Effektive Kernladung und Ionisierungsenergie
Hallo an alle,
In meinem Chemiebuch steht, dass innerhalb einer Gruppe im Periodensystem, die Effektive Kernladung immer die selbe ist; da ja mit der Steigung der Anzahl von Protonen (positive Ladung) auch die Anzahl der inneren Elektronen steigt (die sozusagen eine Abschirmung bilden) und somit die positive Ladung, die an die aeusseren Elektronen kommt, immer die gleiche ist.
z.B. in Gruppe IA:
Li (Z=3) - Effektive Kernladung: 1 (da die beiden inneren Elektronen den Effekt der Protonen abschirmen)
Na (Z=11) - Effektive Kernladung: 1 (da die nun 10 inneren Elektronen den Effekt der Protonen abschirmen)
Nun meine Frage:
Warum braucht man dann immer weniger Energie (Ionisierungsenergie) um die aeusseren Elektronen der unteren Atome (absteigenden im Periodensystem) zu trennen? Ist die Effektive Kernladung die auf die auesseren Elektronen als Anziehungskraft wirkt, ja nicht immer die selbe? Muesste dieser Logik folgend, auch die benoetigte Energie zur Trennung nicht die selbe sein?
Ich hoffe mich deutlich ausgedrueckt zu haben. Vielen Dank im Voraus,
Robert
2 Antworten
Die Ionisierungsenergie ist nicht nur abhängig von der effektiven Kernladung (also von der Elektronenkonfiguration), sondern auch vom Abstand des Elektrons zum Kern. Mit zuhnemenden Abstand wird es einfacher das Elektron zu entfernen.
[Die effektive Kernladung berechnet man normalerweise mit den Slater Regeln; nicht alle Elektronen schirmen die Kernladung gleich effektiv ab. Für Li kommt z.B. 1.3 raus, für Na 2.2.]
Das Konzept der effektive Kernladung berücksichtigt keine Abstände, sie ist nur abhängig von der Elektronenkonfiguration. Wie gesagt, google mal nach Slater Regeln und probier einige Beispiele zu rechnen - vielleicht wirds dann klarer. Wenn du mit Kräften argumentieren willst dann spielen sowohl Ladungen als auch Abstände eine Rolle (Coulomb Gesetz).
"Kompression der Elektronen" - was soll man sich darunter denn vorstellen?
Danke, jetzt hat sich bei mir so einiges aufgeklaert
Die angegebenen Kernladungen beziehen sich auf die Ionen Li⁺ und Na⁺. In ungeladenen Atomen ist die Kernladung gleich der Anzahl der Protonen. Zur Frage: Am einfachsten ist die Erklärung, dass mit steigender Anzahl die Elektronen leichter vom Kern zu entfernen sind, weil sie sich wegen ihrer gleichen Ladung gegenseitig abstossen. Ausserdem benötigen die Elektronen für Übergänge zwischen Energiezuständen um so weniger Energie, je höher ihr Energieniveau schon ist.
Vielen Dank fuer die Antwort! Ja, aber wenn man das so sieht, dann muesste ja die effektive Kernladung immer geringer werden (innerhalb einer Gruppe), da die Entfernung der aeusseren Elektronen zum Kern immer groesser wird. Aber trotzdem wird bei gleicher effektiven Kernladung der Abstand groesser, obwohl die Anziehungskraft gleich stark bleibt. Muesste dadurch nicht Kompression der Elektronen entstehen, um durch die gleiche Anziehungskraft den selben Abstand (Radius) zu bilden?