Kľúčový rozdiel – potenciál excitácie a ionizácie
Dva pojmy excitačný potenciál a ionizačný potenciál súvisia s energiou potrebnou na pohyb elektrónov, ale existuje medzi nimi rozdiel v závislosti od cieľa pohybu elektrónov. Inými slovami, v týchto dvoch situáciách je miesto určenia elektrónu po pohybe odlišné. Týmto spôsobom možno identifikovať dva pohyby elektrónov. Elektróny sa môžu buď presunúť na vyššiu energetickú úroveň v rámci atómu alebo molekuly, alebo sa oddeliť od jadra a vzdialiť sa od atómu. Oba tieto procesy vyžadujú určité množstvo energie. Elektróny sa nemôžu pohybovať, pokiaľ nie je absorbovaná potrebná energia. Kľúčový rozdiel medzi excitačným a ionizačným potenciálom je ten, že excitačný potenciál je energia potrebná na skok z jednej energetickej úrovne na druhú, zatiaľ čo ionizačný potenciál je energia potrebná na odstránenie elektrónu z atómu.
Čo je to excitačný potenciál?
Atómy majú energetické úrovne, ktoré sa nazývajú orbity. Elektróny sa pohybujú okolo jadra na týchto dráhach. Elektróny si nemôžu zvoliť ľubovoľné dráhy; sú umiestnené na určitých obežných dráhach podľa ich energetických úrovní a môžu sa pohybovať alebo skákať na inú energetickú úroveň, pokiaľ neabsorbujú požadované množstvo energie. Pohyb z jednej obežnej dráhy na druhú po absorpcii potrebného množstva energie sa nazýva excitácia a energia absorbovaná na pohyb z jednej obežnej dráhy na druhú sa nazýva excitačný potenciál alebo excitačná energia.
Čo je to ionizačný potenciál?
Ionizácia je proces odstránenia elektrónu z valenčného obalu. Vo všeobecnosti sú elektróny viazané na jadro prostredníctvom silných elektrostatických síl. Preto je potrebná energia na úplné odstránenie elektrónu z atómu. Toto je definované ako odstránenie elektrónu z atómu alebo molekuly do nekonečnej vzdialenosti. Energia potrebná na tento proces sa nazýva „ionizačná energia“alebo „ionizačný potenciál“.
Inými slovami, je to potenciálny rozdiel medzi počiatočným stavom, v ktorom je elektrón viazaný k jadru, a konečným stavom, v ktorom elektrón už nie je pripojený k jadru, kde je v nekonečne.
Periodické trendy pre ionizačnú energiu (IE) vs. protónové číslo
Aký je rozdiel medzi excitačným a ionizačným potenciálom?
Definícia excitačného a ionizačného potenciálu
Potenciál excitácie:
Energia absorbovaná elektrónom na prechod z jednej energetickej hladiny na vyššiu energetickú hladinu sa nazýva „excitačný potenciál“alebo excitačná energia. Toto je zvyčajne energetický rozdiel medzi počiatočným a konečným stavom.
Poznámka: elektrón sa pohybuje vo vnútri atómu, ale v rôznych energetických hladinách.
Ionizačný potenciál:
Energia potrebná na odstránenie elektrónu z atómu sa nazýva „ionizačný potenciál“alebo „ionizačná energia“. Toto je potenciálny rozdiel medzi dvoma stavmi, kde je elektrón viazaný na jadro a elektrón je odstránený z atómu. Energia, keď je elektrón v nekonečnej vzdialenosti, sa považuje za nulovú.
Poznámka: elektrón je odstránený z atómu a po jeho odstránení nedochádza k žiadnej príťažlivosti s jadrom.
Výpočet:
Potenciál excitácie:
Keď elektrón preskočí zo základného stavu (n=1) na inú (n=2) energetickú hladinu, zodpovedajúca energia sa nazýva 1st excitačný potenciál.
| 1st excitačný potenciál=Energia (n=2 úroveň) – Energia (n=1 úroveň)=-3,4 ev. – (-13,6 ev.)=10,2 ev. |
Keď elektrón preskočí zo základného stavu (n=1) na inú (n=3) energetickú hladinu, zodpovedajúca energia sa nazýva 2. excitačný potenciál.
| 2nd excitačný potenciál=Energia (n=3 úroveň) – Energia (n=1 úroveň)=-1,5 ev. – (-13,6 ev.)=12,1 ev. |
Ionizačný potenciál:
Zvážte odstránenie elektrónu z n=1 energetickej hladiny. Ionizačný potenciál je energia potrebná na odstránenie elektrónu od úrovne n=1 do nekonečna.
| Ionizačný potenciál=E nekonečno – E (n=1 úroveň)=0 – (-13,6 ev)=13,6 ev |
V atómoch sú najskôr odstránené najvoľnejšie viazané elektróny a ionizačný potenciál sa postupne zvyšuje, keď sa ionizuje.
