Энергия ионизации газов

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

Рис. 3.4. Измерение энергии возбуждения газа. При изменении настройки прибора энергия (частота) света, проходящего через трубку с исследуемым газом, также изменяется и это приводит к изменению фототока в регистрирующем устройстве. Уменьшение фототока при строго определенных значениях энергии проходящего света указывает, что очень большая часть световой энергии при этом поглощается молекулами газа. Один из пиков поглощения соответствует энергии ионизации — в этом случае энергия поглощаемого света точно равна энергии ионизации газа.

Энергии ионизации атомов благородных газов составляют (в эВ) Не —24,6 Ке —21,6 Аг — 15,8 Кг—14,0 Хе —12,1 Рп —10,8. Объясгаггь ход нзме-неиия энергии ионизации в этой подгруппе, [c.45]

Однако при определении таких газов, как На, О2, N2, GH4, возникают известные трудности, поскольку энергия их ионизации выше энергии возбуждения аргона. По этой причине для всех неорганических газов, а также и для метана, чувствительность детектора весьма мала. Энергия ионизации газов (в эв) такова [c.68]

Поскольку электроны полностью заполненных уровней наиболее прочно связаны с ядром, то полностью заполненные оболочки являются наиболее устойчивыми. Энергии ионизации веществ с полностью заполненным внешним уровнем са.мые большие. Энергия уровня, полностью занятого электронами, оказывается значительно ниже энергии уровня, заполненного лишь частично. Поэтому в образовании химической связи принимают участие только электроны незаполненных внешних уровней. Этот вывод позволяет сразу объяснить сложность получения соединений элементов главной подгруппы восьмой группы, на внешнем уровне которых 8 электронов, т. е. полностью заполнены его 5- и р-подуровни и нет электронов на с1-подуровне. Устойчивость заполненного валентного уровня объясняет химическую инертность этих веществ. Даже их молекулы состоят из одного атома. Взаимодействия между отдельными атомами очень слабы. Поэтому при обычных условиях это - газы, и называют их инертными, а иногда благородными. Устойчивость заполненных электронных уровней иногда формулируют как правило октета, согласно которому наиболее устойчивыми являются уровни. [c.50]

На внещней электронной оболочке атомы щелочных элементов имеют по одному электрону. На второй снаружи электронной оболочке у атома лития содержатся два электрона, а у атомов остальных щелочных элементов — по восемь электронов. Имея во внешнем электронном слое только по одному электрону, находящемуся на сравнительно большом удалении от ядра, атомы довольно легко отдают этот электрон, т. е. характеризуются низкой энергией ионизации (табл. 14.2). Образующиеся при этом однозарядные положительные ионы имеют устойчивую электронную структуру соответствующего благородного газа (ион лития — структуру атома гелия, ион натрия — атома неона и т. д.). Легкость отдачи внешних электронов характеризует рассматриваемые элементы как наиболее типичные представители металлов металлические свойства выражены у щелочных элементов особенно резко. [c.382]

Таким образом, например, стандартная энтропия электронного газа равна при 298,15° К 4,9878 э. е., т. е. много меньше энтропии обычных газов. Равным образом определяются и термодинамические характеристики ионных газов . Комбинируя эти данные по соотношениям (У.98) и (У. 117), можно, зная также энергию ионизации, наити константы равновесия [c.154]

Схема прибора для определения энергии ионизации газа. Электроны, испускаемые раскаленной нитью, ускоряются электрическим поле.ч до определенной энергии и затем проходят через изучаемый газ, бомбардируя его атомы. Ионизация газа регистрируется при появлении тока между двумя параллельными пластинами в наполненной газом трубке (при ионизации проводимость газа резко возрастает). Наименьший потенциал на ускоряющей сетке, при котором наблюдается ионизация, соответствует первой энергии ионизации исследуемого газа. [c.88]

Для тлеющего разряда характерно определенное распределение потенциала по длине баллона /. Как видно из рис. 29, б, в основном падение приложенного напряжения происходит на темном катодном пространстве. Кроме того, в темном катодном пространстве, где сосредоточено максимальное электрическое поле, электроны ускоряются до энергии ионизации газа, в результате чего поддерживается разряд. [c.43]

