Was ist Ionisierungsenergie – Definition

Was ist Ionisierungsenergie? Ionisierungsenergie, auch Ionisierungspotential genannt, ist die Energie, die zur Entfernung eines Elektrons aus dem neutralen Atom erforderlich ist. Strahlendosimetrie

Ionisationsenergie

Ionisierungsenergie , auch Ionisierungspotential genannt , ist die Energie, die zur Entfernung eines Elektrons aus dem neutralen Atom erforderlich ist.

X + Energie → X + + e 

wo X irgendein Atom oder Molekül ist, das ionisiert werden kann, ist X + das Atom oder Molekül mit einem entfernten Elektron (positives Ion) und e  ist das entfernte Elektron.

Für jedes entfernte Elektron wird eine Ionisierungsenergie erzeugt. Die Elektronen, die den Kern kreisen, bewegen sich in ziemlich genau definierten Bahnen. Einige dieser Elektronen sind im Atom fester gebunden als andere. Beispielsweise sind nur 7,38 eV erforderlich, um das äußerste Elektron von einem Bleiatom zu entfernen, während 88.000 eV erforderlich sind, um das innerste Elektron zu entfernen.

  • Die Ionisierungsenergie ist für die Alkalimetalle am niedrigsten, die ein einzelnes Elektron außerhalb einer geschlossenen Hülle haben.
  • Die Ionisierungsenergie steigt in einer Reihe auf dem periodischen Maximum für die Edelgase, die geschlossene Schalen haben.

Beispielsweise benötigt Natrium nur 496 kJ / mol oder 5,14 eV / atom, um es zu ionisieren. Andererseits benötigt Neon, das im Periodensystem unmittelbar davor liegende Edelgas, 2081 kJ / mol oder 21,56 eV / Atom.

Die mit der Entfernung des ersten Elektrons verbundene Ionisierungsenergie wird am häufigsten verwendet. Die n- te Ionisierungsenergie bezieht sich auf die Energiemenge, die erforderlich ist, um ein Elektron mit einer Ladung von ( n- 1) von der Spezies zu entfernen .

1. Ionisierungsenergie

X → X + + e 

2. Ionisierungsenergie

+ → X 2+ + e 

3. Ionisierungsenergie

2+ → X 3+ + e 

Zum Beispiel sind nur 7,38 eV erforderlich, um das äußerste Elektron von einem Bleiatom zu entfernen, während 88.000 eV erforderlich sind, um das innerste Elektron zu entfernen.

Ionisationsenergie
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Elektronenvolt – Energieeinheit

Elektronenvolt - Definition
Elektronenvolt entspricht der Energie, die ein einzelnes Elektron gewinnt, wenn es um 1 Volt elektrische Potentialdifferenz beschleunigt wird. Die an der Ladung geleistete Arbeit ergibt sich aus den Ladezeiten der Spannungsdifferenz, daher beträgt die Arbeit W am Elektron: W = qV = (1,6 · 10 & supmin; ¹ & sup9; C) x (1 J / C) = 1,6 · 10 & supmin; ¹ & sup9; J. .

