¿Qué es la energía de ionización? Definición

Qué es la energía de ionización. La energía de ionización, también llamada potencial de ionización, es la energía necesaria para eliminar un electrón del átomo neutro. Dosimetría de radiación

Energía de ionización

La energía de ionización , también llamada potencial de ionización , es la energía necesaria para eliminar un electrón del átomo neutro.

X + energía → X + + e 

donde X es cualquier átomo o molécula capaz de ionizarse, X + es ese átomo o molécula con un electrón eliminado (ion positivo), y e  es el electrón eliminado.

Hay una energía de ionización por cada electrón sucesivo eliminado. Los electrones que rodean el núcleo se mueven en órbitas bastante bien definidas. Algunos de estos electrones están más unidos en el átomo que otros. Por ejemplo, solo se requieren 7.38 eV para eliminar el electrón más externo de un átomo de plomo, mientras que se requieren 88,000 eV para eliminar el electrón más interno.

  • La energía de ionización es más baja para los metales alcalinos que tienen un solo electrón fuera de una cubierta cerrada.
  • La energía de ionización aumenta a través de una fila en el máximo periódico para los gases nobles que tienen conchas cerradas.

Por ejemplo, el sodio requiere solo 496 kJ / mol o 5.14 eV / átomo para ionizarlo. Por otro lado, el neón, el gas noble, que lo precede inmediatamente en la tabla periódica, requiere 2081 kJ / mol o 21.56 eV / átomo.

La energía de ionización asociada con la eliminación del primer electrón se usa con mayor frecuencia. El n energía º ionización se refiere a la cantidad de energía requerida para quitar un electrón de la especie con una carga de ( n -1).

1ra energía de ionización

X → X + + e 

2da energía de ionización

+ → X 2+ + e 

3ra energía de ionización

2+ → X 3+ + e 

Por ejemplo, solo se requieren 7.38 eV para eliminar el electrón más externo de un átomo de plomo, mientras que se requieren 88,000 eV para eliminar el electrón más interno.

Energía de ionización
Fuente: wikipedia.org Licencia: CC BY-SA 3.0

Electronvoltio – Unidad de energía

Electronvolt - definición
Electronvolt es igual a la energía obtenida por un solo electrón cuando se acelera a través de 1 voltio de diferencia de potencial eléctrico. El trabajo realizado en la carga viene dado por la carga multiplicada por la diferencia de voltaje, por lo tanto, el trabajo W en el electrón es: W = qV = (1.6 x 10-19 C) x (1 J / C) = 1.6 x 10-19 J .

Electronvoltio (unidad: eV) . Los electronvoltios son una unidad tradicional de energía, particularmente en física atómica y nuclear . Electronvolt es igual a la energía obtenida por un solo electrón cuando se acelera a través de 1 voltio de diferencia de potencial eléctrico . El trabajo realizado sobre la carga está dada por los tiempos de carga la diferencia de voltaje, por lo tanto el trabajo W en electrones es: W = qV = (1,6 x 10 -19 C) x (1 J / C) = 1,6 x 10 -19 J . Como se trata de una unidad muy pequeña, es más conveniente utilizar múltiplos de electronvoltios: kiloelectrvoltios (keV), megaelectrvoltios (MeV), gigavoltios (GeV), etc. Desde que Albert Einstein demostró quemasa y energía son equivalentes y convertibles una en la otra, el electronvoltio es también una unidad de masa. Es común en la física de partículas, donde las unidades de masa y energía a menudo se intercambian, expresar la masa en unidades de eV / c 2 , donde c es la velocidad de la luz en el vacío (de E = mc 2 ). Por ejemplo, se puede decir que el protón tiene una masa de 938.3 MeV , aunque estrictamente hablando debería ser 938.3 MeV / c 2 . Para otro ejemplo, una aniquilación electrón-positrón ocurre cuando un electrón cargado negativamente y un positrón cargado positivamente (cada uno con una masa de 0.511 MeV / c 2) chocar. Cuando un electrón y un positrón chocan, se aniquilan, lo que resulta en la conversión completa de su masa en reposo a energía pura (de acuerdo con la fórmula E = mc 2 ) en forma de dos rayos gamma (fotones) de 0.511 MeV opuestos .

 + e + → γ + γ (2x 0.511 MeV)

  • 1 eV = 1,603 x 10 -19 J
  • 1 eV = 3.83 x 10-20 cal
  • 1 eV = 1.52 x 10 -22 BTU

conversión-megavatio, electronvoltio - unidades de energía

Ejemplo de energías en electronvoltios

  • Los neutrones térmicos son neutrones en equilibrio térmico con un medio circundante de temperatura 290K (17 ° C o 62 ° F) . La energía más probable a 17 ° C (62 ° F) para la distribución Maxwelliana es 0.025 eV (~ 2 km / s).
  • La energía térmica de una molécula está a temperatura ambiente aproximadamente 0.04 eV .
  • Aproximadamente 1 eV corresponde a un fotón infrarrojo de longitud de onda de 1240 nm.
  • Los fotones de luz visible tienen energías en el rango 1.65 eV (rojo) – 3.26 eV (violeta).
  • La primera resonancia en la reacción n + 238 U es a 6.67 eV (energía del neutrón incidente), que corresponde al primer nivel virtual en 239 U , tiene un ancho total de solo 0.027 eV, y la vida media de este estado es 2.4 × 10 -14 s.
  • La energía de ionización del hidrógeno atómico es de 13,6 eV .
  • El carbono 14 se desintegra en nitrógeno 14 a través de la desintegración beta (desintegración beta pura). Las partículas beta emitidas tienen una energía máxima de 156 keV, mientras que su energía media ponderada es de 49 keV .
  • Los fotones de rayos X médicos de diagnóstico de alta energía tienen energías cinéticas de aproximadamente 200 keV.
  • El talio 208, que es uno de los nucleidos en la cadena de descomposición de 232 U , emite rayos gamma de 2.6 MeV que son muy enérgicos y altamente penetrantes.
  • La energía cinética típica de la partícula alfa de la desintegración radiactiva es de aproximadamente 5 MeV . Es causado por el mecanismo de su producción.
  • La energía total liberada en un reactor es de aproximadamente 210 MeV por 235 U de fisión , distribuida como se muestra en la tabla. En un reactor, la energía recuperable promedio por fisión es de aproximadamente 200 MeV , siendo la energía total menos la energía de la energía de los antineutrinos que se irradian.
  • El rayo cósmico puede tener energías de 1 MeV – 1000 TeV .

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