Az első és második ionizációs energia | Az atomok szerkezete és tulajdonságai | Kémia | Khan Academy magyar
-
0:02 - 0:03A korábbi videókban
-
0:03 - 0:05csak az első ionizációs energiáról beszéltünk.
-
0:05 - 0:07Ebben a videóban összehasonlítjuk
-
0:07 - 0:09az első és második ionizációs energiákat,
-
0:09 - 0:12a lítium példáján keresztül.
-
0:12 - 0:13Az előző videóból tudjuk,
-
0:13 - 0:16hogy a lítium rendszáma 3,
-
0:16 - 0:18tehát az atommagjában 3 proton van.
-
0:18 - 0:21A semleges lítiumatomban az elektronok száma
-
0:21 - 0:22megegyezik a protonok számával,
-
0:22 - 0:25így tudjuk, hogy a lítiumatomban 3 elektron van.
-
0:25 - 0:29Az elektronkonfigurációja 1s2 2s1.
-
0:29 - 0:312 elektron van az 1s alhéjon,
-
0:31 - 0:34tehát tüntessük fel ezeket az elektronokat
-
0:34 - 0:36az 1s alhéjon.
-
0:36 - 0:37Marad még egy elektron,
-
0:37 - 0:40amely a 2s alhéjra kerül.
-
0:40 - 0:44Így nagyon egyszerűen
-
0:44 - 0:46ábrázolhatjuk a semleges lítiumatomot.
-
0:46 - 0:48Megfelelően nagy energia közlésével
-
0:48 - 0:50leszakíthatjuk ezt a külső elektront.
-
0:50 - 0:52Ennek a leszakításához szükséges
-
0:52 - 0:57az úgynevezett első ionizációs energia.
-
0:57 - 1:00Ennek az elektronnak a leszakítása
-
1:00 - 1:04mintegy 520 kJ/mol energiát igényel.
-
1:04 - 1:06Miután ezt az elektront leszakítottuk,
-
1:06 - 1:10már nem beszélhetünk semleges lítiumatomról.
-
1:10 - 1:12Lítiumion keletkezett, hiszen továbbra is
-
1:12 - 1:153 pozitív töltés van az atommagban,
-
1:15 - 1:18de már csak 2 negatív töltés maradt.
-
1:18 - 1:21Csak 2 elektron maradt, mert egy leszakadt.
-
1:21 - 1:23Háromból kettő az annyi mint plusz egy.
-
1:23 - 1:27Ez tehát az egyszeresen pozitív lítium kation.
-
1:27 - 1:29Az elektronkonfiguráció pedig csupán
-
1:29 - 1:351s2, mert a 2s alhéjról leszakadt az elektron.
-
1:35 - 1:36Haladjuk tovább.
-
1:36 - 1:39Valamivel több energia közlésével
újabb elektront szakíthatunk le. -
1:39 - 1:43Most ezt az elektront szakítsuk le.
-
1:43 - 1:46Tehát egy második elektront fogunk leszakítani,
-
1:46 - 1:48ekkor már nem első ionizációs energiáról,
-
1:48 - 1:51hanem második ionizációs energiáról beszélünk,
-
1:51 - 1:53mivel ez a második elektron leszakításához szükséges.
-
1:53 - 1:59Ennek értéke kb. 7298 kJ/molnak adódik.
-
1:59 - 2:02A második elektron leszakítása után
-
2:02 - 2:05még mindig 3 pozitív töltés van az atommagban,
-
2:05 - 2:08de már csak egy negatív töltés maradt.
-
2:08 - 2:10Csak egy elektron maradt, ez tehát már
-
2:10 - 2:12nem egyszeresen pozitív lítium kation.
-
2:12 - 2:15Ez kétszeresen pozitív lítium kation,
-
2:15 - 2:16hiszen háromból egy az kettő.
