ความแตกต่างที่สำคัญ – การกระตุ้นเทียบกับศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออน
ศักยภาพในการกระตุ้นและศักยภาพของไอออไนเซชันสองคำนั้นสัมพันธ์กับพลังงานที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน แต่มีความแตกต่างกันตามปลายทางของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในสองสถานการณ์นี้ ปลายทางของอิเล็กตรอนหลังการเคลื่อนที่จะแตกต่างกัน การเคลื่อนที่สองอิเล็กตรอนสามารถระบุได้ด้วยวิธีนี้ อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้นภายในอะตอมหรือโมเลกุล หรือแยกตัวออกจากนิวเคลียสและเคลื่อนตัวออกจากอะตอม กระบวนการทั้งสองนี้ต้องการพลังงานในปริมาณที่แน่นอนอิเล็กตรอนไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เว้นแต่จะไม่มีการดูดซึมพลังงานที่ต้องการ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแรงกระตุ้นและศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนก็คือ ศักยภาพในการกระตุ้นคือพลังงานที่จำเป็นในการกระโดดจากระดับพลังงานหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง ในขณะที่ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนคือพลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอม
ศักยภาพในการกระตุ้นคืออะไร
อะตอมมีระดับพลังงานที่เรียกว่าวงโคจร อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในวงโคจรเหล่านี้ อิเล็กตรอนไม่สามารถเลือกวงโคจรตามอำเภอใจได้ พวกมันถูกวางในวงโคจรที่แน่นอนตามระดับพลังงาน และพวกมันถูกจำกัดให้เคลื่อนที่หรือข้ามไปยังระดับพลังงานอื่น เว้นแต่พวกมันจะดูดซับพลังงานตามปริมาณที่ต้องการ การเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่งหลังจากดูดซับพลังงานที่ต้องการแล้วเรียกว่าแรงกระตุ้นและพลังงานที่ถูกดูดซับเพื่อเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่งเรียกว่าพลังงานกระตุ้นหรือพลังงานกระตุ้น
ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนคืออะไร
การแตกตัวเป็นไอออนเป็นกระบวนการของการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากเปลือกเวเลนซ์ โดยทั่วไป อิเล็กตรอนจะถูกผูกมัดกับนิวเคลียสด้วยแรงไฟฟ้าสถิตที่รุนแรง ดังนั้นพลังงานจึงจำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมอย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้ถูกกำหนดให้เป็นการนำอิเล็กตรอนออกจากอะตอมหรือโมเลกุลไปยังระยะทางที่ไม่มีที่สิ้นสุด พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้เรียกว่า “พลังงานไอออไนเซชัน” หรือ “ศักยภาพไอออไนซ์”
กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันคือความต่างศักย์ระหว่างสถานะเริ่มต้น ซึ่งอิเล็กตรอนถูกผูกไว้กับนิวเคลียสและสถานะสุดท้ายที่อิเล็กตรอนไม่ติดกับนิวเคลียสโดยพักอยู่ที่อนันต์
แนวโน้มเป็นระยะสำหรับพลังงานไอออไนเซชัน (IE) เทียบกับหมายเลขโปรตอน
แรงกระตุ้นและศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนต่างกันอย่างไร
คำจำกัดความของการกระตุ้นและศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน
ศักยภาพในการกระตุ้น:
พลังงานที่อิเล็กตรอนดูดกลืนเพื่อเคลื่อนที่จากระดับพลังงานหนึ่งไปยังระดับพลังงานที่สูงกว่าเรียกว่า “ศักย์กระตุ้น” หรือพลังงานกระตุ้น นี่คือความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะเริ่มต้นและสถานะสุดท้าย
หมายเหตุ: อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ภายในอะตอม แต่ในระดับพลังงานต่างกัน
ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน:
พลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมเรียกว่า "ศักย์อิออไนเซชัน" หรือ "พลังงานไอออไนซ์" นี่คือความต่างศักย์ระหว่างสองสถานะที่อิเล็กตรอนถูกผูกไว้กับนิวเคลียสและดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม พลังงานเมื่ออิเล็กตรอนอยู่ในระยะอนันต์ถือเป็นศูนย์
หมายเหตุ: อิเล็กตรอนถูกดึงออกจากอะตอมและไม่มีการดึงดูดด้วยนิวเคลียสเมื่อถูกดึงออก
การคำนวณ:
ศักยภาพในการกระตุ้น:
เมื่ออิเล็กตรอนกระโดดจากสถานะพื้นดิน (n=1) ไปยังระดับพลังงานอื่น (n=2) พลังงานที่สอดคล้องกันเรียกว่า 1st ศักยภาพในการกระตุ้น
| 1st ศักยภาพในการกระตุ้น=พลังงาน (n=2 ระดับ) – พลังงาน (n=1 ระดับ)=-3.4 ev – (-13.6 ev)=10.2 ev |
เมื่ออิเล็กตรอนกระโดดจากสถานะพื้นดิน (n=1) ไปยังระดับพลังงานอื่น (n=3) พลังงานที่สอดคล้องกันจะเรียกว่าศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นที่ 2
| 2nd ศักยภาพในการกระตุ้น=พลังงาน (n=3 ระดับ) – พลังงาน (n=1 ระดับ)=-1.5 ev – (-13.6 ev)=12.1 ev |
ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน:
ลองถอดอิเล็กตรอนออกจากระดับพลังงาน n=1 ศักย์ไฟฟ้าไอออไนเซชันคือพลังงานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนจากระดับ n=1 เป็นอนันต์
| ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน=E infinity – E (n=1 level)=0 – (-13.6 ev)=13.6 ev |
ในอะตอม อิเล็กตรอนที่ถูกผูกมัดอย่างหลวมที่สุดจะถูกลบออกก่อน และศักยภาพของไอออไนเซชันจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อมันแตกตัวเป็นไอออน