1
00:00:01,744 --> 00:00:02,780
A korábbi videókban

2
00:00:02,780 --> 00:00:04,990
csak az első ionizációs energiáról beszéltünk.

3
00:00:04,990 --> 00:00:06,641
Ebben a videóban összehasonlítjuk

4
00:00:06,641 --> 00:00:09,360
az első és második ionizációs energiát,

5
00:00:09,360 --> 00:00:11,790
a lítium példáján keresztül.

6
00:00:11,790 --> 00:00:13,380
Az előző videóból tudjuk,

7
00:00:13,380 --> 00:00:15,530
hogy a lítium rendszáma 3,

8
00:00:15,530 --> 00:00:18,120
tehát az atommagjában 3 proton van.

9
00:00:18,120 --> 00:00:20,650
A semleges lítiumatomban az elektronok száma

10
00:00:20,650 --> 00:00:22,390
megegyezik a protonok számával,

11
00:00:22,390 --> 00:00:24,860
így tudjuk, hogy a lítiumatomban 3 elektron van.

12
00:00:24,860 --> 00:00:28,630
Az elektronkonfigurációja 1s2 2s1.

13
00:00:28,630 --> 00:00:30,965
2 elektron van az 1s alhéjon,

14
00:00:30,965 --> 00:00:33,840
tehát tüntessük fel ezeket az elektronokat

15
00:00:33,840 --> 00:00:35,607
az 1s alhéjon.

16
00:00:35,607 --> 00:00:37,065
Marad még egy elektron,

17
00:00:37,065 --> 00:00:40,320
amely a 2s alhéjra kerül.

18
00:00:40,320 --> 00:00:43,538
Így nagyon egyszerűen

19
00:00:43,538 --> 00:00:45,730
ábrázolhatjuk a semleges lítiumatomot.

20
00:00:45,730 --> 00:00:48,250
Megfelelően nagy energia közlésével

21
00:00:48,250 --> 00:00:50,480
eltávolíhatjuk ezt a külső elektront.

22
00:00:50,480 --> 00:00:52,240
Ennek a leszakításához szükséges

23
00:00:52,240 --> 00:00:57,420
az úgynevezett első ionizációs energia.

24
00:00:57,420 --> 00:00:59,560
Ennek az elektronnak az eltávolítása

25
00:00:59,560 --> 00:01:03,660
mintegy 520 kJ/mol energiát igényel.

26
00:01:03,660 --> 00:01:06,370
Miután ezt az elektront eltávolítottuk,

27
00:01:06,370 --> 00:01:09,550
már nem beszélhetünk semleges lítiumatomról.

28
00:01:09,550 --> 00:01:12,120
Lítiumion keletkezett, hiszen továbbra is

29
00:01:12,120 --> 00:01:15,130
3 pozitív töltés van az atommagban,

30
00:01:15,130 --> 00:01:17,720
de már csak 2 negatív töltés maradt.

31
00:01:17,720 --> 00:01:20,540
Csak 2 elektron maradt, mert egyet eltávolítottunk.

32
00:01:20,540 --> 00:01:23,480
Háromból kettő az annyi mint plusz egy.

33
00:01:23,480 --> 00:01:26,690
Ez tehát az egyszeresen pozitív lítium-kation.

34
00:01:26,690 --> 00:01:28,900
Az elektronkonfigurációja pedig csupán

35
00:01:28,900 --> 00:01:34,590
1s2, mert a 2s alhéjról leszakadt az elektron.

36
00:01:34,590 --> 00:01:36,180
Haladjuk tovább.

37
00:01:36,180 --> 00:01:39,430
Valamivel több energia közlésével
újabb elektron távolítható el.

38
00:01:39,430 --> 00:01:43,150
Mondjuk, hogy most ezt az elektront szakítjuk le.