-
2:16 - 2:20Ez tehát a lítium(II)-kation,
amelynek elektronszerkezetében -
2:20 - 2:25az 1s alhéjon csak egy elektron van,
ennek a jele 1s1. -
2:25 - 2:27Látható, hogy nagy a különbség
-
2:27 - 2:29az első ionizációs energia
-
2:29 - 2:35és a második ionizációs energia között
(520 illetve 7298). -
2:35 - 2:38Lássuk, találunk-e magyarázatot
-
2:38 - 2:40erre a rendkívül nagy eltérésre
-
2:40 - 2:42az ionizációs energiákban.
-
2:42 - 2:44Azt a három tényezőt fogjuk vizsgálni,
-
2:44 - 2:46amelyeket a korábbi videókban említettünk.
-
2:46 - 2:50Az első tényező a magtöltés volt,
-
2:50 - 2:54amely az atommagban lévő protonok
számára vonatkozik. -
2:54 - 2:58A semleges lítiumatom esetében
-
2:58 - 3:003 pozitív töltés van az atommagban.
-
3:00 - 3:01Ez a pozitív töltés vonzza
-
3:01 - 3:06a vörös színnel jelölt elektront.
-
3:06 - 3:08Az egyszeresen pozitív lítium kationban
-
3:08 - 3:10ugyanez a helyzet.
-
3:10 - 3:13Ugyanúgy 3 proton van az atommagban,
-
3:13 - 3:15tehát ugyanez a pozitív töltés
-
3:15 - 3:19vonzza ezt az elektront.
-
3:19 - 3:21Mivel a protonok száma változatlan,
-
3:21 - 3:24inkább az effektív magtöltést kell figyelembe venni,
-
3:24 - 3:26nem pedig az atommagban lévő protonok számát.
-
3:26 - 3:29Előtte azonban még gondolni kell
-
3:29 - 3:30az elektronok árnyékoló hatására is.
-
3:30 - 3:33Erre is szánjunk néhány szót.
-
3:33 - 3:37Az elektronok árnyékoló hatása, más néven
-
3:37 - 3:41xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
-
3:41 - 3:44Az elektronok árnyékoló hatását
-
3:44 - 3:46a belső pályák elektronjai okozzák.
-
3:46 - 3:48A semleges lítiumatomban
-
3:48 - 3:52a belső héjon található két elektron
-
3:52 - 3:56taszítja a külső héjon lévő elektront.
-
3:56 - 3:59Egyik is, másik is taszítja.
-
3:59 - 4:03Lényegében arról van szó, hogy gyengítik
-
4:03 - 4:08a magban lévő 3 pozitív töltés hatását
a vörössel jelölt elektronra, -
4:08 - 4:11mivel az elektronok taszítják egymást.
-
4:11 - 4:15Az effektív magtöltés kiszámításához –
-
4:15 - 4:17– ilyet már csináltunk a korábbi videókban is –
-
4:17 - 4:20az effektív magtöltés egyszerű számításhoz
-
4:20 - 4:22vegyük a protonok számát
-
4:22 - 4:24amely itt 3, és ebből vonjuk ki
-
4:24 - 4:26az árnyékoló elektronok számát.
-
4:26 - 4:29Itt erről a két elektronról van szó
-
4:29 - 4:30az 1s alhéjon.
-
4:30 - 4:34Az effektív magtöltés értéke 3 mínusz 2,
-
4:34 - 4:35azaz plusz 1.
-
4:35 - 4:37A vörössel jelölt elektronra tehát
-
4:37 - 4:41nem a teljes magtöltés hat, ami +3,
-
4:41 - 4:44hanem csak az effektív magtöltés,
-
4:44 - 4:49amely +1 körüli érték, a valóságban kb. 1,3
-
4:49 - 4:51ha pontosabban számoljuk.
-
4:51 - 4:55Az elektronok árnyékoló hatása tehát
-
4:55 - 4:59összességében csökkenti a magtöltés hatását
-
4:59 - 5:01a vörössel jelölt elektronra.
