0:00:01.744,0:00:02.780
A korábbi videókban

0:00:02.780,0:00:04.990
csak az első ionizációs energiáról beszéltünk.

0:00:04.990,0:00:06.641
Ebben a videóban összehasonlítjuk

0:00:06.641,0:00:09.360
az első és második ionizációs energiát,

0:00:09.360,0:00:11.790
a lítium példáján keresztül.

0:00:11.790,0:00:13.380
Az előző videóból tudjuk,

0:00:13.380,0:00:15.530
hogy a lítium rendszáma 3,

0:00:15.530,0:00:18.120
tehát az atommagjában 3 proton van.

0:00:18.120,0:00:20.650
A semleges lítiumatomban az elektronok száma

0:00:20.650,0:00:22.390
megegyezik a protonok számával,

0:00:22.390,0:00:24.860
így tudjuk, hogy a lítiumatomban 3 elektron van.

0:00:24.860,0:00:28.630
Az elektronkonfigurációja 1s2 2s1.

0:00:28.630,0:00:30.965
2 elektron van az 1s alhéjon,

0:00:30.965,0:00:33.840
tehát tüntessük fel ezeket az elektronokat

0:00:33.840,0:00:35.607
az 1s alhéjon.

0:00:35.607,0:00:37.065
Marad még egy elektron,

0:00:37.065,0:00:40.320
amely a 2s alhéjra kerül.

0:00:40.320,0:00:43.538
Így nagyon egyszerűen

0:00:43.538,0:00:45.730
ábrázolhatjuk a semleges lítiumatomot.

0:00:45.730,0:00:48.250
Megfelelően nagy energia közlésével

0:00:48.250,0:00:50.480
eltávolíhatjuk ezt a külső elektront.

0:00:50.480,0:00:52.240
Ennek a leszakításához szükséges

0:00:52.240,0:00:57.420
az úgynevezett első ionizációs energia.

0:00:57.420,0:00:59.560
Ennek az elektronnak az eltávolítása

0:00:59.560,0:01:03.660
mintegy 520 kJ/mol energiát igényel.

0:01:03.660,0:01:06.370
Miután ezt az elektront eltávolítottuk,

0:01:06.370,0:01:09.550
már nem beszélhetünk semleges lítiumatomról.

0:01:09.550,0:01:12.120
Lítiumion keletkezett, hiszen továbbra is

0:01:12.120,0:01:15.130
3 pozitív töltés van az atommagban,

0:01:15.130,0:01:17.720
de már csak 2 negatív töltés maradt.

0:01:17.720,0:01:20.540
Csak 2 elektron maradt, mert egyet eltávolítottunk.

0:01:20.540,0:01:23.480
Háromból kettő az annyi mint plusz egy.

0:01:23.480,0:01:26.690
Ez tehát az egyszeresen pozitív lítium-kation.

0:01:26.690,0:01:28.900
Az elektronkonfigurációja pedig csupán

0:01:28.900,0:01:34.590
1s2, mert a 2s alhéjról leszakadt az elektron.

0:01:34.590,0:01:36.180
Haladjuk tovább.

0:01:36.180,0:01:39.430
Valamivel több energia közlésével[br]újabb elektron távolítható el.

0:01:39.430,0:01:43.150
Mondjuk, hogy most ezt az elektront szakítjuk le.

0:01:43.150,0:01:45.550
Tehát egy második elektront fogunk eltávolítani,

0:01:45.550,0:01:48.290
ezt nem nevezhetjük első ionizációs energiának,

0:01:48.290,0:01:50.720
hanem második ionizációs energiának hívjuk,

0:01:50.720,0:01:53.170
mivel ez a második elektron[br]eltávolításához szükséges.

0:01:53.170,0:01:58.960
Ennek értéke kb. 7298 kJ/mol.

0:01:58.960,0:02:02.370
A második elektron leszakítása után

0:02:02.370,0:02:04.650
még mindig 3 pozitív töltés van az atommagban,

0:02:04.650,0:02:07.510
de már csak egy negatív töltés maradt.

0:02:07.510,0:02:10.389
Csak egy elektron maradt, ez tehát már

0:02:10.389,0:02:12.316
nem egyszeresen pozitív lítium-kation,

0:02:12.316,0:02:14.700
hanem kétszeresen pozitív lítium-kation,

0:02:14.700,0:02:16.080
hiszen háromból egy az kettő.

0:02:16.080,0:02:20.250
Ez tehát a Li 2+ ion,[br]amelynek elektronszerkezetében

0:02:20.250,0:02:25.110
az 1s alhéjon csak egy elektron van,[br]tehát 1s1.

