Return to Video

Az első és második ionizációs energia | Az atomok szerkezete és tulajdonságai | Kémia | Khan Academy magyar

  • 0:02 - 0:03
    A korábbi videókban
  • 0:03 - 0:05
    csak az első ionizációs energiáról beszéltünk.
  • 0:05 - 0:07
    Ebben a videóban összehasonlítjuk
  • 0:07 - 0:09
    az első és második ionizációs energiát,
  • 0:09 - 0:12
    a lítium példáján keresztül.
  • 0:12 - 0:13
    Az előző videóból tudjuk,
  • 0:13 - 0:16
    hogy a lítium rendszáma 3,
  • 0:16 - 0:18
    tehát az atommagjában 3 proton van.
  • 0:18 - 0:21
    A semleges lítiumatomban az elektronok száma
  • 0:21 - 0:22
    megegyezik a protonok számával,
  • 0:22 - 0:25
    így tudjuk, hogy a lítiumatomban 3 elektron van.
  • 0:25 - 0:29
    Az elektronkonfigurációja 1s2 2s1.
  • 0:29 - 0:31
    2 elektron van az 1s alhéjon,
  • 0:31 - 0:34
    tehát tüntessük fel ezeket az elektronokat
  • 0:34 - 0:36
    az 1s alhéjon.
  • 0:36 - 0:37
    Marad még egy elektron,
  • 0:37 - 0:40
    amely a 2s alhéjra kerül.
  • 0:40 - 0:44
    Így nagyon egyszerűen
  • 0:44 - 0:46
    ábrázolhatjuk a semleges lítiumatomot.
  • 0:46 - 0:48
    Megfelelően nagy energia közlésével
  • 0:48 - 0:50
    eltávolíhatjuk ezt a külső elektront.
  • 0:50 - 0:52
    Ennek a leszakításához szükséges
  • 0:52 - 0:57
    az úgynevezett első ionizációs energia.
  • 0:57 - 1:00
    Ennek az elektronnak az eltávolítása
  • 1:00 - 1:04
    mintegy 520 kJ/mol energiát igényel.
  • 1:04 - 1:06
    Miután ezt az elektront eltávolítottuk,
  • 1:06 - 1:10
    már nem beszélhetünk semleges lítiumatomról.
  • 1:10 - 1:12
    Lítiumion keletkezett, hiszen továbbra is
  • 1:12 - 1:15
    3 pozitív töltés van az atommagban,
  • 1:15 - 1:18
    de már csak 2 negatív töltés maradt.
  • 1:18 - 1:21
    Csak 2 elektron maradt, mert egyet eltávolítottunk.
  • 1:21 - 1:23
    Háromból kettő, az annyi mint plusz egy.
  • 1:23 - 1:27
    Ez tehát az egyszeresen pozitív lítium-kation.
  • 1:27 - 1:29
    Az elektronkonfigurációja pedig csupán
  • 1:29 - 1:35
    1s2, mert a 2s alhéjról leszakadt az elektron.
  • 1:35 - 1:36
    Haladjuk tovább.
  • 1:36 - 1:39
    Valamivel több energia közlésével
    újabb elektron távolítható el.
  • 1:39 - 1:43
    Most ezt az elektront szakítsuk le.
  • 1:43 - 1:46
    Tehát egy második elektront fogunk eltávolítani,
  • 1:46 - 1:48
    ezt nem nevezhetjük első ionizációs energiának,
  • 1:48 - 1:51
    hanem második ionizációs energiának hívjuk,
  • 1:51 - 1:53
    mivel ez a második elektron
    eltávolításához szükséges.
  • 1:53 - 1:59
    Ennek értéke kb. 7298 kJ/mol.
  • 1:59 - 2:02
    A második elektron leszakítása után
  • 2:02 - 2:05
    még mindig 3 pozitív töltés van az atommagban,
  • 2:05 - 2:08
    de már csak egy negatív töltés maradt.
  • 2:08 - 2:10
    Csak egy elektron maradt, ez tehát már
  • 2:10 - 2:12
    nem egyszeresen pozitív lítium-kation,
  • 2:12 - 2:15
    hanem kétszeresen pozitív lítium-kation,
  • 2:15 - 2:16
    hiszen háromból egy az kettő.
  • 2:16 - 2:20
    Ez tehát a Li 2+ ion,
    amelynek elektronszerkezetében
  • 2:20 - 2:25
    az 1s alhéjon csak egy elektron van,
    tehát 1s1.
  • 2:25 - 2:27
    Látható, hogy nagy a különbség
  • 2:27 - 2:29
    az első ionizációs energia
  • 2:29 - 2:35
    és a második ionizációs energia között
    (520 illetve 7298).
  • 2:35 - 2:38
    Lássuk, találunk-e magyarázatot
  • 2:38 - 2:40
    erre a rendkívül nagy eltérésre
