Transcript Li 2+

พลังงานไอออไนเซชัน ( Ionization Energy ; IE )
คือ พลังงานทีใ่ ช้ ในการทาให้ อเิ ล็กตรอนหลุดออกจาก
อะตอมเมือ่ อะตอมอยู่ในสภาวะแก๊ ส
Mg (g)
Mg + (g) + e-
IE1
Mg + (g)
Mg +2 (g) + e-
IE2
•ธาตุทมี่ อี เิ ล็กตรอน 1 ตัว คือ ธาตุไฮโดรเจน(H)
H(g)
H+ (g) + eIE=1,318 kJ/mol
ธาตุไฮโดรเจนมีพลังงานไอออไนเซชันเท่ ากับ 1,318 กิโลจูล
ต่ อโมล แสดงว่ าเราต้ องให้ พลังงานแก่ ธาตุไฮโดรเจน 1,318
กิโลจูลต่ อโมล จึงจะทาให้ อเิ ล็กตรอนหลุดออกมา
ธาตุทมี่ ีอเิ ล็กตรอนมากกว่ า 1 ตัว เช่ น ธาตุลเิ ทียม(Li)
Li (g) Li+ (g) + e- IE1 = 520 kJ/mol
Li+ (g) Li2+ (g) + e- IE2 = 7,394 kJ/mol
Li2+ (g) Li3+ (g) + e- IE3 = 11,815 kJ/mol
จากการสั งเกตจากค่ าพลังงานไอออไนเซชันจะพบว่ า IE1
คือพลังงานทีใ่ ห้ แก่ อะตอมเพือ่ ดึงอิเล็กตรอนทีอ่ ยู่วงนอกสุ ด
(เวเลนซ์ อเิ ล็กตรอน) มีค่าน้ อยทีส่ ุ ด เพราะอิเล็กตรอนทีอ่ ยู่ห่าง
จากนิวเคลียสหลุดออกได้ ง่าย ไม่ ต้องใช้ พลังงานมากเพราะ
ได้ รับแรงดึงดูดจากนิวเคลียสน้ อย แต่ อเิ ล็กตรอนทีอ่ ยู่ใกล้
นิวเคลียสจะถูกดึงดูดไว้ เราต้ องใช้ พลังงานมาก เพือ่ ทีจ่ ะทาให้
อิเล็กตรอนนั้นหลุดออกมา ดังนั้นค่ า IE3 จึงมีค่ามากทีส่ ุ ด
n=4
n=3
n=2
n=1
p
แรงดึงดูดน้อย
n
แรงดึงดูดมาก
1. อิเล็กตรอนทีว่ งิ่ อยู่รอบๆนิวเคลียสนั้น จะอยู่กนั เป็ นชั้นๆตาม
ระดับพลังงาน ระดับพลังงานทีอ่ ยู่ใกล้ นิวเคลียสทีส่ ุ ด (ชั้น K)จะ
มีพลังงานตา่ ทีส่ ุ ด และอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นถัดออกมา
จะมีพลังงานสู งขึน้ ๆตามลาดับ
พลังงานของอิเล็กตรอนของระดับชั้นพลังงาน K < L < M < N <
O<P<Q
หรือชั้นที่ 1< 2 < 3 <4 < 5 < 6 < 7
2. ในแต่ ละชั้นของระดับพลังงาน จะมีจานวนอิเล็กตรอนได้
ไม่ เกิน 2n2 เมื่อ n = เลขชั้น
เลขชั้นของชั้น K=1,L=2,M=3,N=4,O=5,P=6 และ Q=7
ตัวอย่ าง จานวน e- ในระดับพลังงานชั้น K มีได้
ไม่ เกิน 2n2 = 2 x 12 = 2x1 = 2
จานวน e-ในระดับพลังงานชั้น N มีได้
ไม่ เกิน 2n2 = 2 x 42 = 2x16 = 32
ระดับ
พลังงาน
หลัก
จานวนอิเล็กตรอนที่ ระดับพลังงาน
มีได้สูงสุ ด
ย่อยที่มีได้
n = 12
2
1s2
n = 22
8
2s2 2p6
n = 32
18
3s2 3p6 3d10
n = 42
32
4s2 4p6 4d10 4f1
4
n = 52
32
5s2 5p6 5d10 5f1
4
ตารางแสดงการบรรจุอเิ ล็กตรอนในระดับพลังงานหลัก
ระดับพลังงานที่ (n)
จานวนอิเล็กตรอนทีม่ ีได้
มากทีส่ ุ ด (2n2)
1
2
3
4
5
6
2
8
18
32
32
32
จากตารางจะเห็นว่ า สู ตร 2n2 ใช้ ได้ ไม่ เกินระดับพลังงานที่ n = 4
ในแต่ ละชั้นย่ อย จะมีจานวน e-ได้ ไม่ เกิน ดังนี้
ระดับพลังงานชั้นย่ อย s มี e- ได้ ไม่ เกิน 2 ตัว
ระดับพลังงานชั้นย่ อย p มี e- ได้ ไม่ เกิน 6 ตัว
ระดับพลังงานชั้นย่ อย d มี e-ได้ ไม่ เกิน 10 ตัว
ระดับพลังงานชั้นย่ อย f มี e-ได้ ไม่ เกิน 14 ตัว
เขียนเป็ น s2 p6 d10 f14
การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อย
จัดอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อยต่ าง ๆ จะต้ องจัดเข้ าในระดับ
พลังงานย่ อยทีม่ ีพลังงานตา่ สุ ดก่ อนแล้ วจึงจัดเข้ าสู่ ระดับพลังงาน
ย่ อยทีม่ ีพลังงานสู งขึน้ (ตามหลักของเอาฟบาว) ดังแผนผังต่ อไปนี้
จากแผนภาพจัดเรียงอิเล็กตรอนเข้ าสู่ ระดับพลังงานย่อยได้ ดงั นี้
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
เช่ น 17Cl มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อย
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
21Se มีการจัดเรี ยงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อย
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
24Cr มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่ อย ดังนี้
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 ไม่ ใช่
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
เพราะโครงสร้ างแบบแรกเสถียรกว่ า เพราะ 4s และ 3d จะบรรจุกงึ่ หนึ่ง
หรือเขียนโครงสร้ างของอิเล็กตรอนแบบย่ อ ๆ ได้ ว่า (Ar) 4s1 3d5
ตัวอย่ าง จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ คัลเซียม ( Ca )
ธาตุ Ca มีเลขอะตอม = 20
40
Ca :
2,8, 8, 2
20
20p
20n
การจัดเรียง e- ของธาตุ Ca = 2 , 8 , 8 , 2
มีแผนผังการจัดเรียง e- ดังนีC้ a มีจานวน e- ในระดับ
พลังงานชั้นนอกสุ ด = 2 ตัว
จานวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานชั้นนอกสุ ด เรียกว่ า
เวเลนซ์ อเิ ล็กตรอน (Valence electron) ดังนั้น Ca มีเวเลนซ์
อิเล็กตรอน = 2
ตัวอย่ าง จงจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุ โบรมีน ( Br )
ธาตุโบรมีน(Br) มีเลขอะตอม = 35
:
2
,
2
Be
4
n=1
n=2
คาบ 2
หมู่ 2
23
11
Na :
2,8,1
11p
12n
สั ญลักษณ์ ทใี่ ช้ ในการจัดเรียงอิเล็กตรอน
การจัดเรียงอิเล็กตรอนเขียนแทนด้ วยแผนภาพออร์ บิทัล
เช่ น ธาตุ He มี 2 อิเล็กตรอน เขียนแทนด้ วยสั ญลักษณ์ 1s2 อ่ าน
ว่ า หนึ่งเอสสอง
ช่ องสี่ เหลีย่ มแทนออร์ บิทลั โดยแต่ ละออร์ บิทลั บรรจุได้ 2
อิเล็กตรอน
F : 2 7 หมู่ท่ี 7 คาบที่ 2
,
หมู
ท
่
่
ี
4
คาบที
่
3
Si
:
2
,
8
,
4
14
9
หมู
ท
่
่
ี
1
คาบที
่
4
K
:
2
,
8
,
8
,
1
19
หมู
ท
่
่
ี
3
คาบที
่
5
In
:
2
,
18
,
18
,
3
8
,
49
แบบทดสอบ
เขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอน สาหรับธาตุต่อไปนี้
1. Ca เลขอะตอม 20
2. Ti เลขอะตอม 22
3. Si เลขอะตอม 14
4. Br เลขอะตอม 35
เขียนแผนผังออร์ บิตอล ( orbital diagram ) สาหรับธาตุต่อไปนี้
1. Ca เลขอะตอม 20
2. Ti เลขอะตอม 22
คาตอบ
• 1. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 หรือ [Ar] 4s2
• 2. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 หรือ [Ar] 4s2 3d2
• 3. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 หรือ [Ar] 3s2 3p2
• 4. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 หรือ [Ar] 4s2 3d10 4p5
คาตอบ
1. [Ar]
2. [Ar]
4s
4s
3d