Энергии ионизации атомов редких газов [c.79]

Наиболее эффективная очистка газа от пыли достигается в электрофильтрах. Действие их основано на ионизации газа, т. е. расщеплении его молекул на положительно и отрицательно заряженные ионы, которое движутся к противоположно заряженным электродам. При повышении разности потенциалов между электродами до нескольких тысяч вольт кинетическая энергия ионов и электронов настолько возрастает, что при соударениях они расщепляют встречные молекулы на ионы и газ полностью ионизируется. Ири этом наблюдается слабое свечение газа ( корона ) вокруг проводника, который носит название коронирующего электрода. Ионы, имеющие тот же знак, что и коронирующий электрод, движутся к другому, осадительному электроду, который обычно соединен с положительным полюсом. При движении в запыленном газе отрицательные ионы [c.155]

После окончательного заполнения 3< -орбиталей начинается заселение электронами 4р-орбиталей этот процесс ничем не нарушается и соответствует построению ряда типических элементов от галлия, Оа, с валентной структурой 3 °4. -4р до благородного газа криптона, Кг, с конфигурацией 3 °4х 4р. Первая энергия ионизации, последовательно повышавшаяся при возрастании ядерного заряда в ряду переходных металлов, резко падает у Оа, где новый электрон поступает на менее устойчивую 4р-орбиталь. [c.398]

Аналогичная последовательность в изменении /1 наблюдается для элементов всех периодов — наименьшую энергию ионизации имеет начинающий период щелочной металл, наибольшую — завершающий период благородный газ. Во вставных декадах энергии ионизации сравнительно мало изменяются при переходе от одного элемента к другому и они выше, чем для металлов главных [c.43]

Ион, находящийся в поле, приобретает определенную скорость в зависимости от напряжения поля. При превышении некоторого критического значения напряжения кр ионы уже имеют настолько большую скорость (а следовательно, и кинетическую энергию), что могут путем соударения ионизировать нейтральные частицы. Вновь образовавшиеся ионы приобретают такую же высокую скорость и становятся способными вызывать дальнейшую ионизацию. Происходит лавинная ионизация газа, которой сопутствует стремительный рост электропроводности (проявляется в виде искр.) [c.121]

Больщая часть перечисленных в табл. 21.4 свойств закономерно изменяется в зависимости от атомного номера элемента. В пределах каждого периода соответствующий галоген имеет почти самую высокую энергию ионизации, уступая только следующему за ним благородному газу. Точно так же каждый галоген в пределах своего периода имеет самую больщую электроотрицательность. В группе галогенов атомные и ионные радиусы увеличиваются с возрастанием атомного номера. Соответственно энергия ионизации и электроотрицательность уменьшаются в направлении от легких к тяжелым галогенам. При обычных условиях галогены существуют, как уже сказано выще, в виде двухатомных молекул. При комнатной температуре и давлении I атм 12 представляет собой твердое вещество, Вг2-жвдкость, а С12 и Р -газы. Высокая реакционная способность р2 очень затрудняет обращение с ним. Хранить Р2 можно в металлических сосудах, например медных или никелевых, так как на их поверхности образуется защитное покрытие из фторида соответствующего металла. Обращение с хлором тоже требует особой осторожности. Поскольку хлор путем сжатия при комнатной температуре можно превратить в жидкость, обычно его хранят и транспортируют в жидкой форме в стальных емкостях. Хлор и более тяжелые галогены обладают большой реакционной способностью, хотя и не такой высокой, как фтор. Они непосредственно соединяются с большинством элементов, за исключением благородных газов. [c.290]

У элементов одного и того же периода при переходе от щелочного металла к благородному газу заряд ядра постепенно возрастает, а радиус атома уменьшается. Поэтому энергия ионизации постепенно увеличивается, а восстановительные свойства ослабевают. Иллюстрацией этой закономерности могут служить первые энергии ионизации элементов второго и третьего периодов (табл. 3.4). [c.83]

