Per energie di ionizzazione si intende l’energia necessaria per togliere un elettrone a un atomo neutro. Questa grandezza è molto importante sia in chimica che in fisica perché rimuovendo un elettrone e aggiungendo uno ione positivo viene modificata l’intera struttura di un atomo.
Fattori che determinano energie di ionizzazione
Sono diversi i fattori che fanno variare l’energia di ionizzazione. In primo luogo si può dire che questa dipende dalla distribuzione degli elettroni e dal carattere metallico dell’elemento che viene preso in considerazione.
Un altro fattore che influenza questa grandezza è la distanza dal nucleo. Più gli elettroni sono distanti e minore sarà l’attrazione del nucleo che, quindi, possono essere tolti più facilmente.
Riassumendo possiamo dire che i fattori che influenzano questa energia sono la carica nucleare, il raggio, l’effetto di schermo e il sottolivello.
Livelli di energie di ionizzazione
Gli atomi non hanno tutti lo stesso livello di energia che tende ad aumentare in maniera direttamente proporzionale con l’aumento del numero atomico in ogni periodo. Considerando invece il gruppo di appartenenza nella Tavola periodica degli elementi si può affermare che l’energia diminuisce con l’aumento del numero atomico e aumenta spostandosi da sinistra verso destra.
Gli elementi che non fanno parte della categoria dei metalli hanno un’energia di ionizzazione molto alta mentre i metalli in senso assoluto bassa.
Misurazione
L’unità di misura utilizzata per calcolare le energie di ionizzazione è l’elettronvolt o il joule e si divide in primaria, secondaria e così via. La prima è quella che prevede il distaccamento di un elettrone, la seconda è quella necessaria per caricare l’elettrone da un catione, in pratica distacca l’elettrone dal sottolivello completo. L’energia secondaria è maggiore rispetto alla prima poiché è molto più difficile, e quindi serve un’energia maggiore, per spostare un elettrone da uno ione con carica positiva piuttosto che da un atomo neutro.
L’energia di terza ionizzazione è maggiore rispetto alle altre perché è il momento in cui l’atomo perde gli elettroni ma, nello stesso tempo, la carica nucleare è costante e gli elettroni molto saldi.
L’energia della fase primaria, salvo alcune eccezioni molto rare, si alza spostandosi da sinistra verso destra attraverso i periodi mentre si abbassa all’inizio dei periodi successici al primo.
Conclusione
Le energie di ionizzazione sono la quantità di energia che serve per togliere o strappare un elettrone da un atomo. Questa si suddivide in primaria, secondaria, di terzo grado e così via e, a seconda di diversi fattori varia la sua grandezza. L’energia è considerata massima per tutti quegli elementi che si avvicinano in maniera considerevole all’elio mentre è considerata minima per quelli che tendono al cesio.
Questa energia raggiunge un livello massimo se l’elettrone che deve essere strappato ha bisogno di allontanarsi da un livello completo.