Encontre a energia de ionização de "C" ^ (5+)? + Exemplo

Encontre a energia de ionização de "C" ^ (5+)? + Exemplo
Anonim

Responda:

# 47277.0color (branco) (l) "kJ" * "mol" ^ (- 1) # 1

Explicação:

Procure o sexta energia de ionização de carbono.

Porque o sexto ? A energia de ionização mede a energia necessária para remova completamente uma mole de elétrons de uma mole dos átomos no estado gasoso.

A primeira energia de ionização de um elemento, use uma mole de neutro átomos como o reagente. Tomando carbono como exemplo, a equação

# "C" (g) -> "C" ^ (+) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "primeira cor" (branco) (l) "IE" #

caracteriza esse processo.

similarmente

# "C" ^ (+) (g) -> "C" ^ (2 +) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "2ª" cor (branco) (l) "IE" #

# "C" ^ (5 +) (g) -> "C" ^ (6 +) (g) + e ^ (-) "" DeltaH = - "6" cor (branco) (l) "IE" #

Note que cada núcleo de carbono contém #6# prótons e cada átomo neutro devem possuir #6# elétrons. Portanto, rasgando um # "C" ^ (5 +) (g) # O íon de seu último elétron produziria um núcleo de carbono nu e, portanto, o # "6" cor (branco) (l) "IE" # Acontece que é a última energia de ionização do carbono.

Referência

1 Inverno, Mark. “Carbono: Propriedades dos Átomos Livres.” Carbono »Propriedades dos Átomos Livres Tabela Periódica de WebElements, 27 de abril de 2018, www.webelements.com/carbon/atoms.html.

Responda:

A energia de ionização é # "47 260 kJ · mol" ^ "- 1" #.

Explicação:

# "C" ^ "5 +" # é um átomo semelhante ao hidrogênio. Tem um elétron e um núcleo com seis prótons.

Assim, você pode usar o Fórmula de Rydberg para calcular a energia.

A fórmula original de Rydberg não olhou diretamente para as energias, mas podemos reescrever sua fórmula para ter essas unidades.

A fórmula de Rydberg para a mudança na energia é

#color (azul) (barra (ul (| cor (branco) (a / a) DeltaE = -R_HZ ^ 2 (1 / n_texto (f) ^ 2 - 1 / n_texto (i) ^ 2) cor (branco) (a / a) |))) "" #

Onde

#R_H = "a constante de Rydberg", 2.178 × 10 ^ "- 18" cor (branco) (l) "J" #

#Z = # o número se encargos no núcleo

#n_text (i) # e #n_text (f) # são os níveis de energia inicial e final.

Para calcular a energia de ionização do estado fundamental, definimos #n_text (i) = 1 # e #n_text (f) = oo #, Então, #DeltaE_ (1-> oo) = R_HZ ^ 2 = 2.180 × 10 ^ "- 18" cor (branco) (l) "J" × 6 ^ 2 = 7.848 × 10 ^ "- 17" cor (branco) (l) "J" #

Assim, a energia necessária para ionizar um átomo é # 7.848 × 10 ^ "- 17" cor (branco) (l) "J" #.

Em uma base molar, a energia de ionização é

# "IE" _1 (C ^ (5+)) = "IE" _6 (C) #

# = (7,848 × 10 ^ "- 17" cor (branco) (l) "J") / (1 cor (vermelho) (cancelar (cor (preto) ("átomo")))) × (6,022 × 10 ^ 23 cores (vermelho) (cancelar (cor (preto) ("átomos")))) / ("1 mol") #

# = 4.726 × 10 ^ 7 cor (branco) (l) "J / mol" = "47 260 kJ · mol" ^ "- 1" #