Благородные газы заканчивают собой каждый период системы элементов. Кроме гелия, все они имеют на внешней электронной оболочке атома восемь электронов, образующих очень устойчивую систему. Также устойчива и электронная оболочка гелия, состоящая из двух электронов. Поэтому атомы благородных газов характеризуются высокими значениями энергии ионизации и, как правило, отрицательными значениями энергии сродства к электрону. [c.492]

В качестве восстановителей могут выступать не только металлы и металлоиды, но и такие элементарные вещества, как азот, сера, селен, хлор, бром, иод, астат, и даже благородные газы — криптон, ксенон и радон. Восстановительная активность элементарных веществ определяется в основном, как это видно из приведенных рассуждений, величинами энергии ионизации атома и энергии сублимации вещества— чем эти величины меньше, тем сильнее восстановительная активность элементарного веш,ества. [c.46]

Общая закономерность, наблюдаемая во втором периоде периодической системы, заключается в том, что каждый новый электрон в атоме следующего элемента удерживается более прочно из-за увеличивающегося заряда ядра. Поскольку остальные 25- и 2р-электроны находятся приблизительно на таком же расстоянии от ядра, как и добавляемый электрон, он практически не экранируется ими от последовательно возрастающего положительного заряда ядра. Этот возрастающий заряд оказывает на появляющийся в атоме фтора, Р, пятый 2р-электрон больщее влияние, чем увеличивщееся межэлектронное отталкивание. Поэтому пятый р-электрон в атоме Р удерживается очень прочно и первая энергия ионизации снова возрастает. Наиболее устойчивая конфигурация образуется при появлении щестого 2р-электрона, завершающего оболочку с п = 2, в атоме благородного газа неона, Ые [c.395]

На какие вопросы должна ответить теория строения электронной оболочки атома Вот некоторые из них почему спектр одиоатом-ного газа имеет линейчатый характер и его структура зависит от атомного номера элемента Почему энергия последовательной ионизации атома имеет дискретные значения Чем определяется периодическая зависимость изменения энергии ионизации, сродства к электрону, радиуса атомов от атомного номера элементов Почему атомы способны образовывать химическую связь и химические свойства элементов подчиняются периодическому закону [c.17]

Наиболее простой способ получения плазменного состояния — нагревание газа до высоких температур. Степень ионизации газа увеличивается постепенно с повыщением температуры. Переход частично ионизированной плазмы в полностью ионизированную происходит при определенной температуре, когда кинетическая энергия поступательного движения частиц газа становится равна энергии их ионизации. [c.246]

С помощью электронного удара большей энергии можно переводить Электроны атомов на третий, четвертый и т. д. уровни, что отмечается по поглощению энергии бомбардирующих электронов. При сообщении определенной энергии происходит отрыв электронов от атомов — наблюдается ионизация газа. Этим методом было установлено, что для ионизации атома ртути необходима энергия 10,4 эВ. [c.17]

Источником энергии в разряде является электрическое поле, сообщающее ускорение в первую очередь свободным электронам, которые передают свою энергию молекулам газа посредством упругих и неупругих ударов. В результате неупругих ударов происходит возбуждение и ионизация молекул, а также диссоциация их на свободные ради1 алы или атомы. Принципиально любая нз этих частиц, т. е. возбужденная молекула, ион и свободный радикал, могут являться химически активной частицей, участвующей в первичном элементарном акте. За первичным актом могут последовать, в зависимости от условий, различные вторичные реакции, причем последние могут развиваться не только в самой плазме разряда, но и на стенках разрядной трубки. Таким образом, весьма сложная задача изучения механизма реакций в разряде сводится, во-первых, к выяснению природы первично активной химической частицы и характера первичного элементарного акта и, во-вторых, к изучению возможных вторичных реакций. Следует иметь в виду, что плазма разряда может быть изотермической и неизотермической. В изотермической плазме температуры электронного и [c.250]

