Ключевая разница - потенциал возбуждения и ионизации
Два термина потенциал возбуждения и потенциал ионизации связаны с энергией, необходимой для перемещения электронов, но между ними есть разница, основанная на направлении движения электронов. Другими словами, в этих двух ситуациях назначение электрона после движения различно. Таким образом можно идентифицировать два движения электронов. Электроны могут либо перейти на более высокий энергетический уровень внутри атома или молекулы, либо отделиться от ядра и удалиться от атома. Оба эти процесса требуют определенных затрат энергии. Электроны не могут двигаться, если необходимая энергия не поглощена. Ключевое различие между потенциалом возбуждения и потенциалом ионизации заключается в том, что потенциал возбуждения - это энергия, необходимая для перехода с одного энергетического уровня на другой, тогда как потенциал ионизации - это энергия, необходимая для отрыва электрона от атома.
Что такое потенциал возбуждения?
У атомов есть энергетические уровни, которые называются орбитами. Электроны движутся вокруг ядра по этим орбитам. Электроны не могут выбирать произвольные орбиты; они размещаются на определенных орбитах в соответствии с их энергетическими уровнями, и им запрещено двигаться или прыгать на другой энергетический уровень, если они не поглотят необходимое количество энергии. Переход с одной орбиты на другую после поглощения необходимого количества энергии называется возбуждением, а энергия, поглощаемая для перехода с одной орбиты на другую, называется потенциалом возбуждения или энергией возбуждения..
Что такое потенциал ионизации?
Ионизация – это процесс отрыва электрона от валентной оболочки. Как правило, электроны связаны с ядром сильными электростатическими силами. Следовательно, для полного удаления электрона из атома требуется энергия. Это определяется как удаление электрона от атома или молекулы на бесконечное расстояние. Энергия, необходимая для этого процесса, называется «энергия ионизации» или «потенциал ионизации».
Другими словами, это разность потенциалов между начальным состоянием, в котором электрон связан с ядром, и конечным состоянием, в котором электрон больше не связан с ядром, где он покоится на бесконечности.
Периодические тренды зависимости энергии ионизации (IE) от числа протонов
В чем разница между потенциалом возбуждения и потенциалом ионизации?
Определение потенциала возбуждения и ионизации
Потенциал возбуждения:
Энергия, поглощаемая электроном для перехода с одного энергетического уровня на более высокий энергетический уровень, называется «потенциалом возбуждения» или энергией возбуждения. Обычно это разница энергий между начальным и конечным состояниями.
Примечание: электрон движется внутри атома, но на разных энергетических уровнях.
Потенциал ионизации:
Энергия, необходимая для удаления электрона из атома, называется «потенциалом ионизации» или «энергией ионизации». Это разность потенциалов между двумя состояниями, в которых электрон связан с ядром, а электрон удален из атома. Энергия, когда электрон находится на бесконечном расстоянии, считается равной нулю.
Примечание: электрон удаляется из атома, и при его удалении ядро не притягивается.
Расчет:
Потенциал возбуждения:
Когда электрон переходит из основного состояния (n=1) на другой (n=2) энергетический уровень, соответствующая энергия называется 1st потенциалом возбуждения.
| 1ст потенциал возбуждения=Энергия (n=2 уровень) – Энергия (n=1 уровень)=-3,4 эв – (-13,6 эв)=10,2 эв |
Когда электрон переходит из основного состояния (n=1) на другой (n=3) энергетический уровень, соответствующая энергия называется 2-м потенциалом возбуждения.
| 2nd потенциал возбуждения=Энергия (n=3 уровень) – Энергия (n=1 уровень)=-1,5 эв – (-13,6 эв)=12,1 эв |
Потенциал ионизации:
Рассмотрите возможность удаления электрона с n=1 энергетического уровня. Потенциал ионизации - это энергия, необходимая для перемещения электрона с уровня n=1 в бесконечность.
| Ионизационный потенциал=E бесконечность – E (n=1 уровень)=0 – (-13,6 эв)=13,6 эв |
В атомах наиболее слабо связанные электроны удаляются первыми, и потенциал ионизации постепенно увеличивается по мере ионизации.
