy w lewym dolnym rogu układu okresowego.