Çözümlü Sorular
Palme YayıneviB. İYONLAŞMA ENERJİSİ
♦ Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron koparmak için verilmesi gereken enerjiye
iyonlaşma enerjisi (İE) denir.
♦ İlk elektron koparılırken verilen enerjiye birinci iyonlaşma enerjisi (İE 1 ), ikinci elektron
koparılırken verilen enerjiye ikinci iyonlaşma enerjisi (İE 2 ) ..... denir.
X(g) + 1. iyonlaşma enerjisi (İE 1 ) $X+(g) + e–
X+(g) + 2. iyonlaşma enerjisi (İE 2 ) $X2+(g) + e–
X2+(g) + 3. iyonlaşma enerjisi (İE 3 ) $X3+(g) + e–
X3+(g) + 4. iyonlaşma enerjisi (İE 4 ) $X4+(g) + e–
Bir atomun elektron sayısı kadar iyonlaşma enerjisi değeri ölçülebilir. Atomdan her
elektron uzaklaştırıldığında; atom yarıçapı ve elektron sayısı azalacağından birim elekt-
ron başına uygulanan çekim kuvveti artar. Bu nedenle her elektronu koparmak için ge-
reken enerji bir öncekinden daha büyük olur.
İEn ..... > İE 4 > İE 3 > İE 2 > İE 1X(k) + Enerji $X1+(k) + e–
X(s) + Enerji $X1+(s) + e– f
İyonlaşma enerjisi değildir.♦ İyonlaşma enerjisi endotermiktir ve atom 2–İyonlaşma Enerjisi:Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektron koparmak için
o atoma verilmesi gereken minimum enerjiyeiyonlaşma enerjisiadı verilir. İyonlaşma
enerjisinin büyüklüğü atomdaki elektronların ne kadar sıkı tutulduğunun da bir ölçüsü-
dür. İyonlaşma enerjisi büyük olan atomlardan elektron koparmak daha zordur. Çok elek-
tronlu bir atomda, atomun temel halinden ilk elektronu uzaklaştırmak için gerekli olan
enerjinin miktarına birinci iyonlaşma enerjisi (E 1 )denir.
E 1 + X(g) →X+(g) + e–
Bu eşitlikteki X herhangi bir elementin atomunu, e– ise bir elektronu göstermekte-
dir. İkinci bir elektronu koparmak için gerekli enerjiye ikinci iyonlaşma enerjisidenir.
İkinci iyonlaşma enerjisi (E 2 ) ve üçüncü iyonlaşma enerjisi (E 3 ) ise aşağıdaki eşitlikte
verilmiştir.
E 2 + X+(g) →X2+(g) + e–ikinci iyonlaşma
E 3 + X2+(g) →X3+(g) + e–üçüncü iyonlaşma
Bir atomdan bir elektron uzaklaştığı zaman, kalan elektronlar arasında itme kuvveti
azalır. Çekirdek yükü sabit kaldığından, pozitif yüklü iyondan başka bir elektronu uzak-
laştırmak için daha fazla enerji gerekir. Bu nedenle, iyonlaşma enerjisi aşağıdaki sırayla
değişir.
E 1 < E 2 < E 3 < .........
Bazı düzensizlikler olmasına karşılık periyodik çizelgede birinci iyonlaşma enerjileri
soldan sağa doğru artmaktadır. İlk istisna aynı periyottaki 2A ve 3A grupları arasında gö-
rülür. 3A grubu elementlerinin birinci iyonlaşma enerjileri beklenenin aksine 2A grubu ele-
mentlerininkinden daha düşüktür. Bunun nedeni 2A grubunun küresel simetrik elektron
dağılımına sahip olmasıdır. Aynı durum 5A ve 6A gruplarında da görülmektedir. Bir peri-
yottaki iyonlaşma enerjisi aşağıdaki gibi değişmektedir.
1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A
Periyodik tabloda aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru yarıçap büyür. Bu da, de-
ğerlik elektronlarının çekirdekten uzaklaşması, onların çekirdek tarafından diğer elek-
tronlara oranla daha zayıf çekilmesi anlamına gelmektedir. Bu nedenle, bir grupta
yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe çap büyümekte, bununla birlikte iyonlaşma enerjisi ise
küçülmektedir. Endotermik bir olaydır. İyonlaşma enerjisi, atom çapı ile ters orantılıdır.(^500) Li
2500
2000
1500
1000
0
Birinci iyonlaşma enerjisi (kJ/mol)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
He
Ne
Na
Ar
K
Kr
Rb
Xe
Cs
Rn
H
Atom numarası (Z)
İyonlaşma enerjisinin atom numarası ile değişimi. Soy gazlar yüksek iyonlaşma enerji-
lerine sahipken, alkali ve toprak alkali metallerin düşük iyonlaşma enerjilerine sahip ol-
duklarına dikkat ediniz.
128
Periyodik Sistem
ÜNİTE
- 2
Magnezyum atomunun üçüncü elektronu kopar-
mak için gerekli olan enerjinin çok yüksek olduğu
görülür. Bunun sebebi Mg2+iyonunun elektron
dizilişinin soygaz kararlılığına ulaşmış olmasıdır.İyonlaşma enerjisinin atom numarası
ile değişimi.‹yonlaşma enerjisi (kj)Atomnumaras›1A2A3A4A5A6A7A8A (2. periyot)1A(3. periyot)Mg3+e–1847 kkal/mole–348 kkal/mole–176 kkal/molMg2+Mg+MgUYARI€Xk Enerji X k e
Xs Enerji X s e
Xg Enerji X g eiyonlama
enerjisi
2 deildir1
1
2+ +
+ +
+ ++
+
+] ]
] ]
^ ^g g
g g
h h_
`
abb
bbçapı ile ters orantılıdır.