Elektronenvolt (Einheit: eV) . Elektronenvolt sind eine traditionelle Energieeinheit, insbesondere in der Atom- und Kernphysik . Elektronvolt ist gleich Energie von einem einzigen Elektron gewonnen , wenn er beschleunigt durch 1 Volt von elektrischer Potentialdifferenz. Die Arbeit an der Ladung erfolgt durch die Ladezeiten der Spannungsdifferenz gegeben, damit das Werkstück W auf Elektron ist: W = qv = (1,6 x 10 -19 C) x (1 J / C) = 1,6 × 10 -19 J . Da dies eine sehr kleine Einheit ist, ist es bequemer, ein Vielfaches von Elektronenvolt zu verwenden: Kiloelektronenvolt (keV), Megaelektronenvolt (MeV), Gigaelektronenvolt (GeV) und so weiter. Da hat Albert Einstein das gezeigtMasse und Energie sind äquivalent und ineinander umwandelbar , der Elektronenvolt ist auch eine Masseneinheit. In der Teilchenphysik, in der Masse- und Energieeinheiten häufig vertauscht werden, ist es üblich, Masse in Einheiten von eV / c 2 auszudrücken , wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist (von E = mc 2 ). Zum Beispiel kann gesagt werden, dass das Proton eine Masse von 938,3 MeV hat , obwohl es genau genommen 938,3 MeV / c 2 sein sollte . In einem anderen Beispiel tritt eine Elektron-Positron-Vernichtung auf, wenn ein negativ geladenes Elektron und ein positiv geladenes Positron (jeweils mit einer Masse von 0,511 MeV / c 2) vorliegen) kollidieren. Wenn ein Elektron und ein Positron kollidieren, vernichten sie sich, was zur vollständigen Umwandlung ihrer Ruhemasse in reine Energie (gemäß der Formel E = mc 2 ) in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV- Gammastrahlen (Photonen) führt.

 + e + → γ + γ (2x 0,511 MeV)

  • 1 eV = 1,603 × 10 –19 J.
  • 1 eV = 3,83 × 10 –20 cal
  • 1 eV = 1,52 × 10 –22 BTU

Umwandlung - Megawatttag, Elektronenvolt - Energieeinheiten

Beispiel für Energien in Elektronenvolt

  • Thermische Neutronen sind Neutronen im thermischen Gleichgewicht mit einem umgebenden Medium mit einer Temperatur von 290 K (17 ° C oder 62 ° F) . Die wahrscheinlichste Energie bei 17 ° C (62 ° F) für die Maxwellsche Verteilung beträgt 0,025 eV (~ 2 km / s).
  • Die Wärmeenergie eines Moleküls liegt bei Raumtemperatur bei etwa 0,04 eV .
  • Etwa 1 eV entspricht ein Infrarot – Photonen mit einer Wellenlänge von 1240 nm.
  • Photonen mit sichtbarem Licht haben Energien im Bereich von 1,65 eV (rot) bis 3,26 eV (violett).
  • Die erste Resonanz in der n + 238 U- Reaktion liegt bei 6,67 eV (Energie des einfallenden Neutrons), was dem ersten virtuellen Pegel in 239 U entspricht , hat eine Gesamtbreite von nur 0,027 eV und die mittlere Lebensdauer dieses Zustands beträgt 2,4 × 10 -14 s.
  • Die Ionisierungsenergie von atomarem Wasserstoff beträgt 13,6 eV .
  • Kohlenstoff-14 zerfällt durch Beta-Zerfall (reiner Beta-Zerfall) in Stickstoff-14 . Die emittierten Beta-Partikel haben eine maximale Energie von 156 keV, während ihre gewichtete mittlere Energie 49 keV beträgt .
  • Medizinische Röntgenphotonen mit hoher Energiediagnose haben kinetische Energien von etwa 200 keV.
  • Thallium 208, eines der Nuklide in der 232 U- Zerfallskette, emittiert Gammastrahlen von 2,6 MeV, die sehr energisch und stark durchdringend sind.
  • Die typische kinetische Energie von Alpha-Partikeln aus dem radioaktiven Zerfall beträgt etwa 5 MeV . Es wird durch den Mechanismus ihrer Produktion verursacht.
  • Die in einem Reaktor freigesetzte Gesamtenergie beträgt etwa 210 MeV pro 235 U-Spaltung , verteilt wie in der Tabelle gezeigt. In einem Reaktor beträgt die durchschnittliche rückgewinnbare Energie pro Spaltung etwa 200 MeV , was der Gesamtenergie abzüglich der Energie der Energie von Antineutrinos entspricht , die abgestrahlt werden.
  • Kosmische Strahlung kann Energien von 1 MeV – 1000 TeV haben .

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.