حل سؤال روند انرژی یونش؛ تشخیص استثناها و مقایسه اتم‌ها
حل سؤال روند انرژی یونش با تشخیص جایگاه عنصر، مقایسه پوشش‌دهی و بار مؤثر هسته، و بررسی دو استثنای مهم میان عناصر دوره دوم انجام می‌شود؛ بنابراین صرفاً حرکت چپ‌به‌راست در دوره همیشه پاسخ کافی نیست.
حل سؤال روند انرژی یونش؛ از کجا شروع کنیم؟
در یک دوره، با افزایش عدد اتمی، بار مؤثر هسته معمولاً بیشتر و شعاع اتمی کمتر می‌شود؛ پس جدا کردن نخستین الکترون دشوارتر و انرژی یونش بیشتر می‌شود. در یک گروه، افزایش تعداد لایه‌ها و اثر پوششی معمولاً انرژی یونش را کاهش می‌دهد. دو افت شناخته‌شده در دوره دوم باید جداگانه کنترل شوند: انرژی یونش بور از بریلیم کمتر است، چون الکترون جداشونده بور وارد زیرلایه 2p شده است؛ انرژی یونش اکسیژن از نیتروژن کمتر است، چون در اکسیژن یکی از اوربیتال‌های 2p یک جفت الکترونی دارد و دافعه آن‌ها جداسازی را آسان‌تر می‌کند.
روش گام‌به‌گام
- ابتدا مشخص کنید سؤال مقایسه را در یک دوره، یک گروه یا میان عناصر نامنظم مطرح کرده است؛ قاعده دوره‌ای و گروهی را با هم قاطی نکنید.
- اگر عناصر در یک دوره‌اند، روند کلی افزایش انرژی یونش از چپ به راست را بنویسید و سپس جایگاه عنصر را نسبت به مرزهای زیرلایه‌ای بررسی کنید.
- اگر عناصر در یک گروه‌اند، افزایش لایه اصلی و بیشتر شدن پوشش الکترونی را معیار قرار دهید؛ در این حالت عنصر بالاتر معمولاً انرژی یونش بیشتری دارد.
- برای دوره دوم، جفت‌های بریلیم–بور و نیتروژن–اکسیژن را جداگانه کنترل کنید؛ این دو مقایسه به‌ترتیب از ورود الکترون به 2p و جفت‌شدن الکترون‌های 2p اثر می‌گیرند.
- در مقایسه یونش دوم یا سوم، آرایش یون پس از جدا شدن الکترون قبلی را مبنا قرار دهید؛ نزدیک شدن به آرایش گاز نجیب می‌تواند روند ساده دوره‌ای را تغییر دهد.
- در پایان، گزینه را با سه پرسش بررسی کنید: الکترون جداشونده در کدام لایه است، در کدام زیرلایه قرار دارد و آیا در اوربیتال خود جفت شده است؟
در میان چهار عنصر دوره دوم، ترتیب انرژی یونش نخستین برای Be، B، N و O را تعیین کنید. روند کلی از چپ به راست افزایشی است، اما B به علت آغاز پرشدن 2p از Be انرژی یونش کمتری دارد و O به علت جفت‌شدن الکترون‌های 2p از N کمتر است؛ بنابراین ترتیب درست B < Be < O < N است.
چطور این مبحث را مرور کنیم؟
برای کنترل پاسخ مثال، ابتدا روند خام دوره دوم را بنویسید: Li < Be < B < C < N < O < F < Ne. سپس فقط دو افت واقعی را اعمال کنید: افت Be به B و افت N به O. هر ترتیبی که B را بالاتر از Be یا O را بالاتر از N قرار دهد، بدون بررسی زیرلایه‌ها ساخته شده و نادرست است.
اشتباه رایج این است که افزایش عدد اتمی را به‌تنهایی دلیل افزایش انرژی یونش بدانیم. در مقایسه Be و B، الکترون جداشونده بور در 2p است نه 2s؛ در مقایسه N و O نیز جفت‌شدن الکترون‌های 2p اکسیژن دافعه داخلی ایجاد می‌کند. همچنین برای یونش‌های بعدی نباید آرایش اتم خنثی را جای آرایش یون قبلی گذاشت.
جمع‌بندی
برای حل سؤال روند انرژی یونش، ابتدا روند عمومی دوره یا گروه را مشخص کنید، سپس لایه و زیرلایه الکترون جداشونده را بررسی کنید. استثناهای Be–B و N–O و تغییر آرایش پس از یونش، همان نقاطی هستند که گزینه‌های فریبنده را از پاسخ درست جدا می‌کنند.
مطالعه مطلب آموزشی مرتبط ←