♦ Aynı periyotta soldan sağa doğru atomla-
rın çekirdekleri çevresindeki yörünge sayısı
değişmediği halde çekirdek çekim kuvveti
artar. Bundan dolayı çapın azalması kopa-
rılacak olan değerlik elektronunu çekirdeğe
yaklaştırır. Bu nedenle aynı periyot boyun-
ca soldan sağa doğru birinci iyonlaşma
enerjisi genellikle artar.
Aynı periyotta A grubu elementlerinin bi-
rinci iyonlaşma enerjisi
1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A şeklindedir.
2A ve 5A gruplarındaki elementlerin elektron dağılımı sırasıyla s^2 ve p^3 ile biter. Bu tür
elektron dağılımına sahip olan atomlar küresel simetri özelliği gösterdiğinden iyonlaşma
enerjileri kendinden sonra gelen atomların iyonlaşma enerjilerinden büyük olur.
♦ Aynı grupta yukarıdan aşağıya doğru inildikçe yarıçap artacağından atomların birinci
iyonlaşma enerjisi azalır. Çünkü elektronun çekirdekten uzaklığı, onu koparmak için ge-
reken enerjiyi etkiler.
NotAşağı daki element çiftlerinden hangilerinin birinci iyonlaşma ener-
jisinin daha yüksek olması beklenir?
a) 11 Na ve 19 K
b) 12 Mg ve 17 Cl
c) 7 N ve 8 Oa)Her iki atomun elektron dağılımı yapılırsa;
11 Na : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1
19 K : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1
Görüldüğü gibi her iki atomun da elektron dağılımı s^1 ile son-
lanmakta olup aynı grupta (1A) yer almaktadırlar. Aynı grupta
iyonlaşma enerjisi yukarıdan aşağıya azaldığı için Na atomu-
nun birinci iyonlaşma enerjisi K atomununkinden büyüktür.
b)Her iki atomun elektron dağılımı yapılırsa;
12 Mg : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2
17 Cl : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5
Her iki atom da 3. periyotta yer almaktadır. Aynı periyotta yer
alan elementlerin iyonlaşma enerjileri
1A < 3A < 2A< 4A < 6A < 5A < 7A< 8A
şeklinde değişiyordu. Bu nedenle Cl atomunun birinci iyon-
laşma enerjisi Mg atomununkinden büyüktür.
c)Her iki atomun elektron dağılımı yapılırsa;
7 N : 1s^2 2s^2 2p^3
8 O : 1s^2 2s^2 2p^4
Burada da yine her iki atom 2. periyotta yer almaktadır bu ne-
denle aynı periyottaki iyonlaşma enerjisi sıralamasının
1A < 3A < 2A < 4A < 6A< 5A< 7A < 8A
şeklinde olduğu dikkate alınmalıdır. Yani N atomunun birinci
iyonlaşma enerjisi O atomununkinden büyüktür.İyonlaşma enerjisinden yararlanılarak atomun değerlik elektron (grup numarası)
sayısı bulunabilir. Burada en fazla artışın olduğu yere bakılır.X atomu İE 2 'den sonra en fazla artışı gösterdiğinden değerlik elektron sayısı
2'dir.
Y atomu üçüncü iyonlaşma enerjisinden sonra en fazla artışı gösterdiğınden
değerlik elektron sayısı 3'tür.İE 1 İE 2 İE 3 İE 4 İE 5
X 156 340 1950 3010 4500
Y 324 440 610 3700 5100
Periyodik SistemÜNİTE- 2
Periyodik tabloda iyonlaşma enerjisi genellikle
soldan sağa doğru ve aynı grupta ise aşağıdan
yukarıya doğru artar.Kalsiyum Elementi ve Kullanım AlanlarıToryum, uranyum ve zirkonyum gibi metallerin
hazırlanmasında ve çeşitli alaşımların eldesinde
kullanılır. Canlıların kemik, diş, kabuk ve benzeri
dı ş iskelet yapı ları nda yer alır. Bitkilerin bünye-
sinde de bulunur. Dünya kabuğundaki en bol be-
şinci element olması karşın, çok reaktif olması
nedeniyle asla element halinde bulunmaz.‹yonla�ma
enerjisi
artar
İyonlaşma enerjisi (kj/mol)47.
Atom numarasıBirinci iyonlaşma
enerjisi (kkal/mol)XY Z Noktalar ile yerleri belirtilen 3. periyotta-
ki X, Y ve Z elementlerinin birinci iyon-
laşma enerjisi–atom numarası grafiği
şekildeki gibidir. Buna göre, X, Y ve Z
elementleri ile ilgili;
I. X toprak alkali metali, Z halojendir.
II. Y’nin atom numarası 15’tir.
III. Atom yarıçapları arasındaki ilişki
X > Y > Z’dir.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II
C) I ve II D) II ve III
E) I, II ve III- A gruplarında olduğu bilinen X, Y ve Z
elementlerinin ilk dört iyonlaşma enerji-
leri kj/mol olarak aşağıdaki tabloda ve-
rilmiştir.
İyonlaşma enerjisi (kj/mol)
Ele-
mentİE 1 İE 2 İE 3 İE 4X 191 580 875 5978
Y 100 734 1100 1405
Z 119 1091 1650 2280
Buna göre, X, Y ve Z elementleri ile
ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi
yanlıştır?
A) X, 3A grubundadır.
B) Y ile Z, alkali metallerdir.
C) Değerlik elektron sayıları arasındaki
ilişki X > Y= Z’dir.
D) Y’nin atom yarıçapı, Z’ninkinden
büyüktür.
E) X ile Y’nin kimyasal özellikleri ben-
zerdir.3.Bölüm / Periyodik Sistem