39
00:01:43,150 --> 00:01:45,550
Tehát egy második elektront fogunk eltávolítani,

40
00:01:45,550 --> 00:01:48,290
ezt nem nevezhetjük első ionizációs energiának,

41
00:01:48,290 --> 00:01:50,720
hanem második ionizációs energiának hívjuk,

42
00:01:50,720 --> 00:01:53,170
mivel ez a második elektron
eltávolításához szükséges.

43
00:01:53,170 --> 00:01:58,960
Ennek értéke kb. 7298 kJ/mol.

44
00:01:58,960 --> 00:02:02,370
A második elektron leszakítása után

45
00:02:02,370 --> 00:02:04,650
még mindig 3 pozitív töltés van az atommagban,

46
00:02:04,650 --> 00:02:07,510
de már csak egy negatív töltés maradt.

47
00:02:07,510 --> 00:02:10,389
Csak egy elektron maradt, ez tehát már

48
00:02:10,389 --> 00:02:12,316
nem egyszeresen pozitív lítium-kation,

49
00:02:12,316 --> 00:02:14,700
hanem kétszeresen pozitív lítium-kation,

50
00:02:14,700 --> 00:02:16,080
hiszen háromból egy az kettő.

51
00:02:16,080 --> 00:02:20,250
Ez tehát a Li 2+ ion,
amelynek elektronszerkezetében

52
00:02:20,250 --> 00:02:25,110
az 1s alhéjon csak egy elektron van,
tehát 1s1.

53
00:02:25,110 --> 00:02:27,030
Látható, hogy nagy a különbség

54
00:02:27,030 --> 00:02:29,060
az első ionizációs energia

55
00:02:29,060 --> 00:02:34,570
és a második ionizációs energia között
(520 illetve 7298).

56
00:02:34,570 --> 00:02:37,680
Lássuk, találunk-e magyarázatot

57
00:02:37,680 --> 00:02:39,844
erre a rendkívül nagy eltérésre

58
00:02:39,844 --> 00:02:41,780
az ionizációs energiák között.

59
00:02:41,780 --> 00:02:44,240
Azt a három tényezőt fogjuk vizsgálni,

60
00:02:44,240 --> 00:02:46,286
amelyeket a korábbi videókban említettünk.

61
00:02:46,286 --> 00:02:50,280
Az első tényező a magtöltés volt,

62
00:02:50,280 --> 00:02:54,490
amely az atommagban lévő protonok
számával egyezik meg.

63
00:02:54,490 --> 00:02:57,580
A semleges lítiumatom esetében

64
00:02:57,580 --> 00:02:59,620
3 pozitív töltés van az atommagban.

65
00:02:59,620 --> 00:03:01,330
Ez a pozitív töltés vonzza

66
00:03:01,330 --> 00:03:05,950
a rózsaszínnel jelölt elektront.

67
00:03:05,950 --> 00:03:07,950
Az egyszeresen pozitív lítium-kationban

68
00:03:07,950 --> 00:03:10,050
ugyanez a helyzet.

69
00:03:10,050 --> 00:03:13,230
Ugyanúgy 3 proton van az atommagban,

70
00:03:13,230 --> 00:03:14,820
tehát ugyanez a pozitív töltés

71
00:03:14,820 --> 00:03:18,840
vonzza ezt az elektront.

72
00:03:18,840 --> 00:03:21,350
Mivel a protonok száma változatlan,

73
00:03:21,350 --> 00:03:24,092
inkább az effektív magtöltést kell figyelembe venni,

74
00:03:24,092 --> 00:03:26,300
nem pedig az atommagban lévő protonok számát.

75
00:03:26,300 --> 00:03:28,570
Előtte azonban még gondolni kell

76
00:03:28,570 --> 00:03:30,380
az elektronok árnyékoló hatására is.

77
00:03:30,380 --> 00:03:33,130
Erre is szánjunk néhány szót.