0:02:25.110,0:02:27.030
Látható, hogy nagy a különbség

0:02:27.030,0:02:29.060
az első ionizációs energia

0:02:29.060,0:02:34.570
és a második ionizációs energia között[br](520 illetve 7298).

0:02:34.570,0:02:37.680
Lássuk, találunk-e magyarázatot

0:02:37.680,0:02:39.844
erre a rendkívül nagy eltérésre

0:02:39.844,0:02:41.780
az ionizációs energiák között.

0:02:41.780,0:02:44.240
Azt a három tényezőt fogjuk vizsgálni,

0:02:44.240,0:02:46.286
amelyeket a korábbi videókban említettünk.

0:02:46.286,0:02:50.280
Az első tényező a magtöltés volt,

0:02:50.280,0:02:54.490
amely az atommagban lévő protonok[br]számával egyezik meg.

0:02:54.490,0:02:57.580
A semleges lítiumatom esetében

0:02:57.580,0:02:59.620
3 pozitív töltés van az atommagban.

0:02:59.620,0:03:01.330
Ez a pozitív töltés vonzza

0:03:01.330,0:03:05.950
a rózsaszínnel jelölt elektront.

0:03:05.950,0:03:07.950
Az egyszeresen pozitív lítium-kationban

0:03:07.950,0:03:10.050
ugyanez a helyzet.

0:03:10.050,0:03:13.230
Ugyanúgy 3 proton van az atommagban,

0:03:13.230,0:03:14.820
tehát ugyanez a pozitív töltés

0:03:14.820,0:03:18.840
vonzza ezt az elektront.

0:03:18.840,0:03:21.350
Mivel a protonok száma változatlan,

0:03:21.350,0:03:24.092
inkább az effektív magtöltést kell figyelembe venni,

0:03:24.092,0:03:26.300
nem pedig az atommagban lévő protonok számát.

0:03:26.300,0:03:28.570
Előtte azonban még gondolni kell

0:03:28.570,0:03:30.380
az elektronok árnyékoló hatására is.

0:03:30.380,0:03:33.130
Erre is szánjunk néhány szót.

0:03:33.130,0:03:43.510
Az elektronok árnyékoló hatását,[br]más néven árnyékolást

0:03:43.510,0:03:45.760
a belső pályák elektronjai okozzák.

0:03:45.760,0:03:48.390
A semleges lítiumatomban

0:03:48.390,0:03:51.870
a belső héjon található két elektron

0:03:51.870,0:03:55.920
taszítja a külső héjon lévő elektront.

0:03:55.920,0:03:59.030
Egyik is, másik is taszítja.

0:03:59.030,0:04:02.810
Lényegében arról van szó, hogy gyengítik

0:04:02.810,0:04:07.670
a magban lévő 3 pozitív töltés hatását[br]a rózsaszínnel jelölt elektronra,

0:04:07.670,0:04:11.200
mivel az elektronok taszítják egymást.

0:04:11.200,0:04:14.510
Az effektív magtöltés kiszámításához –

0:04:14.510,0:04:16.986
– ilyet már csináltunk a korábbi videókban is –

0:04:16.986,0:04:20.334
– az effektív magtöltés egyszerű számításhoz

0:04:20.334,0:04:22.040
vegyük a protonok számát,

0:04:22.040,0:04:24.360
amely itt 3, és ebből vonjuk ki

0:04:24.360,0:04:25.840
az árnyékoló elektronok számát.

0:04:25.840,0:04:29.100
Itt erről a két elektronról van szó

0:04:29.100,0:04:30.390
az 1s alhéjon.

0:04:30.390,0:04:33.700
Az effektív magtöltés értéke 3 mínusz 2,

0:04:33.700,0:04:35.160
azaz plusz 1.

0:04:35.160,0:04:36.940
A rózsaszínnel jelölt elektronra tehát

0:04:36.940,0:04:40.720
nem a teljes magtöltés hat, ami +3,

0:04:40.720,0:04:44.190
hanem csak az effektív magtöltés,

0:04:44.190,0:04:48.570
amely +1 körüli érték, ténylegesen kb. 1,3

0:04:48.570,0:04:50.600
ha pontosabban számoljuk.

0:04:50.600,0:04:55.289
Az elektronok árnyékoló hatása tehát

0:04:55.289,0:04:59.220
összességében csökkenti a magtöltés hatását

0:04:59.220,0:05:01.280
a rózsaszínnel jelölt elektronra.

