אתר ללימוד כימיה לבגרות

פרטי התקשרות
muchanim100@gmail.com
טלפון: 052-8747201

אנרגיית יינון

תרגול ופתרון מודרך בסוף הדף

תרגול ופתרון מודרך בסוף הדף

אנרגיית יינון של יסוד היא האנרגיה הדרושה על מנת להוציא אלקטרון מהאטום של היסוד.

האלקטרון באטום קשור אל הגרעין על ידי כוח משיכה חשמלית בין מטענים הפוכים (הגרעין חיובי והאלקטרון שלילי) ועל כן אם ברצוננו ליצור יון מהאטום הניטראלי, עלינו להשקיע אנרגיה כדי להתגבר על כוח משיכה זה.

היות וליסודות יש מספר אלקטרונים (חוץ ממימן שיש לו רק אחד) מגדירים אנרגיית היינון ראשונה לאנרגיה הדרושה להוצאת האלקטרון הראשון מהאטום. אלקטרון זה הוא אחד האלקטרונים שברמת האנרגיה הגבוהה ביותר כלומר אחד מאלקטרוני הערכיות של היסוד.

להלן תיאור ברמת הסמל של תהליך היינון של אטום בריליום: 

                                                               Be + אנרגיה  →  Be+ + e

לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי

משמעות הניסוח היא: אטום של בריליום מקבל אנרגיה והופך ליון של בריליום עם מטען 1+ ואלקטרון (שנפלט מהאטום). נהוג לסמן את אנרגיית היינון הראשונה כך: EI.

בסרטון נראה הסברים נוספים בעזרת תיאור דיאגרמות של רמות אנרגיה.

העשרה:  אנרגיית יינון שנייה, שלישית וכו’ של יסוד היא האנרגיה הדרושה להוצאת האלקטרון השני, שלישי וכו’ מהאטום. להלן ניסוח תהליך יינון המכיל את אנרגיית היינון השנייה של בריליום:

                                                                                     –Be+ + EII  →  Be2+ + e

גורמים המשפיעים על אנרגיית היינון

אנו מעוניינים לדעת אילו גורמים משפיעים על אנרגיית היינון של יסוד וכך להשוות בין יסודות שונים לפי מיקומם בטבלה המחזורית.
יש שני גורמים עיקריים: מטען הגרעין ורמת האנרגיה הגבוהה ביותר המאוכלסת:

  1. מטען הגרעין

ככל שמטען הגרעין גדל, אנרגיית היינון של היסוד גדלה מכיוון שכוח המשיכה של האלקטרון אל הגרעין גדל על פי חוק קולון ולכן נדרשת יותר אנרגיה על מנת להוציא את האלקטרון מהאטום.

  1. רמת האנרגיה הגבוהה ביותר המאוכלסת

ככל שרמת האנרגיה הגבוהה ביותר המאוכלס גדלה, אנרגיית היינון קטנה.
כפי שלמדנו, ככל שרמת אנרגיה גבוהה יותר הסיכוי למצוא את האלקטרון רחוק מהגרעין גדל. מסיבה זו, המרחק בין האלקטרון לגרעין גדל ולכן על פי חוק קולון כוח המשיכה לגרעין קטן ולכן נדרשת פחות אנרגיה להוצאת האלקטרון מהאטום. 

בסרטון ניתן להבין טוב יותר את השפעת הגורמים מטען הגרעין ורמת האנרגיה על אנרגיית היינון בעזרת דיאגרמות אנרגיה ואנימציות.

לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי

לבחן המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי

תלות אנרגיית היינון במיקום היסוד בטבלה

על פי השפעת שני הגורמים הנ”ל ניתן להסיק איך אנרגיית היינון של יסודות משתנה על פי מיקום היסוד בטבלה המחזורית:

  1. יסודות באותה שורה

ככל שנעים ימינה באותה שורה בטבלה המחזורית, אנרגית היינון של היסוד גדלה מכיוון שמטען הגרעין גדל בעוד שרמת האנרגיה נשארת קבועה (ולכן המרחק מהגרעין לא משתנה בצורה משמעותית) ולכן נדרשת יותר אנרגיה להוצאת האלקטרון מהאטום.

אנרגיית היינון של היסודות לפי מיקומם בטבלה המחזורית
אנרגיית יינון של היסודות על פי מיקומם בטבלה המחזורית
  1. יסודות באותו טור

ככל נעים מטה באותו טור בטבלה המחזורית, אנרגיית היינון קטנה מכיוון שרמת האנרגיה הגבוהה ביותר המאוכלסת גדלה ולכן המרחק בין האלקטרון לגרעין גדל ונדרשת פחות אנרגיה להוצאת האלקטרון מהאטום.
אמנם מטען הגרעין גדל אבל השפעת המרחק על חוזק המשיכה בין מטענים חזק יותר על פי חוק קולון ולכן עדיין אנרגיית היינון קטנה.

ניתן לראות את ההתנהגות הנ”ל בצורה גרפית בתמונה מצד שמאל.

 

מושגים: אנרגיית יינון, מטען גרעיני, רמת האנרגיה הגבוהה ביותר המאוכלסת

דרישות מבחן הבגרות: “התלמידים יידעו לציין את הגורמים המשפיעים ולהסביר”

תרגול

  1. סדרו את היסודות הבאים לפי אנרגית יינון ראשונה עולה (הסבירו):

א. Bו-Al
ב. S ו- P
ג. Rb ו-I
ד. As, Ge ו-Si
ה. Rb, Ca ו-Mg

(תרגיל עם סרטון פתרון מודרך -הסבר מפורט – מצורף)

לסרטון המלא נא להירשם לאחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי

לתרגול המלא הכולל 5 שאלות,  נא להירשם באחד הקורסים בקישור הבא: אפשרויות מנוי