1
00:00:00,000 --> 00:00:01,744


2
00:00:01,744 --> 00:00:05,080
В предишните видеа говорихме само за първата йонизационна енергия.

3
00:00:05,080 --> 00:00:08,840
В това видео ще сравним първата и втората йонизационна енергия

4
00:00:08,840 --> 00:00:11,790
и ще използваме лития за пример.

5
00:00:11,790 --> 00:00:15,520
От предишното видео вече знаем, че литият има атомно число 3,

6
00:00:15,520 --> 00:00:18,120
така че в ядрото има три протона.

7
00:00:18,120 --> 00:00:20,650
В един неутрален литиев атом броят електрони

8
00:00:20,650 --> 00:00:22,390
е равен на броя протони,

9
00:00:22,390 --> 00:00:24,860
така че знаем, че литият има 3 електрона.

10
00:00:24,860 --> 00:00:28,630
Електронната конфигурация е 1s2 2s1.

11
00:00:28,630 --> 00:00:30,965
Имаме два електрона в 1s орбиталата.

12
00:00:30,965 --> 00:00:35,560
Можем да поставим тези два електрона в 1s орбиталата ето така.

13
00:00:35,600 --> 00:00:37,060
И после имаме още един електрон,

14
00:00:37,065 --> 00:00:40,320
и този електрон ще влезе в 2s орбиталата.

15
00:00:40,320 --> 00:00:43,670
И това ще е доста проста картинка

16
00:00:43,670 --> 00:00:45,730
на неутралния литиев атом.

17
00:00:45,730 --> 00:00:48,080
Ако приложим достатъчно енергия,

18
00:00:48,080 --> 00:00:50,480
можем да премахнем този външен електрон.

19
00:00:50,480 --> 00:00:52,240
Можем да издърпаме този електрон

20
00:00:52,240 --> 00:00:57,420
и наричаме това първата йонизационна енергия.

21
00:00:57,420 --> 00:01:03,620
И за да издърпаме този електрон, са нужни приблизително 520 килоджаула на мол.

22
00:01:03,660 --> 00:01:06,370
И след като сме отстранили този електрон,

23
00:01:06,370 --> 00:01:09,550
сега вече нямаме неутрален литиев атом.

24
00:01:09,550 --> 00:01:11,420
Ще имаме литиев йон,

25
00:01:11,420 --> 00:01:15,120
понеже все още имаме три положителни заряда в ядрото,

26
00:01:15,130 --> 00:01:17,720
но сега имаме само два отрицателни заряда.

27
00:01:17,720 --> 00:01:20,540
Имаме само два електрона, понеже единият е бил премахнат.

28
00:01:20,540 --> 00:01:23,480
3 - 2 ни дава +1.

29
00:01:23,480 --> 00:01:26,690
Това е литиев катион +1.

30
00:01:26,690 --> 00:01:30,040
И електронната конфигурация ще е 1s2,

31
00:01:30,040 --> 00:01:34,590
понеже изгубихме електрона от 2s орбиталата.

32
00:01:34,590 --> 00:01:36,180
И можем да продължим.

33
00:01:36,180 --> 00:01:39,430
Можем да приложим още малко енергия и да издърпаме друг електрон.

34
00:01:39,430 --> 00:01:43,150
Да кажем, че издърпаме този електрон този път.

35
00:01:43,150 --> 00:01:45,550
Премахваме втори електрон.

36
00:01:45,550 --> 00:01:48,290
И сега няма да наричаме това йонизационна енергия 1.

37
00:01:48,290 --> 00:01:50,720
Следователно ще наричаме това йонизационна енергия 2,

38
00:01:50,720 --> 00:01:53,170
понеже тя е нужна, за да премахнем втория електрон.

39
00:01:53,170 --> 00:01:58,940
И тази стойност се оказва приблизително 7298 килоджаула на мол.

40
00:01:58,960 --> 00:02:02,120
Ако премахнем този втори електрон,

41
00:02:02,120 --> 00:02:04,640
отново ще имаме три положителни заряда в ядрото,

42
00:02:04,650 --> 00:02:07,510
но сега имаме само един отрицателен заряд.

43
00:02:07,510 --> 00:02:09,760
Вече има само един електрон,

44
00:02:09,760 --> 00:02:11,920
така че това вече не е литиев +1 катион.

45
00:02:11,920 --> 00:02:16,060
Това е литиев +2 катион, понеже 3 - 1 е +2.

46
00:02:16,080 --> 00:02:19,400
Така че това тук е литий +2

47
00:02:19,400 --> 00:02:25,100
и електронната конфигурация ще е – само един електрон в 1s орбитала, тоест 1s1.

