Ionisatiepotentiaal
Van Wikipedia
De ionisatiepotentiaal of -energie (IE) is die potentiaal die nodig is om een vrij atoom (of molecuul) in vacuüm een elektron te doen verliezen. Het is dus een maat voor hoe vast dit elekron gebonden zit aan het atoom.
In plaats van de potentiaal (= energie/lading), die uitgedrukt wordt in Volt spreekt men ook wel van de ionisatie-energie (in joule of elektronvolt) of de molaire ionisatie-energie (in joule per mol). Afgezien van de verschillende eenheden weerspiegelen deze grootheden allemaal het zelfde gedrag en de grootheden kunnen in elkaar worden omgerekend, gebruik makend van het Getal van Avogadro en de lading van een elektron in Coulombs.
[bewerk] Regelmatigheden
De ionisatiepotentialen van de elementen weerspiegelen de periodieke structuur van de atoomopbouw met zijn regelmatig terugkerende elektronenconfiguraties. De edelgassen met hun volledig gevulde schillen hebben de hoogste potentialen en en elementen er vlak na (de alkalimetalen) juist de laagste. Algemeen geldt dat de IE daalt met de groep: de afstand tussen de positieve atoomkern en het negatief geladen elektron wordt groter, aldus wordt de aantrekkingskracht ertussen kleiner en kan het elektron makkelijker worden afgegeven. Binnen één periode stijgt de IE, de atoomlading wordt namelijk alsmaar groter (voor een constante afstand kern-elektron); de elektrostatische aantrekking wordt groter en het wordt dus moeilijker het elektron af te nemen.
De onderstaande grafiek geeft daarom de herhaling van chemisch gedrag waarop het periodiek systeem stoelt bijzonder goed weer.
Uit de onderstaande grafiek komt ook heel goed naar voren dat de ns2 configuratie van de elementen van de zinkgroep steeds meer het karakter van een edelgas begint te krijgen bij de latere perioden. Dit komt omdat het energieverschil met de p-subschil die er vlak boven ligt in energie steeds groter wordt.
Naaste de eerste ionisatiepotentiaal die aangeeft hoe moeilijk het is een eerste elektron te verwijderen, bestaat er ook een tweede, derde enzovoorts die aangeven hoe moeilijk het is een tweede of derde elektron te verwijderen. Het betreft dan steeds de buitenste elektronen. Bij voldoende energie is het ook mogelijk dieper gelegen elektronen te verwijderen. Dit is wat gebeurt in een Röntgenbuis. De potentialen liggen dan echter in de orde van kilovolts, en zijn dus veel groter dan bij de eerste ionisatiepotentiaal: het is namelijk moeilijker een elektron te verwijderen van een positief geladen ion, dan van een neutraal atoom.
