7 الرسم البياني لطاقة التأين: تفسيرات مفصلة


تتناول هذه المقالة الرسم البياني لطاقة التأين. يرتبط التأين كما يوحي الاسم بالأيونات أو الإلكترونات.

نحتاج إلى قدر من الطاقة لإزالة الإلكترونات غير المتماسكة من الذرة. هذه الطاقة تسمى طاقة التأين. سنناقش المزيد حول هذه الطاقة بالتفصيل في هذه المقالة. سنناقش رسوم بيانية مختلفة للتأين لذرات مختلفة.

ما هي طاقة التأين؟

كما تمت مناقشته في القسم أعلاه ، فإن كمية الطاقة المطلوبة لإزالة أكثر الإلكترون غير المترابط من الذرة تسمى طاقة التأين لتلك الذرة. دعونا نفترض أن الإلكترون يقع بالقرب من النواة.

قوة الجذب النووية عالية جدًا لهذا الإلكترون. لذلك ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة لسحب هذا الإلكترون من تأثير النواة. وبالتالي ، ستكون طاقة التأين المطلوبة أكبر لإزالة هذا الإلكترون. هذا لأن القوة الجاذبة للنواة عالية جدًا والاقتراب منها يتطلب المزيد من الطاقة للانسحاب من مجالها الجذاب. سنرى المزيد عن الرسوم البيانية لطاقة التأين لذرات مختلفة في الأقسام أدناه.

ما هو العدد الذري؟

يحتوي التركيب الذري على عدد معين من البروتونات وعدد معين من الإلكترونات. ومع ذلك ، يمكن تغيير عدد الإلكترونات بسهولة. ومن ثم يعتبر العدد الذري هو العدد الإجمالي للبروتونات الموجودة داخل الذرة. إنها بصمة ذلك العنصر الكيميائي. يمثله الحرف Z.

العدد الذري هو كمية مهمة لأنه يساعد في تحديد العنصر ويستخدم أيضًا في إيجاد عدد كتلة الذرة. يمكن اعتبار العدد الذري بمثابة بصمة الذرة لأن كل عنصر كيميائي له رقم ذري فريد.

ما هو الرقم الكتلي؟

يمكن تعريف العدد الكتلي أو رقم الكتلة الذرية على أنه مجموع العدد الذري ، Z وعدد النيوترونات ، ن.

العدد الكتلي يساوي تقريبًا الكتلة الذرية للعنصر. على الرغم من أن العدد الكتلي يختلف باختلاف نظائر عنصر ما. سنناقش حول النظائر في الأقسام أدناه من هذه المقالة.

ما هي النظائر؟

تحتوي النظائر على نفس عدد البروتونات فيها ولكن لها كتل مختلفة مما يشير إلى أن لديها عددًا مختلفًا من النيوترونات.

نحن نعلم أن العدد الذري فريد من نوعه بالنسبة للعنصر الكيميائي. ومن ثم ، يمكننا القول أن النظائر تنتمي إلى نفس عائلة العنصر. نظرًا لاختلاف رقم الكتلة ، فإن الكتل الذرية لهذه النظائر تختلف عن بعضها البعض. هناك مصطلح آخر يسمى الأيزومرات التي لها نفس العدد من الذرات ولكنها مختلفة من حيث الخصائص.

مقارنة طاقات التأين للذرات في الجدول الدوري

طاقات التأين لذرات مختلفة في الجدول الدوري مختلفة. يتم إعطاء اتجاهات الطاقة هذه في القسم أدناه-

  • تزداد قيمة طاقة التأين كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين على طول الجدول الدوري.
  • تنخفض قيمة طاقة التأين كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل على طول الجدول الدوري.

أنواع طاقة التأين

عندما يتم إزالة الإلكترون من الذرة ، تستمر طاقة التأين في الزيادة. يتم إعطاء الأنواع المختلفة من طاقات التأين اعتمادًا على عدد الإلكترون الذي يتم إزالته في القسم أدناه-

  • 1st طاقة التأين- الطاقة المستخدمة لإزالة الإلكترون الأول من الذرة.
  • 2nd طاقة التأين- عند إزالة إلكترون واحد بالفعل وإزالة إلكترون آخر ، فإن الطاقة المطلوبة لإزالة هذا الإلكترون تسمى 2nd طاقة التأين.
  • 3rd طاقة التأين- عندما تفتقر الذرة بالفعل إلى إلكترونين ويجب إزالة إلكترون ثالث. ثم تسمى الطاقة المطلوبة لإزالة هذا الإلكترون الثالث بطاقة التأين الثالثة.