78
00:03:33,130 --> 00:03:43,510
Az elektronok árnyékoló hatását,
más néven árnyékolást

79
00:03:43,510 --> 00:03:45,760
a belső pályák elektronjai okozzák.

80
00:03:45,760 --> 00:03:48,390
A semleges lítiumatomban

81
00:03:48,390 --> 00:03:51,870
a belső héjon található két elektron

82
00:03:51,870 --> 00:03:55,920
taszítja a külső héjon lévő elektront.

83
00:03:55,920 --> 00:03:59,030
Egyik is, másik is taszítja.

84
00:03:59,030 --> 00:04:02,810
Lényegében arról van szó, hogy gyengítik

85
00:04:02,810 --> 00:04:07,670
a magban lévő 3 pozitív töltés hatását
a rózsaszínnel jelölt elektronra,

86
00:04:07,670 --> 00:04:11,200
mivel az elektronok taszítják egymást.

87
00:04:11,200 --> 00:04:14,510
Az effektív magtöltés kiszámításához –

88
00:04:14,510 --> 00:04:16,986
– ilyet már csináltunk a korábbi videókban is –

89
00:04:16,986 --> 00:04:20,334
– az effektív magtöltés egyszerű számításhoz

90
00:04:20,334 --> 00:04:22,040
vegyük a protonok számát,

91
00:04:22,040 --> 00:04:24,360
amely itt 3, és ebből vonjuk ki

92
00:04:24,360 --> 00:04:25,840
az árnyékoló elektronok számát.

93
00:04:25,840 --> 00:04:29,100
Itt erről a két elektronról van szó

94
00:04:29,100 --> 00:04:30,390
az 1s alhéjon.

95
00:04:30,390 --> 00:04:33,700
Az effektív magtöltés értéke 3 mínusz 2,

96
00:04:33,700 --> 00:04:35,160
azaz plusz 1.

97
00:04:35,160 --> 00:04:36,940
A rózsaszínnel jelölt elektronra tehát

98
00:04:36,940 --> 00:04:40,720
nem a teljes magtöltés hat, ami +3,

99
00:04:40,720 --> 00:04:44,190
hanem csak az effektív magtöltés,

100
00:04:44,190 --> 00:04:48,570
amely +1 körüli érték, ténylegesen kb. 1,3

101
00:04:48,570 --> 00:04:50,600
ha pontosabban számoljuk.

102
00:04:50,600 --> 00:04:55,289
Az elektronok árnyékoló hatása tehát

103
00:04:55,289 --> 00:04:59,220
összességében csökkenti a magtöltés hatását

104
00:04:59,220 --> 00:05:01,280
a rózsaszínnel jelölt elektronra.

105
00:05:01,280 --> 00:05:04,290
Lássuk most ezt a másik elektront,

106
00:05:04,290 --> 00:05:07,200
a rózsaszínnel jelölt elektronról beszélek,

107
00:05:07,200 --> 00:05:09,146
az egyszeresen pozitív lítium kationban.

108
00:05:09,146 --> 00:05:11,910
Ez már más helyzet.

109
00:05:11,910 --> 00:05:14,050
Itt nincs jelentős árnyékolás.

110
00:05:14,050 --> 00:05:17,360
Ez a másik elektron egy kissé taszítja ugyan,

111
00:05:17,360 --> 00:05:19,360
de nincs olyan belső elektron, amely

112
00:05:19,360 --> 00:05:22,330
taszítaná a rózsaszínnel jelölt elektront.

113
00:05:22,330 --> 00:05:25,270
Emiatt a rózsaszínnel jelölt elektronra

114
00:05:25,270 --> 00:05:29,310
az atommagban lévő 3 pozitív töltés

115
00:05:29,310 --> 00:05:31,869
sokkal, sokkal erősebben hat.

116
00:05:31,869 --> 00:05:37,965
Így sokkal nagyobb erő vonzza a rózsaszínnel jelölt elektront

117
00:05:37,965 --> 00:05:39,253
az atommag felé.