Самый внещний электрон в атоме каждого элемента третьего периода связан менее прочно, чем самый внешний электрон в атоме соответствующего элемента-аналога из предшествующего периода, потому что электроны с п = Ъ находятся дальше от ядра, чем электроны с п = 2. Вследствие этого первая энергия ионизации для элементов третьего периода (с валентными электронами на уровне п = 3) оказывается меньше, чем у соответствующих элементов второго периода (с п = 2). Когда завершается заполнение 35- и Зр-орбиталей, снова образуется чрезвычайно устойчивая электронная конфигурация благородного газа аргона, Аг. [c.396]

Строение внешних электронных оболочек атомов щелочных металлов пх. Поэтому они имеют низкие энергии ионизации, уменыиаюищеся при переходе по подгруппе элементов сверху вниз. При этом ослабление связн электрона с ядром вызывается ростом радиуса атома (обусловленного увеличением главного квантового числа внешнего электрона) и экранированием заряда ядра предшествующими внешнему электрону оболочками. Поэтому данные элементы легко образуют катионы Э+, имеющие конфигурацию атомов благородного газа. [c.300]

При рассмотрении химических реакций, протекающих в электрических разрядах, а такл о под действием ионизирующих излучений мы сталкиваемся с ионизованным 1 агои. Химическая роль ионизации, однако, в этих двух случаях весьма разли Н . 13 области электрического разряда средняя энергия электронов обычно 1аметно ниже потенциала понпаяции молекул. Поэтому ионизация электронным ударом в разряде, будучи необходимой для поддержания разряда, дла введения электрической энергии в газ, обычно дает малый вклад в совокупность химических превращений. [c.173]

Температуры, существенно превышающие уровень температур в печах и камерах сгорания, наблюдаются в дугах, в ударно нагретых газах перед движущимися с гиперзвуковон скоростью аппаратами, такими, как планетарные зонды, возвращающиеся космические корабли, и в ядерных взрывах. При столь высоких температурах в спектрах появляются линии одноатомного газа и электронные системы полос многоатомных газов, обязанные переходам между электронными уровнями энергии — связанно-связанным переходам. Фотоионизация, или свя-занно-свободные переходы, возникают в том случае, когда процессы с участием фотонов и термического возбуждения достаточны для ионизации газа. Эти переходы дают непрерывный спектр, являющийся противоположностью линиям или полосам поглощения, поскольку фотон, обладая энергией ниже требующегося для ионизации минимального значения, тем не менее может вэаи- [c.487]

Вплоть до 1962 г. не удавалось получить валентные соединения инертных газов. Если рассмотреть величины энергий понизации неметаллов (табл. В.21), оказывается, что теоретически тяжелые инертные газы могут соединяться с другими наиболее электроотрицательными элементами. Энергия ионизации криптона практически равна энергии ионизации кислорода. Энергия ионизации ксенона ниже таковой для кислорода и хлора, и т1енамного выше, чем для брома. [c.491]

Мы уже неоднократно отмечали, что для элементов группы 8А характерна химическая инертность. До сих пор мы обсуждали главным образом физические свойства этих элементов, как, например, при изучении межмолекулярных сил в разд. 11.5, ч. 1. Согласно теории химической связи Льюиса, высокая инертность благородных газов обусловлена наличием в валентной оболочке их атомов полного октета электронов. Устойчивость такой валентной э [ектронной оболочки проявляется в высоких энергиях ионизации элементов группы 8А (см. разд. 6.5, ч. 1). [c.286]

Более высокая химическая активность криптона, ксенона и радона по сравнению с первыми членами группы благородных газов объясняется относительно низкими энергиями ионизации их атомов (см. табл. 20.1). Для криптона, ксенона и радона эти величины близки к энергиям ионизации некоторых других э.пемен-тов (например, энергия ионизации атома азота равна 14,53 эВ, атома хлора — 12,97 эВ). [c.495]

Поскольку благородные газы чрезвычайно инертны, следует ожидать, что, если они и способны вступать в реакции, то лишь в очень жестких условиях. Далее, следует ожидать, что способность к химическим превращениям в первую очередь должны проявлять наиболее тяжелые благородные газы, поскольку они обладают более низкими энергиями ионизации, как это видно из рис. 6.6, ч. 1. Более низкая энергия ионизации предполагает возможность потери атомом электрона при образовании ионной связи. Кроме того, поскольку элементы группы 8А уже содержат в своей валентной оболочке восемь электронов (за исключением гелия, в атоме которого всего два электрона), образование ими ковалентных связей возможно лишь с участием орбиталей из надва-лентной оболочки. Но, как известно (из разд. 7.7, ч. 1), этой способностью обладают главным образом атомы более тяжельос элементов. [c.287]