العوامل المؤثرة في طاقة التأين

طاقة التأين ليست كمية مستقلة. ترجع قيمته إلى العديد من العوامل. تم ذكر هذه العوامل في القسم الوارد أدناه-

  • تكوين الإلكترونات - يتم تحديد معظم طاقة تأين الإلكترون من خلال تكوين الإلكترونات حيث أن التكوين يحدد بشكل رئيسي خصائص الذرة.
  • شحن نووي- نحن على دراية بتأثير الشحنة النووية على طاقة تأين الإلكترون. مع زيادة تأثير الشحنة النووية على الإلكترونات ، ستكون طاقة التأين المطلوبة لإزالة الإلكترون أكثر والعكس صحيح أيضًا ، مع تأثير أقل للشحنة النووية على الإلكترونات ، ستكون طاقة التأين المطلوبة أقل لانتزاع الإلكترون. من الذرة.
  • عدد قذائف الإلكترون - عدد قذائف الإلكترون تخبرنا مباشرة عن نصف القطر الذري. نصف قطر الذرة كبير ، سيكون الإلكترون الأبعد من النواة. ومن ثم ، سيكون من الأسهل سحب الإلكترون الموجود في الذرة مع وجود عدد أكبر من القذائف. إذا كان عدد الأصداف أقل ، فهذا يعني أن نصف القطر صغير والإلكترون أقرب إلى النواة ، فهذا يعني أنه سيحتاج إلى مزيد من القوة لإخراج الإلكترون من تأثير النواة.
  • شحنة نووي فعال- إذا كان هناك ميل أكثر لاختراق الإلكترونات وكانت قيمة الحماية الإلكترونية أكثر ، فإن التأثير الصافي للشحنة النووية على الإلكترون سيكون أقل. ومن ثم ستكون هناك حاجة إلى طاقة تأين أقل لانتزاع الإلكترون من تلك الذرة. وبالمثل ، إذا كان صافي الشحنة النووية الفعالة أكبر من كمية طاقة التأين المطلوبة لإزالة الإلكترون من الذرة ، فستكون أيضًا أكثر.
  • استقرار - كل ذرة تجد طريقة لتكون في أقصى حالة مستقرة. إذا كانت الذرة مستقرة ، فستتطلب طاقة تأين عالية جدًا لانتزاع الإلكترون من الذرة. يحدث هذا في الغازات النبيلة ، حيث يؤدي إزالة الإلكترون إلى جعل الذرة غير مستقرة للغاية. ومن ثم ستحاول الذرة مقاومة نتف الإلكترون.

أول رسم بياني لطاقة التأين

يتم رسم الرسم البياني الأول للتأين باستخدام قيم طاقة التأين الأولى والأعداد الذرية لعناصر كيميائية مختلفة. يوضح هذا الرسم البياني الاتجاهات في الجدول الدوري لطاقة التأين الأولى.

فيما يلي بعض النقاط المهمة فيما يتعلق بالمرتبة الأولى طاقة التأين رسم بياني-

  • من المهم ملاحظة أن طاقة التأين الأولى تزداد كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري ونصل إلى ذروتها عند الغازات النبيلة. هذا بسبب إضافة الإلكترونات في نفس الغلاف. يستمر نصف القطر الذري في التناقص مما يجعل الإلكترونات عرضة لتأثير الشحنة النووية.
  • عندما نتحرك لأسفل ، تنخفض قيمة التأين الأولى قليلاً عن العنصر السابق الموجود أعلى العنصر الحالي مباشرةً. يحدث هذا بسبب وجود غلاف إلكترون إضافي مضاف أثناء نزولنا. هذا يزيد من نصف القطر الذري ويقلل من تأثير الشحنة النووية على الإلكترونات.
  • ثم مرة أخرى يزداد مع زيادة العدد الذري حتى وصول الغاز النبيل التالي. تتمتع الغازات النبيلة بأعلى طاقة تأين بسبب ثباتها العالي.
الرسم البياني لطاقة التأين
الصورة: الرسم البياني الأول لطاقة التأين