-
5:01 - 5:04Lássuk most ezt a másik elektront,
-
5:04 - 5:07a vörössel jelölt elektronról beszélek,
-
5:07 - 5:09az egyszeresen pozitív lítium kationban.
-
5:09 - 5:12Ez már más helyzet.
-
5:12 - 5:14Itt nem sok árnyékolás van.
-
5:14 - 5:17Ez a másik elektron egy kissé taszítja ugyan,
-
5:17 - 5:19de nincs olyan belső elektron, amely
-
5:19 - 5:22taszítaná a vörössel jelölt elektront.
-
5:22 - 5:25Emiatt a vörössel jelölt elektronra
-
5:25 - 5:29az atommagban lévő 3 pozitív töltés
-
5:29 - 5:32sokkal, sokkal erősebben hat.
-
5:32 - 5:35Így sokkal nagyobb erő vonzza
-
5:35 - 5:35a vörössel jelölt elektront az atommag felé.
-
5:35 - 5:36
-
5:36 - 5:39Ezért több energiára van szükség
-
5:39 - 5:41ennek az elektronnak a leszakításához.
-
5:41 - 5:43Az elektronok árnyékoló hatása miatt
-
5:43 - 5:45a második elektront sokkal nehezebb
-
5:45 - 5:48leszakítani, mint az elsőt.
-
5:48 - 5:50Így jelentős növekedést tapasztalunk
-
5:50 - 5:53az első és a második ionizációs energia értéke közt.
-
5:53 - 5:56Utolsó tényezőként a távolságot említettük,
-
5:56 - 5:57a vörössel jelzett elektron
-
5:57 - 6:00és az atommag távolságát.
-
6:06 - 6:09A bal oldalon, a semleges lítiumatomban
-
6:09 - 6:14ez az elektron a második energiaszinten van,
-
6:14 - 6:18azaz távolabb van, mint ez az elektron.
-
6:18 - 6:22Ez az elektron az első energiaszinten,
az 1s alhéjon van, -
6:22 - 6:26ez a távolság tehát kisebb, mint a bal oldalon.
-
6:26 - 6:28Mivel a távolság kisebb,
-
6:28 - 6:31erre a vörössel jelölt elektronra
-
6:31 - 6:34erősebben hat az atommag vonzóereje
-
6:34 - 6:35Ez ismét Coulomb törvénye.
-
6:35 - 6:38Így nagyobb vonzóerő érvényesül,
-
6:38 - 6:43és több energia szükséges
az elektron leszakításához. -
6:43 - 6:46A második elektron leszakítása tehát
-
6:46 - 6:48sokkal több energiát igényel, mint az elsőé,
-
6:48 - 6:51így az ionizációs energia jelentősen nő.
-
6:51 - 6:54A távolság hatása tehát úgy érvényesül,
-
6:54 - 6:56hogy a közelebbi elektron leszakításához
több energia szükséges. -
6:56 - 6:59Ez egy újabb ok, amiért a második ionizációs energia
-
7:01 - 7:02sokkal nagyobb, mint az első.
-
7:02 - 7:04Ménkű sok energia kell
-
7:04 - 7:06a második elektron leszakításához.
-
7:06 - 7:10Ez megmagyarázza, hogy a lítium miért képez
-
7:10 - 7:14egyszeresen pozitív kationt,
mivel egy elektron leszakítása -
7:14 - 7:17közel sem igényel akkora energiát,
mint két elektroné, -
7:17 - 7:19amit a kétszeresen pozitív kation képződésése igényel.
-
7:19 - 7:22Ez egy módszer annak a megállapítására,
hogy milyen ion keletkezhet. -
7:22 - 7:27Figyeljük meg az ionizációs energiákat,
és ha nagy ugrást látunk, -
Not Syncedannak alapján megállapítható,
hogy melyik ion képződik könnyebben.
- Title:
- Az első és második ionizációs energia | Az atomok szerkezete és tulajdonságai | Kémia | Khan Academy magyar
- Description:
-
- Video Language:
- English
- Team:
- Khan Academy
- Duration:
- 07:35
Show all