  • 2:40 - 2:42
    az ionizációs energiák között.
  • 2:42 - 2:44
    Azt a három tényezőt fogjuk vizsgálni,
  • 2:44 - 2:46
    amelyeket a korábbi videókban említettünk.
  • 2:46 - 2:50
    Az első tényező a magtöltés volt,
  • 2:50 - 2:54
    amely az atommagban lévő protonok
    számával egyezik meg.
  • 2:54 - 2:58
    A semleges lítiumatom esetében
  • 2:58 - 3:00
    3 pozitív töltés van az atommagban.
  • 3:00 - 3:01
    Ez a pozitív töltés vonzza
  • 3:01 - 3:06
    a rózsaszínnel jelölt elektront.
  • 3:06 - 3:08
    Az egyszeresen pozitív lítium-kationban
  • 3:08 - 3:10
    ugyanez a helyzet.
  • 3:10 - 3:13
    Ugyanúgy 3 proton van az atommagban,
  • 3:13 - 3:15
    tehát ugyanez a pozitív töltés
  • 3:15 - 3:19
    vonzza ezt az elektront.
  • 3:19 - 3:21
    Mivel a protonok száma változatlan,
  • 3:21 - 3:24
    inkább az effektív magtöltést kell figyelembe venni,
  • 3:24 - 3:26
    nem pedig az atommagban lévő protonok számát.
  • 3:26 - 3:29
    Előtte azonban még gondolni kell
  • 3:29 - 3:30
    az elektronok árnyékoló hatására is.
  • 3:30 - 3:33
    Erre is szánjunk néhány szót.
  • 3:33 - 3:44
    Az elektronok árnyékoló hatását,
    más néven árnyékolást
  • 3:44 - 3:46
    a belső pályák elektronjai okozzák.
  • 3:46 - 3:48
    A semleges lítiumatomban
  • 3:48 - 3:52
    a belső héjon található két elektron
  • 3:52 - 3:56
    taszítja a külső héjon lévő elektront.
  • 3:56 - 3:59
    Egyik is, másik is taszítja.
  • 3:59 - 4:03
    Lényegében arról van szó, hogy gyengítik
  • 4:03 - 4:08
    a magban lévő 3 pozitív töltés hatását
    a rózsaszínnel jelölt elektronra,
  • 4:08 - 4:11
    mivel az elektronok taszítják egymást.
  • 4:11 - 4:15
    Az effektív magtöltés kiszámításához –
  • 4:15 - 4:17
    – ilyet már csináltunk a korábbi videókban is –
  • 4:17 - 4:20
    – az effektív magtöltés egyszerű számításhoz
  • 4:20 - 4:22
    vegyük a protonok számát,
  • 4:22 - 4:24
    amely itt 3, és ebből vonjuk ki
  • 4:24 - 4:26
    az árnyékoló elektronok számát.
  • 4:26 - 4:29
    Itt erről a két elektronról van szó
  • 4:29 - 4:30
    az 1s alhéjon.
  • 4:30 - 4:34
    Az effektív magtöltés értéke 3 mínusz 2,
  • 4:34 - 4:35
    azaz plusz 1.
  • 4:35 - 4:37
    A rózsaszínnel jelölt elektronra tehát
  • 4:37 - 4:41
    nem a teljes magtöltés hat, ami +3,
  • 4:41 - 4:44
    hanem csak az effektív magtöltés,
  • 4:44 - 4:49
    amely +1 körüli érték, ténylegesen kb. 1,3
  • 4:49 - 4:51
    ha pontosabban számoljuk.
  • 4:51 - 4:55
    Az elektronok árnyékoló hatása tehát
  • 4:55 - 4:59
    összességében csökkenti a magtöltés hatását
  • 4:59 - 5:01
    a rózsaszínnel jelölt elektronra.
  • 5:01 - 5:04
    Lássuk most ezt a másik elektront,
  • 5:04 - 5:07
    a rózsaszínnel jelölt elektronról beszélek,
  • 5:07 - 5:09
    az egyszeresen pozitív lítium kationban.
  • 5:09 - 5:12
    Ez már más helyzet.
  • 5:12 - 5:14
    Itt nincs jelentős árnyékolás.
  • 5:14 - 5:17
    Ez a másik elektron egy kissé taszítja ugyan,
  • 5:17 - 5:19
    de nincs olyan belső elektron, amely
  • 5:19 - 5:22
    taszítaná a rózsaszínnel jelölt elektront.
  • 5:22 - 5:25
    Emiatt a rózsaszínnel jelölt elektronra
  • 5:25 - 5:29
    az atommagban lévő 3 pozitív töltés
  • 5:29 - 5:32
    sokkal, sokkal erősebben hat.
  • 5:32 - 5:38
    Így sokkal nagyobb erő vonzza a rózsaszínnel jelölt elektront
  • 5:38 - 5:39
    az atommag felé.
  • 5:39 - 5:41