صورة ائتمانات: حد مزدوجأول كتل طاقة التأينCC BY-SA 4.0

الرسم البياني لطاقة التأين الثاني

يتكون الرسم البياني الثاني لطاقة التأين باستخدام قيم طاقة التأين الثانية والأرقام الذرية.

اتجاه طاقة التأين الثاني هو نفس اتجاه طاقة التأين الأولى مع الاختلاف الوحيد هو أن قيمة طاقة التأين الثانية أعلى قليلاً من طاقة التأين الأولى. الاتجاهات هي كما يلي-

  • تزداد قيمة طاقة الأيونات الثانية كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري.
  • تصل القيمة إلى الحد الأقصى بالنسبة للغاز النبيل.
  • مع انخفاض قيمة طاقة التأين الثانية ، تنخفض قيمة طاقة التأين الثانية ، وعندما نتحرك نحو اليمين تبدأ في الزيادة.

الرسم البياني لطاقة التأين الثالث

عندما تكون الذرة بالفعل أقل من إلكترونين ونحتاج إلى سحب إلكترون ثالث ، يمكننا عندئذٍ أن تسمى الطاقة المطلوبة لإزالة هذا الإلكترون على أنها طاقة التأين الثالثة. يتكون الرسم البياني لطاقة التأين الثالث باستخدام قيم طاقة التأين الثالثة والعدد الذري.

الاتجاهات التي تتبعها طاقة التأين الأولى والثانية هي نفسها طاقة التأين الثالثة. الاختلاف الوحيد هو أن طاقة التأين الثالثة هي الأعلى بين الجميع. الاتجاهات هي كما يلي-

  • ستزداد طاقة التأين الثالثة إذا اتجهنا نحو اليمين في الجدول الدوري.
  • تنخفض قيمة طاقة التأين الثالثة إذا تحركنا نحو أسفل الجدول الدوري.
  • تصبح قيمة طاقة التأين الثالثة الحد الأقصى للغازات النبيلة.

رسم بياني لطاقة التأين للفوسفور

العدد الذري للفوسفور هو 15. وهذا يعني أن العدد الإجمالي للإلكترونات في ذرته هو 15. وترد أدناه قيم عشر طاقات تأين للفوسفور:

  • طاقة التأين الأولى- 1011.81
  • 2nd طاقة التأين - 1907
  • طاقة التأين الثالثة - 2914
  • طاقة التأين الرابعة - 4963.6
  • طاقة التأين الخامسة- 6273
  • طاقة التأين السادسة - 21,267
  • طاقة التأين السابعة - 25,341
  • طاقة التأين الثامنة - 29,872
  • تاسع طاقة التأين - 35,905
  • طاقة التأين العاشر- 40,950

رسم بياني لطاقة التأين للصوديوم

العدد الذري للصوديوم هو 11. يتم تمثيل الصوديوم كـ Na. إنه أحد أكثر العناصر تقلبًا في الجدول الدوري. فيما يلي قيم عشر طاقات تأين للصوديوم:

  • طاقة التأين الأولى- 496
  • 2nd طاقة التأين - 4562
  • طاقة التأين الثالثة - 6910
  • طاقة التأين الرابعة - 9542
  • طاقة التأين الخامسة- 13354
  • طاقة التأين السادسة - 16613
  • طاقة التأين السابع 20117
  • طاقة التأين الثامنة - 25496
  • تاسع طاقة التأين - 28392
  • طاقة التأين العاشر- 141362

رسم بياني لطاقة التأين للمغنيسيوم

العدد الذري للمغنيسيوم هو 12. قيم طاقات التأين العشر الأولى للمغنيسيوم معطاة أدناه:

  • طاقة التأين الأولى- 737
  • 2nd طاقة التأين - 1450
  • طاقة التأين الثالثة - 7732
  • طاقة التأين الرابعة - 10542
  • طاقة التأين الخامسة- 13630
  • طاقة التأين السادسة - 18020
  • طاقة التأين السابعة - 21711
  • طاقة التأين الثامنة - 25661
  • تاسع طاقة التأين - 31653
  • طاقة التأين العاشر- 35458

رسم بياني لطاقة التأين للبورون

العدد الذري للبورون هو 5. ومن ثم فهو يحتوي على خمسة إلكترونات فقط يمكن إخراجها من الذرة. ترد أدناه طاقات التأين الخمس الأولى من البورون:

  • طاقة التأين الأولى - 800
  • طاقة التأين الثانية - 2427
  • طاقة التأين الثالثة- 3659
  • طاقة التأين الرابعة - 25025
  • طاقة التأين الخامسة - 32826

رسم بياني لطاقة التأين للكربون

العدد الذري للكربون هو 6. وهذا يعني أنه يحتوي على ستة إلكترونات فقط يمكن إزالتها من الذرة. ترد أدناه طاقات التأين الست الأولى من الكربون:

  • طاقة التأين الأولى- 1086
  • طاقة التأين الثانية - 2352
  • طاقة التأين الثالثة - 4620
  • طاقة التأين الرابعة - 6222
  • طاقة التأين الخامسة- 37831
  • طاقة التأين السادسة - 47277

الرسم البياني لطاقة تأين الألومنيوم

العدد الذري للألمنيوم هو 13. يحتوي على 13 إلكترونًا في الذرة يمكن إزالتها. ترد أدناه طاقات التأين العشر الأولى للألمنيوم:

  • طاقة التأين الأولى- 577
  • 2nd طاقة التأين - 1816
  • طاقة التأين الثالثة - 2744
  • طاقة التأين الرابعة - 11577
  • طاقة التأين الخامسة- 14842
  • طاقة التأين السادسة - 18379
  • طاقة التأين السابعة - 23326
  • طاقة التأين الثامنة - 27465
  • تاسع طاقة التأين - 31853
  • طاقة التأين العاشر- 38473

الرسم البياني لطاقة تأين الكبريت

العدد الذري للكبريت هو 16. أول عشرة طاقات تأيين للكبريت مذكورة أدناه-

  • طاقة التأين الأولى- 999
  • 2nd طاقة التأين - 2252
  • طاقة التأين الثالثة - 3357
  • طاقة التأين الرابعة - 4556
  • طاقة التأين الخامسة- 7004.3
  • طاقة التأين السادسة - 8495
  • طاقة التأين السابعة - 27107
  • طاقة التأين الثامنة - 31709
  • تاسع طاقة التأين - 36621
  • طاقة التأين العاشر- 43177

الرسم البياني لطاقة التأين المتتالي

تشير الرسوم البيانية للتأين المتتالي لعنصر ما إلى الرسم البياني المرسوم باستخدام قيم مختلفة لطاقات التأين (1شارع ، 2nd الخ).

تزداد قيمة طاقة التأين المتتالية حيث يكون الإلكترون التالي دائمًا أقرب إلى النواة ، وبالتالي يلزم المزيد من الطاقة لإزالة هذا الإلكترون. بينما نستمر في إزالة الإلكترونات ، تحافظ طاقة التأين على زيادة الغاز فيصبح تأثير النواة أقوى وأكثر قوة.

العدد الذري مقابل الرسم البياني لطاقة التأين

الرسم البياني لطاقة التأين هو رسم بياني مرسوم باستخدام قيم طاقة التأين والعدد الذري للعناصر.

الأعداد الذرية مكتوبة على المحور الأفقي الذي يمثل المحور س. تتم كتابة طاقة التأين على المحور الرأسي الذي يمثل المحور ص. بينما نتجه نحو اليمين في الجدول الدوري ، نحتاج إلى طاقة تأين أعلى لإزالة الإلكترون من الذرة ، وبالتالي تزداد طاقة التأين كلما اتجهنا نحو اليمين. وصلت إلى الحد الأقصى للقيمة عند الغازات النبيلة وتنخفض القيمة كلما تحركنا لأسفل في الجدول الدوري.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات