Differenza tra eccitazione e potenziale di ionizzazione

Main Difference - Excitation vs Ionization Potential

Il potenziale di eccitazione e ionizzazione sono due termini usati in chimica per spiegare la relazione tra elettroni e nuclei atomici di elementi chimici. I nuclei atomici sono composti da protoni e neutroni. Quindi, sono accusati positivamente. Ci sono elettroni in movimento attorno al nucleo lungo determinati livelli di energia. Gli elettroni sono caricati negativamente. L'eccitazione è il movimento di un elettrone da un livello di energia inferiore ad un livello di energia più elevato assorbendo energia. Trasforma un atomo da uno stato fondamentale a uno stato eccitato. L'energia di ionizzazione è la rimozione di un elettrone da un atomo gassoso neutro. Questo crea un catione; quando un elettrone viene rimosso, l'atomo non ha una carica negativa per neutralizzare la carica positiva dell'atomo. La principale differenza tra eccitazione e potenziale di ionizzazione è quella l'eccitazione spiega il movimento di un elettrone da un livello di energia più basso a un livello di energia più alto mentre il potenziale di ionizzazione spiega la completa rimozione di un elettrone da un livello di energia.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'eccitazione
     - Definizione, spiegazione, spettro elettromagnetico
2. Qual è il potenziale di ionizzazione
     - Definizione, prima energia di ionizzazione, seconda energia di ionizzazione
3. Qual è la differenza tra l'eccitazione e il potenziale di ionizzazione
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Nuclei atomici, spettro elettromagnetico, elettrone, eccitazione, stato eccitato, stato fondamentale, energia di ionizzazione, potenziale di ionizzazione

Cos'è l'eccitazione

In chimica, l'eccitazione è l'aggiunta di una discreta quantità di energia a un sistema come un nucleo atomico, un atomo o una molecola. L'eccitazione causa il cambiamento di energia del sistema da uno stato di energia di terra ad uno stato di energia eccitato.

Gli stati eccitati dei sistemi hanno valori discreti piuttosto che una distribuzione di energie. Questo perché l'eccitazione si verifica solo quando un atomo (o qualsiasi altro sistema menzionato sopra) assorbe una certa porzione di energia. Ad esempio, per far muovere un elettrone in uno stato eccitato, la quantità di energia che dovrebbe essere data è uguale alla differenza di energia tra lo stato fondamentale e lo stato eccitato. Se l'energia data non è uguale a questa differenza di energia, l'eccitazione non si verifica.

Come per gli elettroni, i protoni e i neutroni nei nuclei atomici possono essere eccitati quando ricevono la quantità di energia richiesta. Ma l'energia richiesta per far muovere il nucleo in uno stato eccitato è molto alta se paragonata a quella degli elettroni.

Un sistema non rimane nello stato eccitato per lungo tempo poiché uno stato eccitato che ha un'energia elevata non è stabile. Pertanto, il sistema deve rilasciare questa energia e tornare allo stato fondamentale. L'energia viene rilasciata sotto forma di emissione di energia quantica, come fotoni. Si presenta solitamente sotto forma di luce visibile o radiazione gamma. Questo ritorno si chiama decadimento. Il decadimento è l'inverso dell'eccitazione.

Spettro elettromagnetico

Figura 1: Spettro elettromagnetico dell'idrogeno

Quando un elettrone ha assorbito energia e si trova in uno stato eccitato, ritorna al suo stato fondamentale emettendo la stessa quantità di energia. Questa energia emessa porta alla formazione di uno spettro elettromagnetico. Lo spettro elettromagnetico è una serie di linee. Ogni linea indica l'energia emessa quando si torna allo stato fondamentale.

Qual è il potenziale di ionizzazione

Il potenziale di ionizzazione o energia di ionizzazione è la quantità di energia richiesta per rimuovere l'elettrone più liberamente legato da un atomo neutro e gassoso. Questo elettrone è un elettrone di valenza perché è l'elettrone che risiede più lontano dal nucleo atomico. La ionizzazione di un atomo neutro provoca la formazione di un catione.

La rimozione di questo elettrone è un processo endotermico, in cui l'energia viene assorbita dall'esterno. Pertanto, il potenziale di ionizzazione è un valore positivo. In generale, più vicino l'elettrone al nucleo atomico, maggiore è il potenziale di ionizzazione.

