Examkin

Soru

Zorluk: OrtaPeriyodik Özellikler: İyonlaşma Enerjisi

Nötr XX atomunun katı ve gaz hâllerinden elektron koparılmasına ait bazı değişimler ve bu değişimlere eşlik eden enerji değerleri aşağıda verilmiştir:

I. X(g)+Q1→X+(g)+e−X(g) + Q_1 \rightarrow X^+(g) + e^-
II. X(g)+Q2→X2+(g)+2e−X(g) + Q_2 \rightarrow X^{2+}(g) + 2e^-
III. X+(g)+Q3→X2+(g)+e−X^+(g) + Q_3 \rightarrow X^{2+}(g) + e^-
IV. X(k)+Q4→X+(g)+e−X(k) + Q_4 \rightarrow X^+(g) + e^-

Buna göre, denklemlerdeki ısı değerleri (Q1,Q2,Q3Q_1, Q_2, Q_3 ve Q4Q_4) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Q1Q_1 değeri XX elementinin birinci iyonlaşma enerjisi, Q2Q_2 değeri ise ikinci iyonlaşma enerjisidir.
  2. B
    Q4Q_4 değeri XX elementinin birinci iyonlaşma enerjisine eşittir.
  3. Q2Q_2 değeri, Q1Q_1 ve Q3Q_3 değerlerinin toplamına eşittir.Cevap
  4. D
    Bir atomdan elektron koptukça elektron başına düşen çekim kuvveti azaldığı için Q1>Q3Q_1 > Q_3 ilişkisi vardır.
  5. E
    Q3Q_3 değeri, XX elementinin ikinci iyonlaşma enerjisi olup elektron koparma işlemi X+X^+ iyonunun en iç katmanından gerçekleşmiştir.

Cevap

Q2Q_2 değerinin, Q1Q_1 ve Q3Q_3 değerlerinin toplamına eşit olduğunu belirten ifade doğrudur.
Verilen değişimlerde birinci denklem nötr gaz atomundan bir elektron koparılmasını (birinci iyonlaşma enerjisi: Q1Q_1), üçüncü denklem ise +1+1 yüklü gaz iyonundan bir elektron koparılmasını (ikinci iyonlaşma enerjisi: Q3Q_3) gösterir. Bu iki tepkime toplandığında nötr gaz atomundan doğrudan iki elektron koparıldığı ikinci tepkime elde edilir. Dolayısıyla Hess Yasası gereğince, bu süreçlerin ısı değerleri arasında Q2=Q1+Q3Q_2 = Q_1 + Q_3 bağıntısı bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci ve üçüncü denklemlerin iyonlaşma enerjisi tanımlarına uygunluğunu kontrol edin.
I. denklemde gaz fazındaki nötr XX atomundan 1 elektron koparılmıştır, bu nedenle Q1Q_1 birinci iyonlaşma enerjisidir (I˙E1İE_1). III. denklemde ise +1+1 yüklü gaz iyonundan 1 elektron koparılmıştır, bu nedenle Q3Q_3 ikinci iyonlaşma enerjisidir (I˙E2İE_2).
İyonlaşma enerjisi gaz hâlindeki taneciklerden sırasıyla birer elektron koparmak için verilmesi gereken enerjidir.
2
İkinci ve dördüncü denklemlerin özelliklerini ve enerjilerini analiz edin.
II. denklemde nötr X(g)X(g) atomundan doğrudan 2 elektron koparılmıştır, dolayısıyla Q2Q_2 değeri birinci ve ikinci iyonlaşma enerjilerinin toplamıdır (Q2=I˙E1+I˙E2Q_2 = İE_1 + İE_2). IV. denklemde katı hâldeki X(k)X(k) atomundan elektron koparılmıştır, bu işlem katının önce gaza geçmesini (süblimleşme) sonra da iyonlaşmasını gerektirdiğinden Q4Q_4 birinci iyonlaşma enerjisinden büyüktür.
Maddelerin fiziksel hâlleri ve koparılan toplam elektron sayıları değişimlerin enerji ihtiyaçlarını doğrudan etkiler.
3
I. ve III. tepkimeleri toplayarak II. tepkime ile karşılaştırıp enerji bağıntısını doğrulayın.
I. ve III. tepkimeler taraf tarafa toplandığında X+(g)X^+(g) tanecikleri birbirini götürür ve net denklem X(g)+Q1+Q3→X2+(g)+2e−X(g) + Q_1 + Q_3 \rightarrow X^{2+}(g) + 2e^- olur. Bu denklem II. denklem ile tamamen aynıdır, bu nedenle Q2=Q1+Q3Q_2 = Q_1 + Q_3 eşitliği kesinlikle doğrudur. Ayrıca her elektron kopuşunda elektron başına düşen çekim arttığından Q3>Q1Q_3 > Q_1 ilişkisi mevcuttur.
Kimyasal tepkimelerin toplanabilirliği ilkesi (Hess Yasası) ve ardışık iyonlaşma enerjisi kuralları bu ilişkileri belirler.

Anahtar Kavram

İyonlaşma enerjisi tanımı, ardışık iyonlaşma enerjileri ve fiziksel hâlin iyonlaşma enerjisine etkisi.
Bu soruyu puanla

Konular

Periyodik Özellikler: İyonlaşma Enerjisi

Bu konudan daha fazla soru