Klíčový rozdíl – potenciál excitace vs. ionizace
Dva termíny excitační potenciál a ionizační potenciál souvisejí s energií potřebnou k pohybu elektronů, ale existuje mezi nimi rozdíl na základě místa určení pohybu elektronů. Jinými slovy, v těchto dvou situacích je místo určení elektronu po pohybu odlišné. Tímto způsobem lze identifikovat dva pohyby elektronů. Elektrony se mohou buď přesunout na vyšší energetickou hladinu v atomu nebo molekule, nebo se oddělit od jádra a vzdálit se od atomu. Oba tyto procesy vyžadují určité množství energie. Elektrony se nemohou pohybovat, pokud není absorbována potřebná energie. Klíčový rozdíl mezi excitačním a ionizačním potenciálem je ten, že excitační potenciál je energie potřebná k přeskočení z jedné energetické úrovně na druhou, zatímco ionizační potenciál je energie potřebná k odstranění elektronu z atomu.
Co je to excitační potenciál?
Atomy mají energetické úrovně, které se nazývají oběžné dráhy. Na těchto drahách se kolem jádra pohybují elektrony. Elektrony si nemohou vybrat libovolné dráhy; jsou umístěny na určitých drahách podle svých energetických úrovní a mohou se pohybovat nebo skákat na jinou energetickou úroveň, pokud neabsorbují požadované množství energie. Pohyb z jedné dráhy na druhou po pohlcení potřebného množství energie se nazývá excitace a energie absorbovaná k pohybu z jedné dráhy na druhou se nazývá excitační potenciál nebo excitační energie.
Co je to ionizační potenciál?
Ionizace je proces odstranění elektronu z valenčního obalu. Obecně platí, že elektrony jsou vázány k jádru prostřednictvím silných elektrostatických sil. K úplnému odstranění elektronu z atomu je tedy zapotřebí energie. To je definováno jako odstranění elektronu z atomu nebo molekuly na nekonečnou vzdálenost. Energie potřebná pro tento proces se nazývá „ionizační energie“nebo „ionizační potenciál“.
Jinými slovy, je to potenciální rozdíl mezi počátečním stavem, ve kterém je elektron vázán k jádru, a konečným stavem, ve kterém elektron již není připojen k jádru, kde je v nekonečnu.
Periodické trendy pro ionizační energii (IE) vs. protonové číslo
Jaký je rozdíl mezi excitačním a ionizačním potenciálem?
Definice excitačního a ionizačního potenciálu
Potenciál excitace:
Energie pohlcená elektronem k přesunu z jedné energetické hladiny na vyšší energetickou hladinu se nazývá „excitační potenciál“neboli excitační energie. Obvykle se jedná o energetický rozdíl mezi počátečním a konečným stavem.
Poznámka: elektron se pohybuje uvnitř atomu, ale v různých energetických hladinách.
Ionizační potenciál:
Energie potřebná k odstranění elektronu z atomu se nazývá „ionizační potenciál“nebo „ionizační energie“. Toto je potenciální rozdíl mezi dvěma stavy, kde je elektron vázán k jádru a elektron je odstraněn z atomu. Energie, když je elektron v nekonečné vzdálenosti, se považuje za nulovou.
Poznámka: elektron je odstraněn z atomu a po jeho odstranění nedochází k žádné přitažlivosti k jádru.
Výpočet:
Potenciál excitace:
Když elektron přeskočí ze základního stavu (n=1) na jinou (n=2) energetickou hladinu, odpovídající energie se nazývá 1st excitační potenciál.
| 1st excitační potenciál=Energie (n=2 úrovně) – Energie (n=1 úroveň)=-3,4 ev. – (-13,6 ev.)=10,2 ev. |
Když elektron přeskočí ze základního stavu (n=1) na jinou (n=3) energetickou hladinu, odpovídající energie se nazývá 2. excitační potenciál.
| 2nd excitační potenciál=Energie (n=3 úrovně) – Energie (n=1 úroveň)=-1,5 ev. – (-13,6 ev.)=12,1 ev. |
Ionizační potenciál:
Zvažte odstranění elektronu z n=1 energetické hladiny. Ionizační potenciál je energie potřebná k odstranění elektronu z úrovně n=1 do nekonečna.
| Ionizační potenciál=E nekonečno – E (n=1 úroveň)=0 – (-13,6 ev)=13,6 ev |
V atomech jsou nejdříve odstraněny nejvolněji vázané elektrony a ionizační potenciál se postupně zvyšuje, jak se ionizuje.