0:05:01.280,0:05:04.290
Lássuk most ezt a másik elektront,

0:05:04.290,0:05:07.200
a rózsaszínnel jelölt elektronról beszélek,

0:05:07.200,0:05:09.146
az egyszeresen pozitív lítium kationban.

0:05:09.146,0:05:11.910
Ez már más helyzet.

0:05:11.910,0:05:14.050
Itt nincs jelentős árnyékolás.

0:05:14.050,0:05:17.360
Ez a másik elektron egy kissé taszítja ugyan,

0:05:17.360,0:05:19.360
de nincs olyan belső elektron, amely

0:05:19.360,0:05:22.330
taszítaná a rózsaszínnel jelölt elektront.

0:05:22.330,0:05:25.270
Emiatt a rózsaszínnel jelölt elektronra

0:05:25.270,0:05:29.310
az atommagban lévő 3 pozitív töltés

0:05:29.310,0:05:31.869
sokkal, sokkal erősebben hat.

0:05:31.869,0:05:37.965
Így sokkal nagyobb erő vonzza a rózsaszínnel jelölt elektront

0:05:37.965,0:05:39.253
az atommag felé.

0:05:39.253,0:05:41.238
Ezért több energiára van szükség

0:05:41.238,0:05:43.474
ennek az elektronnak a leszakításához.

0:05:43.474,0:05:45.315
A kisebb árnyékoló hatás miatt

0:05:45.315,0:05:49.020
a második elektront sokkal nehezebb leszakítani,

0:05:49.020,0:05:49.970
mint az elsőt.

0:05:49.970,0:05:51.790
Így jelentős növekedést tapasztalunk

0:05:51.790,0:05:57.015
az első és a második ionizációs energia értéke közt.

0:05:57.015,0:06:00.203
Utolsó tényezőként a távolságot említettük,

0:06:00.203,0:06:04.453
a távolságot a rózsaszínnel jelölt elektron

0:06:04.453,0:06:06.010
és az atommag között.

0:06:06.010,0:06:09.170
A bal oldalon, a semleges lítiumatomban

0:06:09.170,0:06:14.190
ez az elektron a második energiaszinten van,

0:06:14.190,0:06:18.260
azaz távolabb van, mint ez az elektron.

0:06:18.260,0:06:21.690
Ez az elektron az első energiaszinten,[br]az 1s alhéjon van,

0:06:21.690,0:06:25.950
ez a távolság tehát kisebb, mint a bal oldalon.

0:06:25.950,0:06:28.420
Mivel a távolság kisebb,

0:06:28.420,0:06:30.840
erre a rózsaszínnel jelölt elektronra

0:06:30.840,0:06:33.570
erősebben hat az atommag vonzóereje.

0:06:33.570,0:06:35.240
Ez ismét a Coulomb-törvény.

0:06:35.240,0:06:38.490
Így nagyobb vonzóerő érvényesül,

0:06:38.490,0:06:42.730
és több energia szükséges[br]az elektron eltávolításához.

0:06:42.730,0:06:45.680
A második elektron eltávolítása tehát

0:06:45.680,0:06:48.370
sokkal több energiát igényel, mint az elsőé,

0:06:48.370,0:06:51.290
így az ionizációs energia jelentősen növekszik.

0:06:51.290,0:06:52.940
A távolság hatása tehát az,

0:06:52.940,0:06:56.500
hogy a közelebbi elektron eltávolításához[br]több energia szükséges.

0:06:56.500,0:06:58.200
Ez egy újabb oka annak,

0:06:58.200,0:07:02.160
hogy a második ionizációs energia[br]sokkal nagyobb, mint az első.

0:07:02.160,0:07:03.960
Óriási energia kell

0:07:03.960,0:07:06.140
a második elektron eltávolításához.

0:07:06.140,0:07:10.897
Ez megmagyarázza, hogy a lítium[br]miért képez egyszeresen pozitív kationt,

0:07:10.897,0:07:13.720
hiszen közel sem kell annyi energia

0:07:13.720,0:07:17.450
egyetlen elektron eltávolításához,[br]mint két elektronhoz

0:07:17.450,0:07:18.990
kétszeresen pozitív kation képződése esetén.

0:07:18.990,0:07:22.450
Ezzel a módszerrel megállapíthatjuk,[br]hogy milyen ion keletkezhet.

0:07:22.450,0:07:27.470
Nézzük meg az ionizációs energiákat,[br]és ha ezekben nagy ugrást látunk,

0:07:27.470,0:07:31.470
akkor ennek alapján eldönthető,[br]hogy milyen ion képződik könnyebben.