-
-
В предишните видеа говорихме само за първата йонизационна енергия.
-
В това видео ще сравним първата и втората йонизационна енергия
-
и ще използваме лития за пример.
-
От предишното видео вече знаем, че литият има атомно число 3,
-
така че в ядрото има три протона.
-
В един неутрален литиев атом броят електрони
-
е равен на броя протони,
-
така че знаем, че литият има 3 електрона.
-
Електронната конфигурация е 1s2 2s1.
-
Имаме два електрона в 1s орбиталата.
-
Можем да поставим тези два електрона в 1s орбиталата ето така.
-
И после имаме още един електрон,
-
и този електрон ще влезе в 2s орбиталата.
-
И това ще е доста проста картинка
-
на неутралния литиев атом.
-
Ако приложим достатъчно енергия,
-
можем да премахнем този външен електрон.
-
Можем да издърпаме този електрон
-
и наричаме това първата йонизационна енергия.
-
И за да издърпаме този електрон, са нужни приблизително 520 килоджаула на мол.
-
И след като сме отстранили този електрон,
-
сега вече нямаме неутрален литиев атом.
-
Ще имаме литиев йон,
-
понеже все още имаме три положителни заряда в ядрото,
-
но сега имаме само два отрицателни заряда.
-
Имаме само два електрона, понеже единият е бил премахнат.
-
3 - 2 ни дава +1.
-
Това е литиев катион +1.
-
И електронната конфигурация ще е 1s2,
-
понеже изгубихме електрона от 2s орбиталата.
-
И можем да продължим.
-
Можем да приложим още малко енергия и да издърпаме друг електрон.
-
Да кажем, че издърпаме този електрон този път.
-
Премахваме втори електрон.
-
И сега няма да наричаме това йонизационна енергия 1.
-
Следователно ще наричаме това йонизационна енергия 2,
-
понеже тя е нужна, за да премахнем втория електрон.
-
И тази стойност се оказва приблизително 7298 килоджаула на мол.
-
Ако премахнем този втори електрон,
-
отново ще имаме три положителни заряда в ядрото,
-
но сега имаме само един отрицателен заряд.
-
Вече има само един електрон,
-
така че това вече не е литиев +1 катион.
-
Това е литиев +2 катион, понеже 3 - 1 е +2.
-
Така че това тук е литий +2
-
и електронната конфигурация ще е – само един електрон в 1s орбитала, тоест 1s1.
-
Можем да видим, че има голяма разлика
-
между първата йонизационна енергия
-
и втората йонизационна енергия – 520 срещу 7298.
-
Да видим дали можем да обясним причината
-
за тази изключително голяма разлика в йонизационните енергии.
-
Ще използваме трите фактора,
-
за които говорихме в предишните видеа.
-
Първият фактор, който обсъдихме, беше ядрен заряд.
-
Той се отнася за броя протони в ядрото.
-
Неутралният литиев атом
-
има три положителни заряда в ядрото.
-
Този положителен заряд ще привлече този електрон тук в пурпурно.
-
И ако разгледаме литиевия +1 катион,
-
ситуацията е подобна.
-
Все още имаме три протона в ядрото,
-
така че положителният заряд също ще привлече този електрон.
-
И понеже броят протони е същият,
-
трябва да помислим за ефективния ядрен заряд,
-
а не за колко протона има в ядрото.
-
И преди да направим това,
-
трябва да помислим за ефекта на електронното екраниране.
-
Нека поговорим за електронното екраниране.
-
Електронното екраниране,
-
когато помислим за него,
-
мислим за електроните от вътрешната орбитала.
-
Като се върнем към неутралния литиев атом,
-
тези два електрона във вътрешния слой
-
ще отблъснат този външен електрон.
-
Той ще отблъсне и този.
-
И можем да си представим, че те екранират този електрон в пурпурно
-
от силата на привличане на +3 заряда на ядрото,
-
понеже електроните отблъскват други електрони.
-
И начинът, по който изчисляваме ефекта на ядрения заряд –
-
правили сме това в предишни видеа –
-
простият начин да изчислим ефективния ядрен заряд
-
е да вземем броя протони, тоест +3,
-
и от това да извадим броя екраниращи електрони.
-
В този случай това ще са тези два електрона в 1s орбиталата.
-
3 - 2 ни дава ефективен ядрен заряд от +1.
-
И електронът в пурпурно
-
не изпитва ядрен заряд от +3.
-
Той изпитва само ефективен ядрен заряд,
-
близък до +1, понеже реалната стойност е приблизително 1,3,
-
когато направиш по-сложното изчисление.
-
И ефектът на електронното екраниране
-
е да намали цялостния ядрен заряд,
-
който този електрон в пурпурно изпитва.
-
И когато се придвижим насам до този електрон,
-
говоря за електрона в пурпурно,
-
за литиевия +1 катион,
-
това не е същата ситуация.
-
Няма много електронно екраниране.
-
Този електрон тук може да го отблъсне малко,
-
но няма електрони във вътрешния слой,
-
които да отблъснат този електрон в пурпурно.
-
И поради това електронът в пурпурно
-
ще усети този +3 заряд,
-
много по-голяма част от пълния +3 заряд на ядрото.
-
И следователно ще има много по-голяма сила на привличане,
-
която задържа този електрон в пурпурно към това ядро.
-
И следователно трябва да приложиш повече енергия,
-
за да издърпаш този електрон.
-
Ефектът на електронното екраниране ти казва,
-
че вторият електрон е много по-трудно да бъде премахнат,
-
отколкото първия.
-
Затова виждаме това голямо увеличение в йонизационната енергия
-
от първата йонизационна енергия
-
до втората йонизационна енергия.
-
Последният фактор, за който говорихме, беше разстояние.
-
Разстоянието на тези електрони в пурпурно от ядрото.
-
Вляво отново се връщам до неутралния литиев атом,
-
този електрон е във второто енергийно ниво.
-
Той е по-отдалечен от този електрон.
-
Този електрон е в първото енергийно ниво, в 1s2,
-
така че разстоянието тук е по-малко от разстоянието вляво.
-
След като разстоянието е по-малко,
-
този електрон в пурпурно изпитва повече сила на привличане от ядрото.
-
Отново, това е законът на Кулон.
-
И следователно има увеличена сила на привличане.
-
Следователно е нужна повече енергия, за да се премахне този електрон.
-
Нужна е много повече енергия, за да се премахне вторият електрон,
-
отколкото първия.
-
Ето защо виждаме увеличение в йонизационната енергия.
-
Разстоянието, фактът, че този електрон е по-близо,
-
означава, че е нужна повече енергия, за да бъде премахнат,
-
а това е друга причина втората йонизационна енергия
-
да е толкова по-голяма от първата.
-
Така че е нужна много повече енергия,
-
за да се премахне вторият електрон.
-
И това обяснява защо виждаме литият да създава +1 катион,
-
понеже не е нужна толкова много енергия,
-
за да се премахне един електрон, колкото е нужна, за да се премахнат два електрона,
-
за да се създаде литий 2+.
-
И това е един начин да кажем какъв вид йон ще се създаде.
-
Гледаш йонизационните енергии и когато видиш голям скок,
-
това ти подсказва кои йони могат най-лесно да бъдат създадени.
-