Ионизация - атом - щелочной металл
Cтраница 1
Ионизация атомов щелочных металлов медленными электронами / / Журн. [1]
Процесс ионизации атомов щелочных металлов на поверхности щелочного стекла с последующим их перемещением под действием поля в отрицательные вакансии стекла аналогичен поверхностной ионизации атомов щелочных металлов на нагретых поверхностях с большой работой выхода электрона. Щелочное стекло является типичным изолятором для электронов и в то же время оно обладает ионной проводимостью. В таких условиях положительная поверхностная ионизация атомов щелочных металлов на поверхности стекла немыслима без адсорбции на поверхностных дефектах. При этом характер связи адсорбированных частиц с поверхностью стекла может быть весьма различным, включая как прочную ионную или гомеополярную связь, так и относительно слабую гомеополярную. [2]
Благодаря низкому потенциалу ионизации атомов щелочных металлов и малой работе выхода, они легко теряют электроны даже при простом освещении. Поэтому их широко используют для изготовления фотокатодов. [3]
Значения первых энергий ионизации атомов щелочных металлов составляют ( эВ): 5 39 ( Li), 5 14 ( Na), 4 34 ( K), 4 18 ( Rb), 3 89 ( Cs), Энергии ионизации этих элементов являются наиболее низкими. Это объясняется сильным экранированием заряда ядра электронными слоями, которые предшествуют внешнему электрону. Уменьшение энергии ионизации от лития к цезию обусловлено возрастанием расстояния электрона от ядра по мере увеличения размера атомов. [4]
Как изменяются радиусы и потенциалы ионизации атомов щелочных металлов с ростом порядкового номера элементов. [5]
Аналогичный эффект резкого снижения энергии ионизации атомов щелочных металлов наблюдается при растворении последних в жидком аммиаке. Растворы эти при высокой концентрации растворенного металла обладают, как известно, металлической проводимостью, чрезвычайно быстро, почти по экспоненциальному закону, возрастающей с повышением концентрации. [6]
Как изменяются радиусы и потенциалы ионизации атомов щелочных металлов с ростом порядкового номера элементов. [7]
Предельная частота главной серии определяет энергию ионизации атома щелочного металла в нормальном состоянии. [8]
Чтобы понять, откуда берется энергия, недостающая для ионизации атома щелочного металла, учтем, что при сближении ионов выделяется энергия их электростатического взаимодействия. Образование ионов и их сближение представляют собой единый процесс, происходящий одновременно и лишь после того, как атомы сблизятся настолько, что вместе с образованием ионов выделяется необходимая для этого энергия. Легко подсчитать, что потенциальная энергия Wp ( г) электростатического взаимодействия двух однозарядных ионов, находящихся на расстоянии г, равная Wp ( r) ezl ( 4яе0г), восполнит разность между энергией ионизации и электронным сродством в 1 3 эВ при г1ЫО - 10 м11 А. Здесь е - абсолютное значение элементарного заряда, равного заряду электрона, е0 - электрическая постоянная в СИ. Таким образом, переход электрона от атома Na к атому С1 может начинаться лишь при г Н А. Однако, как показывают данные рентгеноструктурного анализа и другие методы, равновесное расстояние г о в молекуле NaCl составляет всего 1 4 А. При этом расстоянии энергия Wpe2 / ( 4 ле0г0) составляет 10 2 эВ и на 8 9 эВ превышает энергию, необходимую для образования ионов Na и С1 - в одной молекуле. При пересчете на один моль это составляет энергию в 49 200 Дж, или 205 ккал, выделяющуюся при образовании молекул. Опыт показывает, что эта величина несколько завышена, ибо она не учитывает вклада в потенциальную энергию сил отталкивания, которые несколько уменьшают эту энергию. [9]
Чтобы понять, откуда берется энергия, недостающая для ионизации атома щелочного металла, учтем, что при сближении ионов выделяется энергия их электростатического взаимодействия. Образование ионов и их сближение представляют собой единый процесс, происходящий одновременно и лишь после того, как атомы сблизятся настолько, что вместе с образованием ионов выделяется необходимая для этого энергия. Легко подсчитать, что потенциальная энергия Wp ( г) электростатического взаимодействия двух однозарядных ионов, находящихся на расстоянии г, равная Wp ( r) e2 / ( 4nsor), восполнит разность между энергией ионизации и электронным сродством в 1 3 эВ при г1ЫО - 1 м11 А. Здесь е - абсолютное значение элементарного заряда, равного заряду электрона, е0 - электрическая постоянная в СИ. Однако, как показывают данные рентгеноструктурного анализа и другие методы, равновесное расстояние га в молекуле NaCl составляет всего 1 4 А. При этом расстоянии энергия Wp - e / ( 4 яе0г0) составляет 10 2 эВ и на 8 9 эВ превышает энергию, необходимую для образования ионов Na и С1 - в одной молекуле. При пересчете на один моль это составляет энергию в 49 200 Дж, или 205 ккал, выделяющуюся при образовании молекул. Опыт показывает, что эта величина несколько завышена, ибо она не учитывает вклада в потенциальную энергию сил отталкивания, которые несколько уменьшают эту энергию. [10]
Следовательно, ионизация водорода в воде ближе по энергии ( 213 кДж / г-ион) к ионизации атомов щелочных металлов, чем к галогенам. По этой причине протон Н не существует в свободном виде при обычных химических процессах. [11]
Измерение сечений гарпунных реакций подтверждает следствие, вытекающее из простой модели, об увеличении сечения при уменьшении потенциала ионизации атома щелочного металла. Эта модель предсказывает далее независимость сечения реакции от относительной кинетической энергии молекул. [12]
А - коэффициент Маделунга, чис ленное значение которого для хлористого натрия составляет 1 748, Е - энергия электронного сродства, а I - энергия ионизации атома щелочного металла. [13]
 |
Междуядерные расстояния в точке пересечения. [14] |
Аналогичное уравнение, конечно, применимо ко всем другим галоидным солям щелочных металлов. Значения гс, приведенные в табл. 31, были вычислены на основании известных потенциалов ионизации атомов щелочных металлов и электронного сродства атомов галоидов. [15]
Страницы: 1 2