118
00:05:39,253 --> 00:05:41,238
Ezért több energiára van szükség

119
00:05:41,238 --> 00:05:43,474
ennek az elektronnak a leszakításához.

120
00:05:43,474 --> 00:05:45,315
A kisebb árnyékoló hatás miatt

121
00:05:45,315 --> 00:05:49,020
a második elektront sokkal nehezebb leszakítani,

122
00:05:49,020 --> 00:05:49,970
mint az elsőt.

123
00:05:49,970 --> 00:05:51,790
Így jelentős növekedést tapasztalunk

124
00:05:51,790 --> 00:05:57,015
az első és a második ionizációs energia értéke közt.

125
00:05:57,015 --> 00:06:00,203
Utolsó tényezőként a távolságot említettük,

126
00:06:00,203 --> 00:06:04,453
a távolságot a rózsaszínnel jelölt elektron

127
00:06:04,453 --> 00:06:06,010
és az atommag között.

128
00:06:06,010 --> 00:06:09,170
A bal oldalon, a semleges lítiumatomban

129
00:06:09,170 --> 00:06:14,190
ez az elektron a második energiaszinten van,

130
00:06:14,190 --> 00:06:18,260
azaz távolabb van, mint ez az elektron.

131
00:06:18,260 --> 00:06:21,690
Ez az elektron az első energiaszinten,
az 1s alhéjon van,

132
00:06:21,690 --> 00:06:25,950
ez a távolság tehát kisebb, mint a bal oldalon.

133
00:06:25,950 --> 00:06:28,420
Mivel a távolság kisebb,

134
00:06:28,420 --> 00:06:30,840
erre a rózsaszínnel jelölt elektronra

135
00:06:30,840 --> 00:06:33,570
erősebben hat az atommag vonzóereje.

136
00:06:33,570 --> 00:06:35,240
Ez ismét a Coulomb-törvény.

137
00:06:35,240 --> 00:06:38,490
Így nagyobb vonzóerő érvényesül,

138
00:06:38,490 --> 00:06:42,730
és több energia szükséges
az elektron eltávolításához.

139
00:06:42,730 --> 00:06:45,680
A második elektron eltávolítása tehát

140
00:06:45,680 --> 00:06:48,370
sokkal több energiát igényel, mint az elsőé,

141
00:06:48,370 --> 00:06:51,290
így az ionizációs energia jelentősen növekszik.

142
00:06:51,290 --> 00:06:52,940
A távolság hatása tehát az,

143
00:06:52,940 --> 00:06:56,500
hogy a közelebbi elektron eltávolításához
több energia szükséges.

144
00:06:56,500 --> 00:06:58,200
Ez egy újabb oka annak,

145
00:06:58,200 --> 00:07:02,160
hogy a második ionizációs energia
sokkal nagyobb, mint az első.

146
00:07:02,160 --> 00:07:03,960
Óriási energia kell

147
00:07:03,960 --> 00:07:06,140
a második elektron eltávolításához.

148
00:07:06,140 --> 00:07:10,897
Ez megmagyarázza, hogy a lítium
miért képez egyszeresen pozitív kationt,

149
00:07:10,897 --> 00:07:13,720
hiszen közel sem kell annyi energia

150
00:07:13,720 --> 00:07:17,450
egyetlen elektron eltávolításához,
mint két elektronhoz

151
00:07:17,450 --> 00:07:18,990
kétszeresen pozitív kation képződése esetén.

152
00:07:18,990 --> 00:07:22,450
Ezzel a módszerrel megállapíthatjuk,
hogy milyen ion keletkezhet.

153
00:07:22,450 --> 00:07:27,470
Nézzük meg az ionizációs energiákat,
és ha ezekben nagy ugrást látunk,

154
00:07:27,470 --> 00:07:31,470
akkor ennek alapján eldönthető,
hogy milyen ion képződik könnyebben.