Per gli elementi nella tavola periodica, ci sono potenziali di ionizzazione dati come prima energia di ionizzazione, seconda energia di ionizzazione, terza energia di ionizzazione e così via. La prima energia di ionizzazione è la quantità di energia richiesta per rimuovere un elettrone da un atomo gassoso neutro, formando un catione. La seconda energia di ionizzazione di quell'atomo è la quantità di energia richiesta per rimuovere un elettrone dal catione formato dopo la prima ionizzazione.

Figura 2: prime variazioni di energia di ionizzazione in tavola periodica

In generale, l'energia di ionizzazione diminuisce il gruppo della tavola periodica. Ciò è dovuto all'aumento delle dimensioni atomiche. Quando aumenta la dimensione atomica, diminuisce l'attrazione per l'elettrone più lontano dal nucleo atomico. Quindi è facile rimuovere quell'elettrone. Quindi, è richiesta meno energia, con conseguente riduzione del potenziale di ionizzazione.

Ma quando si va da sinistra a destra lungo un periodo della tavola periodica, c'è un modello di energia di ionizzazione. Le energie di ionizzazione variano in base alla configurazione elettronica degli elementi. Ad esempio, l'energia di ionizzazione degli elementi del gruppo 2 è superiore a quella degli elementi del gruppo 1 e degli elementi del gruppo 3.

Differenza tra eccitazione e potenziale di ionizzazione

Definizione

Eccitazione: L'eccitazione è l'aggiunta di una discreta quantità di energia a un sistema come un nucleo atomico, un atomo o una molecola.

Potenziale di ionizzazione: Il potenziale di ionizzazione è la quantità di energia richiesta per rimuovere l'elettrone più liberamente legato da un atomo neutro e gassoso.

Scopo

Eccitazione: L'eccitazione spiega il movimento di un elettrone da un livello di energia più basso a un livello di energia più alto.

Potenziale di ionizzazione: Il potenziale di ionizzazione spiega la rimozione di un elettrone da un livello di energia completamente.

Cambiamento energetico

Eccitazione: L'eccitazione richiede energia dall'esterno, ma questa energia viene presto rilasciata come fotoni.

Potenziale di ionizzazione:  Il potenziale di ionizzazione è la quantità di energia assorbita da un atomo e non viene rilasciata di nuovo.

Fine stabilità del prodotto

Eccitazione:  L'eccitazione forma uno stato eccitato che è instabile e ha una vita breve.

Potenziale di ionizzazione: Il potenziale di ionizzazione forma un catione che il più delle volte è stabile dopo la rimozione di un elettrone.

Conclusione

Il potenziale di eccitazione e ionizzazione in chimica sono due termini usati per spiegare la relazione tra i cambiamenti di energia e il comportamento atomico degli elementi chimici. La principale differenza tra eccitazione e potenziale di ionizzazione è che l'eccitazione spiega il movimento di un elettrone da un livello di energia inferiore a un livello di energia più elevato mentre il potenziale di ionizzazione spiega la completa rimozione di un elettrone da un livello di energia.

 Riferimento:

1. "Eccitazione". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 17 agosto 2006, disponibile qui.
2. "Stato eccitato." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 22 gennaio 2018, disponibile qui.
3. "Energia di ionizzazione". Energia di ionizzazione, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Spettro dell'idrogeno" di OrangeDog - Opera propria dell'uploader. Un grafico logaritmico di λ per, dove n 'varia da 1 a 6, n varia da n' + 1 a, e R è il w: costante di Rydberg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Prima energia di ionizzazione" di Sponk (file PNG) Glrx (file SVG) Wylve (zh-Hans, zh-Hant) Palosirkka (fi) Michel Djerzinski (vi) TFerenczy (cz) Obsuser (sr-EC, sr-EL , hr, bs, sh) DePiep (elementi 104-108) Bob Saint Clar (fr) Shizhao (zh-Hans) Wiki LIC (es) Agung karjono (id) Szaszicska (hu) - Opera propria basata su: Erste Ionisierungsenergie PSE color coded.png di Sponk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia