Elektronen abtrennen
Der positiv geladene Kern hält die negativ geladenen Elektronen fest — wer eins entfernen will, muss Energie aufwenden.
- Ionisierungsenergie:Energie, die man braucht, um ein Elektron vollständig aus einem Atom im Gaszustand zu entfernen.
- Ergebnis:Aus dem Atom wird ein positiv geladenes Ion, z. B. \(\mathrm{Na \rightarrow Na^+ + e^-}\).
- Einheit:kJ/mol — die Energie für ein Mol Atome, also \(6{,}022\cdot10^{23}\) Stück.
- Nacheinander:Weitere Elektronen lassen sich einzeln abtrennen: 1., 2., 3. Ionisierungsenergie …
- Immer teurer:Jede weitere Ionisierungsenergie ist größer, denn das Elektron muss sich von einem immer stärker positiv geladenen Ion lösen.
Ionisierungsenergie: Energie zum Abtrennen eines Elektrons aus einem Atom oder Ion. Mit jedem weiteren Elektron wird sie größer.
Sprünge verraten die Schalen
Trägt man alle Ionisierungsenergien eines Atoms nacheinander auf, steigen sie nicht gleichmäßig an.
- Gruppen:Elektronen mit ähnlich großer Ionisierungsenergie bilden eine Gruppe.
- Sprung:Zwischen zwei Gruppen steigt die Energie auf ein Vielfaches — meist auf das 3- bis 10-Fache.
- Deutung:Jede Gruppe hat einen anderen Abstand zum Kern: Sie bildet eine Schale. Kernnahe Schalen sind viel stärker gebunden.
- Außen zuerst:Zuerst gehen die Elektronen der äußersten Schale — sie sind am schwächsten gebunden.
Wähle oben ein Element und fahre mit dem Messcursor über die Säulen — ziehen, tippen oder Pfeiltasten. Setze vor jedes Elektron, bei dem die Energie stark springt, eine Sprungmarke und werte dann aus.
Halte fest: Die Sprünge teilen die Elektronen in Schalen — Zahl der Sprünge + 1 = Zahl der Schalen. Die Säulen zwischen zwei Sprüngen zählen die Elektronen einer Schale.
Schalen aus Messwerten: Große Sprünge in den Ionisierungsenergien trennen die Schalen. Elektronen zwischen zwei Sprüngen gehören zur selben Schale.
Allgemeine Hinweise
Logarithmische Achse
Jede Hauptlinie der Energieachse bedeutet das Zehnfache der Linie darunter. Ein kleiner Schritt nach oben ist also ein großer Energiesprung.
Sprünge sicher finden
Teile jeden Wert durch den vorherigen. Innerhalb einer Schale wächst die Energie meist nur um das 1,2- bis 2-Fache, beim Schalenwechsel um das 3- bis 10-Fache.
Außen wird zuerst gezählt
Das 1. abgetrennte Elektron stammt aus der äußersten Schale, das letzte aus der innersten. Das Diagramm liest sich also von außen nach innen.