மின்மமாக்கும் ஆற்றல்

அயனியாக்கும் ஆற்றலின் வளர்ச்சிப் போக்கு ஒவ்வொரு கார உலோகத்திலும் குறைந்தபட்சமாகத் தொடங்கி மந்த வாயுவில் அதிகபட்சமாக முடிவடைகிறது

.

வாயு நிலையிலுள்ள ஒரு தனித்த அணுவிலிருந்து ஓர் எலக்ட்ரானை நீக்குவதற்கு தேவைபடும் ஆற்றல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் எனப்படும். இச்செயல்முறை பின்வருமாறு விளக்கப்படுகிறது.

X + ஆற்றல் → X⁺ + e^-

அயனியாக்கும் ஆற்றல் எலக்ட்ரான் வோல்ட்/ அணு (eV/அணு) , கிலோ கலோரி / மோல் அல்லது கிலோ ஜூல் / மோல் ஆகிய அலகுகளால் அளக்கப்படுகிறது.

முற்காலத்தில் வழக்கத்தில் இருந்த அயனியாக்கல் மின்னிலை என்ற சொல் தற்பொழுது பரிந்துரை செய்யப்படுவதில்லை.

முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் தவிர இரண்டாம், மூன்றாம் போன்ற அயனியாக்கும் ஆற்றல்களும் கண்டறியப்பட்டுள்ளன.வாயு நிலையில் உள்ள நேர்மின் அயனியில் இருந்து X⁺ மற்றொரு எலக்ட்ரானை நீக்கி X²⁺ அயனியை உருவாக்குவதற்கு தேவைப்படும் ஆற்றல் இரண்டாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல் எனப்படும். அதாவது,

X⁺+ ஆற்றல் → X²⁺ + e^-

இதேபோல் X²⁺ நேர்மின் அயனியிலிருந்து மற்றொரு எலக்ட்ரானை நீக்கி X³⁺ அயனியை பெறுவதற்கு தேவைப்படும் ஆற்றல் மூன்றாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல் எனப்படும்.

X²⁺+ ஆற்றல் → X³⁺ + e^-

இதேபோல் மற்ற உயர் அயனியாக்கும் ஆற்றல்களையும் வரையறுக்க இயலும். ஒவ்வொரு அயனியாக்கும் ஆற்றலும் முன்னர் உள்ள அயனியாக்கும் ஆற்றலைவிட அதிகமாக இருக்கும். ஏனெனில், அந்த அயனியில் உள்ள மொத்த நேர்மின் சுமைக்கு எதிராக எலக்ட்ரான் நீக்கப்படுகிறது.

அணு _{(வாயு)} + ஆற்றல் → நேர்மின் அயனி_{(வாயு)} + எலக்ட்ரான் என்ற சுருக்கச் சம்ன்பாடு அயனியாக்கும் ஆற்றலை விளக்குகிறது. தனிம வரிசை அட்டவணையின் ஒரு வரிசையில் அயனியாக்கும் ஆற்றலின் மதிப்புகள் இடப்பக்கத்திலிருந்து வலப்பக்கம் வரை சிறிது இடைவெளிகளுடன் அதிகரிக்கிறது. ஒரே தொகுதியில் அயனியாக்கும் ஆற்றல் மேலிருந்து கீழ்பகுதிவரை குறைகிறது. பொதுவாக ஓர் அணுவின் அயனியாக்கும் ஆற்றல் பின்வரும் காரணிகளைப் பொருத்ததாகும்.

அயனியாக்கும் ஆற்றலை நிர்ணயிக்கும் காரணிகள்

அணு அல்லது அயனியின் உருவளவு

அயனியாக்கும் ஆற்றலானது அணுவின் உருவளவு அதிகரிப்பதைப் பொருத்து குறைகிறது. அணுவின் உருவளவு அதிகமாக உள்ளபோது அயனியாக்கும் ஆற்றல் குறைவாக இருக்கும். சிறிய அணுக்களில் எலக்ட்ரான்கள் மிக நெருங்கியும், பெரிய அணுக்களில் எலக்ட்ரான்கள் இடைவெளியுடன் அமைந்திருப்பதே இதற்குக் காரணமாகும். இடைவெளியுடன் விரவியிருக்கும் எலக்ட்ரான்களை நீக்குவதற்கு குறைந்த அளவு ஆற்றலே தேவைப்படுகிறது. இதன் காரணமாகவே பெரிய அணுக்கள் குறைந்த அயனியாக்கும் ஆற்றலையும் சிறிய அணுக்கள் அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றலையும் கொண்டுள்ளன.

பெரிலியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றல் லித்தியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றலை விட அதிகமாகும். பெரிலியத்தின் அணுக்கரு அளவு 112 pm.மற்றும் லித்தியத்தின் அணுக்கரு அளவு 152 pm ஆகும். தனிம வரிசை அட்டவணையில் தனிமங்களின் அணு எண் அதிகரிக்க அதிகரிக்க அணுக்கருவின் அளவு குறைகிறது. பெரிலியத்தின் அணுஎண் 4. லித்தியத்தின் அணு எண் 3. இதனால் பெரிலியத்தின் அணுக்கருவின் மின்சுமை லித்தியத்தின் அணுக்கருவின் மின்சுமையைவிட அதிகமாக இருக்கும். அணுக்கருவின் மின்சுமை அதிகமாக இருந்தால் அணுக்கரு மற்றும் வெளிக்கூட்டு எலக்ட்ரான் ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான ஈர்ப்பு விசை அதிகமாக இருக்கும். எனவே பெரிலியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றல் லித்தியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றலைவிட அதிகமாக இருக்கும்.

உட்கரு மின்சுமையின் எண் மதிப்பு

அணுவின் உட்கருவிலுள்ள புரோட்டான்களின் அணுக்கரு மின்சுமை அதிகமாக இருந்தால் அயனியாக்கும் ஆற்றலும் அதிகரிக்கும். அதிகளவு புரோட்டான் மின்சுமை எலக்ட்ரான்களை அதிக விசையுடன் பிணைத்திருக்கும். இவ்விசையில் இருந்து வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரானை நீக்குவதற்கு அதிக அளவு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

மெக்னீசியத்தின் உட்கரு மின்சுமை ( 12 புரோட்டான்கள் ) சோடியத்தின் உட்கரு மின்சுமையை விட ( 11 புரோட்டான்கள் ) அதிகமாகும். எனவே மெக்னீசியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றல் சோடியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றலை விட அதிகமாகும்.

உள்கூட்டிலுள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை

அணுவின் வெளிக்கூட்டிலுள்ள எலக்ட்ரான்மீது அணுக்கரு செலுத்தும் ஈர்ப்பு விசையானது உள்கூட்டிலுள்ள எலக்ட்ரானின் விலக்குவிசையினால் ஈடு செய்யப்படுகிறது. நீக்கப்படவேண்டிய எலக்ட்ரானானது அணுக்கருவின் ஈர்ப்பு விசையிலிருந்து உள்கூட்டிலுள்ள எலக்ட்ரான்களால் மறைக்கப்படுகிறது. இத்தகைய உள்கூடு எலக்ட்ரான்களின் மறைக்கும் தன்மையால் இணைதிறன் கூட்டிலுள்ள எலக்ட்ரான் அணுக்கருவினால் குறைந்த அளவே ஈர்க்கப்படுகிறது. எனவே அயனியாக்கும் ஆற்றல் குறைகிறது. தனிம வ்ரிசை அட்டவணையில் உள்ள ஒரு தொகுதியில் மேலிருந்து கீழிறங்கும்போது அயனியாக்கும் ஆற்றல் குறைவதற்கு இதுவே காரணமகும்.

எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதையின் உருவளவு

எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதைகளின் உருவளவு அயனியாக்கும் ஆற்றலை பாதிக்கிறது. ஒரே இணைதிறன் உள்ள s எலக்ட்ரான் p,d மற்றும் f எலக்ட்ரான்களைவிட அணுக்கருவிற்கு அருகில் இருப்பதால் எலக்ட்ரான்களின் ஊடுருவும் தன்மை s > p > d > f என்ற வரிசையில் அமைகிறது.

அலுமினியத்தின் அயனியாக்கும் ஆற்றல் மெக்னீசியத்தைவிட குறைவாகும். மெக்னீசியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Ne]3s² மற்றும் அலுமினியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Ne]3s² 3p¹ ஆகும். இவ்விரண்டையும் நோக்கும்போது அலுமினியத்தில் ஒரு 3p எலக்ட்ரானையும் மெக்னீசியத்தில் ஒரு 3s எலக்ட்ரானையும் நீக்க வேண்டும். ஆனால் s எலக்ட்ரானைவிட p எலக்ட்ரானை எளிதில் நீக்கிவிடலாம். எனவே அலுமினியத்தின் முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் மெக்னீசியத்தைவிட குறைவாகும்.

எலக்ட்ரான் அமைப்பினால் வேறுபாடு

அணுக்கள் மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பை பெற்று உள்ளபோது அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றலைப் பெற்றிருக்கும். உயரிய வாயுக்கள் நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பை பெற்றிருப்பதால் அவை அதிகபட்ச அயனியாக்கும் ஆற்றலை உடையவையாகும்.

நியானின் அணுக்கரு மின்சுமை (10) புளோரினின்அணுக்கரு மின்சுமையைவிட ( 9 ) அதிகமாகும். அணுக்கருவின் மின்சுமை அதிகரிக்கும்போது அணுக்கருவிற்கும், வெளிக்கூடு எலக்ட்ரானுக்கும் உள்ள ஈர்ப்புவிசை அதிகரிக்கும். எனவே நியானின் முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல் புளோரினைவிட அதிகமாகும்

வெளி இணைப்பு

• ஆவர்தன அட்டவணை மென்பொருள்
• அணுக்கரு அளவு