48
00:02:25,110 --> 00:02:27,030
Можем да видим, че има голяма разлика

49
00:02:27,030 --> 00:02:29,060
между първата йонизационна енергия

50
00:02:29,060 --> 00:02:34,570
и втората йонизационна енергия – 520 срещу 7298.

51
00:02:34,570 --> 00:02:37,680
Да видим дали можем да обясним причината

52
00:02:37,680 --> 00:02:41,700
за тази изключително голяма разлика в йонизационните енергии.

53
00:02:41,780 --> 00:02:44,240
Ще използваме трите фактора,

54
00:02:44,240 --> 00:02:45,890
за които говорихме в предишните видеа.

55
00:02:45,890 --> 00:02:50,280
Първият фактор, който обсъдихме, беше ядрен заряд.

56
00:02:50,280 --> 00:02:54,490
Той се отнася за броя протони в ядрото.

57
00:02:54,490 --> 00:02:57,580
Неутралният литиев атом

58
00:02:57,580 --> 00:02:59,620
има три положителни заряда в ядрото.

59
00:02:59,620 --> 00:03:05,560
Този положителен заряд ще привлече този електрон тук в пурпурно.

60
00:03:05,940 --> 00:03:08,760
И ако разгледаме литиевия +1 катион,

61
00:03:08,760 --> 00:03:10,040
ситуацията е подобна.

62
00:03:10,050 --> 00:03:13,230
Все още имаме три протона в ядрото,

63
00:03:13,230 --> 00:03:18,900
така че положителният заряд също ще привлече този електрон.

64
00:03:18,900 --> 00:03:21,350
И понеже броят протони е същият,

65
00:03:21,350 --> 00:03:24,092
трябва да помислим за ефективния ядрен заряд,

66
00:03:24,092 --> 00:03:26,300
а не за колко протона има в ядрото.

67
00:03:26,300 --> 00:03:27,620
И преди да направим това,

68
00:03:27,620 --> 00:03:30,380
трябва да помислим за ефекта на електронното екраниране.

69
00:03:30,380 --> 00:03:33,130
Нека поговорим за електронното екраниране.

70
00:03:33,130 --> 00:03:41,060
Електронното екраниране,

71
00:03:41,060 --> 00:03:43,220
когато помислим за него,

72
00:03:43,220 --> 00:03:45,760
мислим за електроните от вътрешната орбитала.

73
00:03:45,760 --> 00:03:48,390
Като се върнем към неутралния литиев атом,

74
00:03:48,390 --> 00:03:51,870
тези два електрона във вътрешния слой

75
00:03:51,870 --> 00:03:55,920
ще отблъснат този външен електрон.

76
00:03:55,920 --> 00:03:59,030
Той ще отблъсне и този.

77
00:03:59,030 --> 00:04:03,880
И можем да си представим, че те екранират този електрон в пурпурно

78
00:04:03,880 --> 00:04:08,440
от силата на привличане на +3 заряда на ядрото,

79
00:04:08,440 --> 00:04:11,200
понеже електроните отблъскват други електрони.

80
00:04:11,200 --> 00:04:14,510
И начинът, по който изчисляваме ефекта на ядрения заряд –

81
00:04:14,510 --> 00:04:16,680
правили сме това в предишни видеа –

82
00:04:16,680 --> 00:04:19,440
простият начин да изчислим ефективния ядрен заряд

83
00:04:19,440 --> 00:04:22,880
е да вземем броя протони, тоест +3,

84
00:04:22,880 --> 00:04:25,780
и от това да извадим броя екраниращи електрони.

85
00:04:25,840 --> 00:04:30,400
В този случай това ще са тези два електрона в 1s орбиталата.

86
00:04:30,400 --> 00:04:35,240
3 - 2 ни дава ефективен ядрен заряд от +1.

87
00:04:35,240 --> 00:04:36,940
И електронът в пурпурно

88
00:04:36,940 --> 00:04:40,720
не изпитва ядрен заряд от +3.

89
00:04:40,720 --> 00:04:43,980
Той изпитва само ефективен ядрен заряд,

90
00:04:43,980 --> 00:04:48,560
близък до +1, понеже реалната стойност е приблизително 1,3,

91
00:04:48,570 --> 00:04:50,600
когато направиш по-сложното изчисление.

92
00:04:50,600 --> 00:04:54,680
И ефектът на електронното екраниране

93
00:04:54,680 --> 00:04:59,220
е да намали цялостния ядрен заряд,

94
00:04:59,220 --> 00:05:01,280
който този електрон в пурпурно изпитва.

95
00:05:01,280 --> 00:05:04,290
И когато се придвижим насам до този електрон,

96
00:05:04,290 --> 00:05:07,200
говоря за електрона в пурпурно,

97
00:05:07,200 --> 00:05:09,160
за литиевия +1 катион,

98
00:05:09,160 --> 00:05:11,900
това не е същата ситуация.

