Ionos kötés. Ionizációs energia, elektronaffinitás, rácsenergia.

Ø  Ionos
kötés

 

§        
Az ionos szilárd anyagok kristályaiban pozitív
és negatív töltésű ionok találhatók. Az összetartó erő az ellentétes töltésű
részecskék közötti elektrosztatikus vonzás.

 

 

Ø      Ionizációs
energia

 

§       
Az az energia, amely ahhoz szükséges, hogy a gáz
állapozú atomból egy elektront eltávolítsunk kation keletkezése közben, az első
ionizációs energia. Ehhez energiabefektetés szükséges, értékét 1 mól
anyagmennyiségre vonatkoztatjuk.

§       
Az egyszer + kationból még egy újabb elektron
eltávolítása nagyobb energiabefektetést igényel, ami a második ionizációs
energia.

§       
A kétszer + kationból egy harmadik elektron
eltávolítása még ennél is nagyobb energiát igényel, ez a harmadik ionizációs
energia.

§       
Az első ionizációs energiája a nemesgázoknak a
legnagyobb, ns2np6 elektronkonfigurációjuk
miatt.

§       
Az első ionizációs energia a periódusos
rendszerben periodikusan változik. A perióduson belül haladva az érték balról
jobbra nő a rendszám növekedésével, ami annak tudható be, hogy az atommagban
növekvő protonszám egyre inkább vonzza az elektronokat, ami hatáshoz azért
hozzá kell számolni a törzselektronok árnyékoló hatását is. A csoportokat
vizsgálva elmondhatjuk, hogy az első ionizációs energia fentről lefelé haladva
csökken, mert ezzel szemben az atomrádiusz növekszik. Mivel a külső elektronok
egyre messzebb kerülnek az atommagtól, a protonok vonzó ereje egyre inkább
csökken.

 

 

Ø      Elektronaffinitás

 

§       
Az az energiaváltozás, amely a gáz állapotú atom
1 móljának negatív gázionná (anion) való átalakulását kíséri. Az anion
képződése az atomból általában energiafelszabadulással jár, csak néhány elem Eaff-értéke
pozitív.

§       
A halogének elektronaffinitása a legnagyobb
érték, hiszen a keletkezett egyszeresen negatív anion nemesgázszerkezetet
biztosít.

§       
Itt is megkülönböztethetünk első-, második-,
harmadik elektronaffinitást.

§       
Az elektronaffinitás is periodikus tulajdonság,
hasonlóan alakul az ionizációs energiához, minek magyarázata az elemek
elektronkonfigurációjában rejlik. Ha a felvett elektron újabb, magasabb
energiaszintű pályára kényszerül, az elektronaffinitás értéke magasabb. Ha a
felvett elektron betöltetlen pályára kerül, esetleg kompenzált spinű
elektronpárt alakít ki, az elektronaffinitás értéke kisebb.

Ø      Rácsenergia

 

§       
Ionkristály kialakulását energiafelszabadulás
kíséri.

§       
Szükséges, hogy a reagáló atomok elektronegativitás
különbsége meghaladja a kettőt. DEN > 2.

§       
NaCl kristály kialakulásakor a Na atom
3s-orbitálján lévő elektron eltávolításához ionizációs energia szükséges (Ei
> 0), miközben az atom mérete jelentősen csökken. A Cl atomból
elektronfelvétellel kloridion képződik, mely folyamat energiafelszabadulással
jár (Eaff < 0). Közben az atomrádiusz nő. A felszabaduló energia
nem fedezi az ionizációs energiát, de a kristályrács kialakítása azonban
további energiafelszabadulással jár. Az ellentétes töltésű ionok az
elektrosztatikus vonzóerő következtében közelednek egymáshoz, ionrácsot alkotva
potenciális energiájuk csökken, ezzel újabb energia szabadul fel, amit rácsenergiának
nevezünk.