אנרגיית יינון


אנרגיית יינון

אנרגיית יינון

אנרגיית יינון

אנרגיית יינון היא האנרגיה שיש להשקיע כדי להוציא (לנתק) אלקטרון מאטום או מיון (אטום או קבוצת אטומים שמספר/סכום האלקטרונים שלהם אינו שווה למספר/סכום הפרוטונים).

הסימון לאנרגיית יינון הוא Ei – (Energy  Ionisation) 

הגדרה זו אינה כוללת את החלק הכמותי של אנרגיית היינון. בשלב זה אין באפשרותנו להסביר אותו.

מדוע יש להשקיע אנרגיה כדי לנתק את האלקטרון?

ההסבר לכך הוא פשוט. האלקטרון טעון במטען שלילי ונמשך על-ידי המטען החיובי של הפרוטונים הנמצאים בגרעין האטום. בין האלקטרון לפרוטונים יש משיכה חשמלית. כדי להפריד ביניהם, צריך להתגבר על המשיכה החשמלית. זאת על-ידי השקעת אנרגיה.

לשם כך עלינו להבין במה תלויה משיכה/דחייה חשמלית בין שני מטענים זהים או מנוגדים.

את התשובה לכך, ניתן למצוא בחוק קולון, שמתאר את כוח המשיכה/הדחייה החשמלי באופן הבא:

אנרגיית-יינון-חוק-קולון

אנרגיית יינון: חוק קולון

כעת נדון רק במשיכה ולא בדחייה.

F – כוח המשיכה החשמלי. מציין את עוצמת המשיכה הפועלת בין המטענים החשמליים.

k – קבוע קולון. זהו מספר קבוע. לא נדון בו.  (בדומה לערך \pi , שהוא ערך קבוע בנוסחה לחישוב היקף מעגל. ערכו הוא 3.14).

q1 ו –q2 הגדלים של המטענים החשמליים.

r הוא המרחק בין המטענים החשמליים.

מתוך הנוסחה, ניתן לראות שכוח המשיכה תלוי ביחס ישר בגודל המטענים החשמליים (מונה).

מתוך הנוסחה ניתן לראות גם שכוח המשיכה תלוי ביחס הפוך בריבוע המרחק שבין המטענים (מכנה).

המושג יחס ישר לקוח מהשוואה בין גדלים. כשמשווים בין שני גדלים המשפיעים אחד על השני, אם האחד גדל והשני גדל אתו (וגם להפך, אם השני גדל והראשון גדל אתו) זהו יחס ישר.

אבל אם אחד גדל והשני קטן או להיפך (השני גדל והראשון קטן), זהו יחס הפוך.

קל להבין זאת בנוסחה שמתארת את עוצמת כוח המשיכה החשמלי, F.

ככל ש- q1 ו –q גדולים יותר, המונה בנוסחה יהיה גדול יותר, לכן המנה F (הכוח) יהיה גדול (חזק) יותר.
ולהפך, ככל ש- q1 ו –q2 קטנים יותר, המונה בנוסחה יהיה קטן יותר, לכן המנה F (הכוח) יהיה קטן (חלש) יותר. זהו יחס ישר.

ככל ש -r יהיה גדול יותר, המכנה בנוסחה יהיה גדול יותר, לכן המנה F (הכוח) יהיה קטן (חלש) יותר.
ולהפך, ככל ש -r יהיה קטן יותר, המכנה בנוסחה יהיה קטן יותר, לכן המנה F (הכוח) יהיה גדול (חזק) יותר. זהו יחס הפוך.

כעת נחזור לאנרגיית היינון ונראה את הקשר בין עוצמת כוח המשיכה החשמלי, לבין אנרגיית היינון.
הגדרנו את אנרגיית היינון כאנרגיה שיש להשקיע על מנת לנתק (להוציא) אלקטרון, מאטום או מיון.
כדי לנתק את האלקטרון יש להתגבר על כוח המשיכה החשמלית בין האלקטרון השלילי לגרעין החיובי.

ניתן לומר שככל שכוח המשיכה החשמלי (F) בין האלקטרון שרוצים לנתק לגרעין יהיה חזק יותר, יהיה צורך להשקיע אנרגיה גדולה יותר על-מנת לנתק את האלקטרון (כדי להתגבר על המשיכה בין האלקטרון לגרעין).
ולהפך, ככל שכוח המשיכה (F) חלש יותר, תידרש פחות אנרגיה.
מכאן נובע שכמות האנרגיה תלויה בעוצמת המשיכה ועוצמת המשיכה תלויה בשני גורמים: המרחק בין המטענים וגודל המטענים.

אנררגיית יינון - תרשים זרימה (משתנים ותלות)

אנררגיית יינון – תרשים זרימה (משתנים ותלות)

דוגמאות:

קבעו למי יש אנרגיית יינון גדולה יותר ל-Na (נתרן) או ל-K (אשלגן)?

המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

לרכישת מנוי לחץ כאן