אנרגיית יינון
תוכן עניינים
הגדרת אנרגיית יינון
אנרגיית יינון הינה האנרגיה המינימלית הדרושה להוצאת אלקטרון מתחום משיכת הפרוטונים בגרעין האטום. ישנה הגדרה נוספת לאנרגיית יינון-כמות האנרגית הדרושה להוצאת מול אלקטרונים ממול אטומים במצב צבירה גזי.האנרגיה מבוטאת ביחידות קילוג'אול/מול(kJ/mole).
אנרגיות יינון, יש כמספר האלקטרונים שיש לאטום, ואולם אין זה מעשי לצפות לכך שכל אלקטרוני האטום יוצאו מן האטום אלא מספר האלקטרונים שיובילו לקבלת היערכות אלקטרונית כשל הגז האציל הקרוב לאטום המדובר.
אנרגיית יינון ראשונה
אנרגיית יינון ראשונה הינה האנרגיה המינימלית הדרושה להוצאת אלקטרון אחד מתחום משיכת הפרוטונים בגרעין האטום. בתכנית הלימודים מדובר על אנרגיית יינון ראשונה בלבד ולא נדרשת הרחבה נוספת.
מחזוריות בערכי אנרגיות היינון
כל שורה במערכה המחזורית מתחילה ביסוד מהטור הראשון ומסתיימת בגז אציל.ניתן לראות בגרף כי בשקעי העקומה נמצאות המתכות האלקאליות מהטור הראשון ובשיאי העקומה נמצאים הגזים האצילים.יסודות קבוצת ההלוגנים נמצאים בסמוך לגזים האצילים והם בעלי אנרגיות יינון גבוהות יחסית לרוב היסודות.
ככל שעולים בטור,מספר רמות האנרגיה באטום קטן,אלקטרון שנמצא ברמת הערכיות קרוב יותר לגרעין והמשיכה החשמלית בין האלקטרון זה לגרעין גדולה יותר.לכן יש להשקיע אנרגיה גבוהה יותר כדי להוציא את האלקטרון מהאטום ואנרגיית היינון עולה.
במעבר משמאל לימין בשורה(מחזור),יש עליה במספר האטומי של היסודות,המשיכה החשמלית בין הגרעין לאלקטרון ברמת הערכיות גדלה עם העליה במספר הפרוטונים ואנרגיית היינון עולה.
היבטים פדגוגיים של הנושא- הדרכה למורה
הכוחות החשמליים הפועלים על האלקטרון
כדי להראות את המגמות של אנרגיית היינון לאורך שורה ולאורך טור,יש צורך להתבונן בחוק קולון.
חוק קולון
F = הכוח החשמלי (במקרה זה מדובר על הכוח החשמלי בין הפרוטונים בגרעין ובין האלקטרון המוצא).
q1 = המטען הגרעיני (כלומר המטען החשמלי הכולל של הפרוטונים בגרעין).
q2 = המטען החשמלי של האלקטרון המוצא.
r2 = המרחק בריבוע בין גרעין האטום ובין האלקטרון המוצא.
1. היות והערכים של k ושל q2 הם ערכים קבועים הרי שניתן לראות כי אנרגיית היינון תלויה ביחס ישר במטען הגרעיני,וביחס הפוך בריבוע המרחק.כלומר אנרגיית היינון מושפעת בעיקרה משני גורמים, האחד המטען הגרעיני והשני המרחק בין גרעין האטום והאלקטרון המוצא. היות ואנרגיית היינון מושפעת לא מהמרחק בלבד, אלא מריבוע המרחק, הרי שלמרחק יש חשיבות רבה בהבנת הגורמים שמשפיעים על אנרגיית היינון.כמובן שמספר רמות האנרגיה מבטא את המרחק שעליו אנו מדברים. גורמים אלו מסבירים לנו מדוע לאורך שורה, משמאל לימין, אנרגיית היינון גדלה ולאורך טור מלמעלה למטה, אנרגיית היינון קטנה.
2. לחלק מהתלמידים קשה להבין את הקשר בין חוק קולון ואנרגיית היינון. לעיתים נשמעת הטענה כי כאשר המטען הגרעיני גדל, הרי שגם מספר האלקטרונים גדל, ואז לדבריהם העלייה במספר האלקטרונים "מקזז" את העליה במספר במטענים. במילים אחרות, לפי הבנתם כוח המשיכה החשמלי קיים בנפרד בין כל פרוטון וכל אלקטרון. ולכן צריך להדגיש כי מדובר בכוחות משיכה בין הגרעין כולו לבין כל אלקטרון בנפרד ובמקרה שלנו בין הגרעין כולו בין האלקטרון המוצא.
הגורמים המשפיעים על אנרגיית היינון
רדיוס אטומי
מיקום אטום בטבלה מחזורית
דפי עבודה לתלמיד החזק / לתלמיד החלש
דף עבודה למתקשים: אנרגיית יינון + פתרון דף עבודה למתקשים: אנרגיית יינון
דף עבודה לחזקים: אנרגיית יינון + פתרון דף עבודה לחזקים: אנרגיית יינון
