Antwoord:
# 47277.0color (wit) (l) "kJ" * "mol" ^ (- 1) # 1
Uitleg:
Zoek naar de zesde ionisatie-energie van koolstof.
Waarom het zesde ? De ionisatie-energie meet de energie die nodig is om volledig verwijderen één mol elektronen van één mol van de atomen in gasvormige toestand.
De eerste ionisatie-energie van een element, gebruikt een mol van neutrale atomen als de reactant. Het nemen van koolstof als een voorbeeld, de vergelijking
# "C" (g) -> "C" ^ (+) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "1e" kleur (wit) (l) "IE" #
karakteriseert dit proces.
evenzo
# "C" ^ (+) (g) -> "C" ^ (2 +) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "2st" kleur (wit) (l) "IE" #
# "C" ^ (5 +) (g) -> "C" ^ (6 +) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "6de" kleur (wit) (l) "IE" #
Merk op dat elke koolstofkern bevat #6# protonen en elk neutraal atoom zal bezitten #6# elektronen. Daarom rippen een # "C" ^ (5 +) (g) # ion van zijn laatste elektron zou een kale koolstofkern opleveren, en daarom de # "6e" kleur (wit) (l) "IE" # is de laatste mogelijke ionisatie-energie van koolstof.
Referentie
1 Winter, Mark. "Carbon: Eigenschappen van gratis atomen." Carbon »Eigenschappen van gratis atomen WebElements Periodic Table, 27 april 2018, www.webelements.com/carbon/atoms.html.
Antwoord:
De ionisatie-energie is # "47 260 kJ · mol" ^ "- 1" #.
Uitleg:
# "C" ^ "5 +" # is een waterstofachtig atoom. Het heeft één elektron en een kern met zes protonen.
U kunt dus de Rydberg-formule om de energie te berekenen.
De oorspronkelijke formule van Rydberg keek niet direct naar energieën, maar we kunnen zijn formule herschrijven om deze eenheden te hebben.
De Rydberg-formule voor de verandering in energie is
#color (blauw) (balk (ul (| kleur (wit) (a / a) DeltaE = -R_HZ ^ 2 (1 / n_text (f) ^ 2 - 1 / n_text (i) ^ 2) kleur (wit) (a / a) |))) "" #
waar
#R_H = "de constante Rydberg", 2.178 × 10 ^ "- 18" kleur (wit) (l) "J" #
#Z = # het aantal als ladingen in de kern
#n_text (i) # en #n_text (f) # zijn de initiële en definitieve energieniveaus.
Om de ionisatie-energie uit de grondtoestand te berekenen, stellen we in #n_text (i) = 1 # en #n_text (f) = oo #, Dan, #DeltaE_ (1-> oo) = R_HZ ^ 2 = 2.180 × 10 ^ "- 18" kleur (wit) (l) "J" × 6 ^ 2 = 7.848 × 10 ^ "- 17" kleur (wit) (l) "J" #
Dus, de energie die nodig is om een atoom te ioniseren is # 7.848 × 10 ^ "- 17" kleur (wit) (l) "J" #.
Op molaire basis is de ionisatie-energie
# "IE" _1 (C ^ (5+)) = "IE" _6 (C) #
# = (7.848 × 10 ^ "- 17" kleur (wit) (l) "J") / (1 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("atoom")))) × (6.022 × 10 ^ 23 kleur (rood) (annuleren (kleur (zwart) ("atomen")))) / ("1 mol") #
# = 4.726 × 10 ^ 7 kleur (wit) (l) "J / mol" = "47 260 kJ · mol" ^ "- 1" #