    Ezért több energiára van szükség
  • 5:41 - 5:43
    ennek az elektronnak a leszakításához.
  • 5:43 - 5:45
    A kisebb árnyékoló hatás miatt
  • 5:45 - 5:49
    a második elektront sokkal nehezebb leszakítani,
  • 5:49 - 5:50
    mint az elsőt.
  • 5:50 - 5:52
    Így jelentős növekedést tapasztalunk
  • 5:52 - 5:57
    az első és a második ionizációs energia értéke közt.
  • 5:57 - 6:00
    Utolsó tényezőként a távolságot említettük,
  • 6:00 - 6:04
    a távolságot a rózsaszínnel jelölt elektron
  • 6:04 - 6:06
    és az atommag között.
  • 6:06 - 6:09
    A bal oldalon, a semleges lítiumatomban
  • 6:09 - 6:14
    ez az elektron a második energiaszinten van,
  • 6:14 - 6:18
    azaz távolabb van, mint ez az elektron.
  • 6:18 - 6:22
    Ez az elektron az első energiaszinten,
    az 1s alhéjon van,
  • 6:22 - 6:26
    ez a távolság tehát kisebb, mint a bal oldalon.
  • 6:26 - 6:28
    Mivel a távolság kisebb,
  • 6:28 - 6:31
    erre a rózsaszínnel jelölt elektronra
  • 6:31 - 6:34
    erősebben hat az atommag vonzóereje.
  • 6:34 - 6:35
    Ez ismét a Coulomb-törvény.
  • 6:35 - 6:38
    Így nagyobb vonzóerő érvényesül,
  • 6:38 - 6:43
    és több energia szükséges
    az elektron eltávolításához.
  • 6:43 - 6:46
    A második elektron eltávolítása tehát
  • 6:46 - 6:48
    sokkal több energiát igényel, mint az elsőé,
  • 6:48 - 6:51
    így az ionizációs energia jelentősen növekszik.
  • 6:51 - 6:53
    A távolság hatása tehát az,
  • 6:53 - 6:56
    hogy a közelebbi elektron eltávolításához
    több energia szükséges.
  • 6:56 - 6:58
    Ez egy újabb oka annak,
  • 6:58 - 7:02
    hogy a második ionizációs energia
    sokkal nagyobb, mint az első.
  • 7:02 - 7:04
    Óriási energia kell
  • 7:04 - 7:06
    a második elektron eltávolításához.
  • 7:06 - 7:11
    Ez megmagyarázza, hogy a lítium
    miért képez egyszeresen pozitív kationt,
  • 7:11 - 7:14
    hiszen közel sem kell annyi energia
  • 7:14 - 7:17
    egyetlen elektron eltávolításához,
    mint két elektronhoz
  • 7:17 - 7:19
    kétszeresen pozitív kation képződése esetén.
  • 7:19 - 7:22
    Ezzel a módszerrel megállapíthatjuk,
    hogy milyen ion keletkezhet.
  • 7:22 - 7:27
    Nézzük meg az ionizációs energiákat,
    és ha ezekben nagy ugrást látunk,
  • 7:27 - 7:31
    akkor ennek alapján eldönthető,
    hogy milyen ion képződik könnyebben.
Title:
Az első és második ionizációs energia | Az atomok szerkezete és tulajdonságai | Kémia | Khan Academy magyar
Description:

Az elemek második ionizációs energiája ahhoz szükséges, hogy eltávolítsuk a külső, leggyengébben kötött elektront egy egyszeresen pozitív kationból. Mivel a pozitív töltés erősebben vonzza az elektronokat, a második ionizációs energia mindig nagyobb az elsőnél.

Tanulj kémiát a Khan Academyn: https://www.khanacademy.org/science/chemistry

Kémia a Khan Academyn: Tudtad, hogy minden kémiai anyagokból áll? A kémia az anyagokat vizsgálja: azok összetételét, tulajdonságait és reakcióképességét. Ez nagyjából a középiskola első évének tananyagát fedi le. Az algebra alapos ismerete segítségünkre lehet.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai küldetéseink végigvezetik a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.

Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) fordítócsapatának munkája.
more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
07:35

Hungarian subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.