99
00:05:11,910 --> 00:05:14,050
Няма много електронно екраниране.

100
00:05:14,050 --> 00:05:17,360
Този електрон тук може да го отблъсне малко,

101
00:05:17,360 --> 00:05:19,360
но няма електрони във вътрешния слой,

102
00:05:19,360 --> 00:05:22,330
които да отблъснат този електрон в пурпурно.

103
00:05:22,330 --> 00:05:25,270
И поради това електронът в пурпурно

104
00:05:25,270 --> 00:05:28,360
ще усети този +3 заряд,

105
00:05:28,360 --> 00:05:31,860
много по-голяма част от пълния +3 заряд на ядрото.

106
00:05:31,860 --> 00:05:36,080
И следователно ще има много по-голяма сила на привличане,

107
00:05:36,080 --> 00:05:39,220
която задържа този електрон в пурпурно към това ядро.

108
00:05:39,230 --> 00:05:41,250
И следователно трябва да приложиш повече енергия,

109
00:05:41,250 --> 00:05:43,070
за да издърпаш този електрон.

110
00:05:43,070 --> 00:05:45,360
Ефектът на електронното екраниране ти казва,

111
00:05:45,360 --> 00:05:48,740
че вторият електрон е много по-трудно да бъде премахнат,

112
00:05:48,740 --> 00:05:49,960
отколкото първия.

113
00:05:49,960 --> 00:05:53,360
Затова виждаме това голямо увеличение в йонизационната енергия

114
00:05:53,360 --> 00:05:55,340
от първата йонизационна енергия

115
00:05:55,340 --> 00:05:57,340
до втората йонизационна енергия.

116
00:05:57,340 --> 00:06:00,230
Последният фактор, за който говорихме, беше разстояние.

117
00:06:00,230 --> 00:06:05,880
Разстоянието на тези електрони в пурпурно от ядрото.

118
00:06:06,000 --> 00:06:09,520
Вляво отново се връщам до неутралния литиев атом,

119
00:06:09,520 --> 00:06:14,180
този електрон е във второто енергийно ниво.

120
00:06:14,190 --> 00:06:18,260
Той е по-отдалечен от този електрон.

121
00:06:18,260 --> 00:06:21,690
Този електрон е в първото енергийно ниво, в 1s2,

122
00:06:21,690 --> 00:06:25,950
така че разстоянието тук е по-малко от разстоянието вляво.

123
00:06:25,950 --> 00:06:28,420
След като разстоянието е по-малко,

124
00:06:28,420 --> 00:06:33,600
този електрон в пурпурно изпитва повече сила на привличане от ядрото.

125
00:06:33,600 --> 00:06:35,240
Отново, това е законът на Кулон.

126
00:06:35,240 --> 00:06:38,490
И следователно има увеличена сила на привличане.

127
00:06:38,490 --> 00:06:42,730
Следователно е нужна повече енергия, за да се премахне този електрон.

128
00:06:42,730 --> 00:06:46,620
Нужна е много повече енергия, за да се премахне вторият електрон,

129
00:06:46,620 --> 00:06:48,220
отколкото първия.

130
00:06:48,220 --> 00:06:51,280
Ето защо виждаме увеличение в йонизационната енергия.

131
00:06:51,290 --> 00:06:54,420
Разстоянието, фактът, че този електрон е по-близо,

132
00:06:54,420 --> 00:06:56,500
означава, че е нужна повече енергия, за да бъде премахнат,

133
00:06:56,500 --> 00:07:00,820
а това е друга причина втората йонизационна енергия

134
00:07:00,860 --> 00:07:02,160
да е толкова по-голяма от първата.

135
00:07:02,160 --> 00:07:03,960
Така че е нужна много повече енергия,

136
00:07:03,960 --> 00:07:06,140
за да се премахне вторият електрон.

137
00:07:06,140 --> 00:07:10,900
И това обяснява защо виждаме литият да създава +1 катион,

138
00:07:10,900 --> 00:07:13,720
понеже не е нужна толкова много енергия,

139
00:07:13,720 --> 00:07:17,450
за да се премахне един електрон, колкото е нужна, за да се премахнат два електрона,

140
00:07:17,450 --> 00:07:18,990
за да се създаде литий 2+.

141
00:07:18,990 --> 00:07:22,450
И това е един начин да кажем какъв вид йон ще се създаде.

142
00:07:22,450 --> 00:07:27,470
Гледаш йонизационните енергии и когато видиш голям скок,

143
00:07:27,470 --> 00:07:33,050
това ти подсказва кои йони могат най-лесно да бъдат създадени.

144
00:07:33,050 --> 00:07:34,088