Методами ФЭС, РЭС и ОЭС измеряют кинетическую энергию кин испукаемых фото- и оже-электроиов, что позволяет определять значения энергии связи электронов Е 1 (п и I — квантовые числа уровня) в атомах на всей совокупности уровней. Эти величины, как очевидно, характерны для атомов каждого элемента, но зависят и от электронного окружения атома в исследуемом образце. Для твердых образцов определяют именно энергию связи электрона, обозначаемую Есв (или Е 1), а для газов всегда приводят энергию ионизации Е он- [c.135]

Прочность связи ме5кду электроном и ядром. Энергия ионизации. Правило октета. Инертные (благородные) газы. Электроотрицательность [c.48]

Металлическую связь образуют элементы, атомы которых на внешнем уровне имеют мало электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. Химическая связь в металлических кристаллах сильно де-локалнзована, т. е. электроны, осуществляющие связь, обобществлены ( электронный газ ) и перемещаются по всему куску металла, в целом электронейтрального. [c.55]

Аналогичная последовательность в изменении / наблюдается для элементов всех периодов - наименьшую энергию ионизации имеет начинающий период щёлочной металл, наи льшую - завершающий период благородный газ. У элементов вставных декад энергии ионизации сравнительно мало изменяются при переходе от одного элемента к другому и они выше, чем для металлов главных подгрупп. Это обусловлено тем, что при одинаковом числе электронных слоев заряд ядер атомов элементов побочных подгрупп больше. [c.47]

Применение. В наибольших количествах используется аргон. Его основным потребителем яаляетса металлургия (производство Ве, Т1, Та, Ы и других металлов, реагирующих со всеми газами, кроме благородных). Часто применяют аргоно-дуговую сварку нержавеющей стали, алюминиевых и магниевых сплавов, титана и других металлов сварной шов, получаемый таким методом, исключительно чистый и прочный. Весьма эффективна сварка гелиевой дугой. Атом Не имеет наибольшую первую энергию ионизации, поэтому для создания дуги необходимо сравнительно большое напряжение, дуга имеет очень высокую температуру, и сварка происходит быстро. [c.474]

В интервале - 2 ускорение электронов, образовавшихся при ионизации, происходит до таких энергий, когда они могут вызывать ударную ионизацию газа-наполнителя Число электронов увеличивается в Н раз ( Н - коэффициент газового усиления), Н зависит от разности потенциалов V поэтому для получения пропорциональности между вели чиной импульса и энергией кванта необходимо жестко ста бнлизировать величину V. Б таком режиме рабе тают пропорциональные счетчики. Амплитуда импульса на 3-4 поряд1 а больше, чем в случае ионизационной камеры. При Н 10 возможно также возбуждение молекул газа с последующим излучением квантов с энергией в области коротковолнового ультрафиолета. Для предотвращения этого к основному одноатомному газу-наполнителю ( Аг, Кг, Хе ) добавляют многоатомные газы. [c.23]

Таким,образом, валентные электроны участвуют в образовании связи сразу с восемью или двенадцатью атомами, каждый из которых в свою очередь входит в соседнюю группировку, насчитынающу ю такое же количество атомов. В этих условиях валентный электрон с небольшой энергией ионизации свободно перемещается по доступным орбиталям всех соседних атомов, обеспечивая связь между ними, т. е. является нелокализованным. Такая нелокализованная химическая связь в металлических кристаллах называется металлической связью. Для описания металлической связи часто используют модель свободного электрона . Согласно этой модели в узлах кристаллической решетки металла находятся положительные ионы металла, погруженные в электронный газ из нелокализованных валентных электронов атомов, участвующих в образовании кристалла. Устойчивость кристалла обеспечивается силами притяжения между положительными ионами и электронным газом. [c.80]