Diese elementaren Atompaare sollen nach steigender Ionisierungsenergie angeordnet werden (s. Aufgabe, man muss nichts rechnen, es geht um die Trends im PSE). Ich kenne die Trends der Ionisierungsenergie im PSE nur für einzelne Elemente. Kann mir jemand helfen?
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Moin,
na, wenn du die (erste) Ionisierungsenergie verschiedener Elemente kennst, brauchst du die doch nur zu kombinieren:
Bor: circa 800 kJ/mol
Stickstoff: etwa 1400 kJ/mol
Neon: 2250 kJ/mol
Natrium: 500 kJ/mol
Beryllium: 950 kJ/mol
Bor: 800 kJ/mol
Und schon kannst du die Pärchen nach der Größe der Ionisierungsenergien ordnen (von klein nach groß):
Be / B < B / N < Ne / Na
LG von der Waterkant
Die genauen Werte haben wir in der Aufgabenstellung leider nicht gegeben. Deswegen ist es schwierig, die Differenz zu berechnen. Gibt es eine Möglichkeit, sich das anhand der Perioden-/Hauptgruppenposition der Elemente herzuleiten?
Ich habe im konkreten Fall die Werte auch nur aus der Graphik grob abgeschätzt (deshalb steht bei den ersten beiden „circa” oder „etwa”…).
Wenn du eine Liste für die Werte brauchst, schaust du hier:
https://www.chemie-azubi.de/ionisierungsenergie/
Die konkreten Werte anhand der Stellung im PSE herleiten zu wollen, halte ich für nicht möglich. Aber warum es bei den Werten diese Sprünge gibt, das kann man schon anhand des Atombaus (und dadurch auch aus der Stellung der Elemente im PSE) verstehen.
Für das entfernen des einzigen Elektrons aus der Hülle eines Wasserstoffatoms benötigst du zum Beispiel 13,6 eV (Elektronenvolt). Für das Entfernen des ersten Elektrons aus der Hülle eines Lithiumatoms nur 5,4 eV. Beim Natrium sind es nur noch 5,14 eV, beim Kalium 4,34 eV, beim Rubidium 4,18 eV und beim Cäsium 3,9 eV.
Das ist relativ logisch, denn beim Wasserstoff handelt es sich immerhin um das einzige Elektron. Ohne dieses Elektron ist vom Wasserstoff nur noch der Kern übrig, also ein Proton. Das ist frei nicht existenzfähig. Deshalb „hängt” das Wasserstoffatom natürlich besonders stark an seinem einzigen Elektron, ohne das es ja nicht einmal mehr ein atomares Teilchen wäre.
Bei allen anderen führt die Entfernung des Elektrons immerhin zu einer Edelgaskonfiguration, so dass das schon einmal deutlich leichter geht.
Aber dann macht sich noch bemerkbar, dass mit steigender Anzahl an Schalen die zu entfernenden Elektronen immer weiter vom Atomkern entfernt liegen. Darum wird die Anziehungskraft etwas schwächer, obwohl natürlich auch die Menge an Protonen zunimmt. Aber man sieht an den konkreten Werten, dass es immer weniger Energie erfordert, die Elektronen zu entfernen.
Bei den auf die erste Hauptgruppe folgenden Elementen Beryllium (9,3 eV), Magnesium (7,65 eV), Calcium (6,1 eV) usw. sieht man einerseits, dass die Werte durchweg höher liegen als bei dem jeweils davor stehenden Elementen aus der Alkalimetallgruppe, aber innerhalb der Gruppe wieder fallen.
Dass sie innerhalb der Gruppe fallen, ist logisch, weil auch hier die Elektronen in den jeweiligen Atomen weiter außen liegen (also immer schwächer vom Kern angezogen und dadurch gehalten werden).
Und dass die Werte höher sind, als bei den entsprechenden Alkalimetallen ist logisch, weil bei den Erdalkalimetallen keine Edelgaskonfiguration nach dem Entfernen eines einzelnen Elektrons winkt.
Spannend ist dann noch einmal die große erste Ionisierungsenergie bei den Elementen Stickstoff (14,5 eV), Phosphor (10,5 eV) usw. Wieder fallen die Werte innerhalb der Gruppe. Das ist nicht überraschend (siehe Erklärung oben).
Aber die Werte sind im Vergleich mit den Werten der Elemente davor oder danach in der gleichen Periode immer höher. Das liegt daran, dass bei den Elementen der 5. Hauptgruppe die p-Orbitale im Grundzustand halb gefüllt sind. In die drei p-Orbitale passen ja maximal sechs Elektronen. Und diese Elemente haben in den drei p-Orbitalen jeweils drei Elektronen (also eine halbe Besetzung). Voll besetzte und halb besetzte Orbitale sind aber relativ stabil. Deshalb ist es natürlich schwieriger, aus einer solchen Konstellation ein Elektron zu entfernen.
Am schwierigsten ist dann natürlich, ein Elektron aus einem Edelgasatom zu entfernen, denn dadurch wird der energetisch besonders stabile Zustand zerstört.
Insofern ist es schon möglich, bestimmte Trends aus dem Platz im PSE herzuleiten. Aber welchen konkreten Wert eine erste Ionisierung erfordert, kann man nicht herauslesen.
Dennoch ein spannendes Thema, das schon ein bisschen etwas über den Atombau verrät.
LG nochmals von der Waterkant