نسخة الفيديو النصية
أي المعادلات الآتية تمثل على الأرجح أعلى طاقة تأين؟ أ: يتفكك F الغاز لإنتاج F+ الغاز زائد e−. ب: يتفكك B الغاز لإنتاج B+ الغاز زائد e−. ج: يتفكك N الغاز لإنتاج N+ الغاز زائد e−. د: يتفكك Li الغاز لإنتاج Li+ الغاز زائد e−. هـ: يتفكك Na الغاز لإنتاج Na+ الغاز زائد e−.
في هذا السؤال، علينا تحديد المعادلة التي يرجح أن تمثل أعلى طاقة تأين. دعونا أولًا نوضح المقصود بالمصطلح «طاقة التأين». طاقة التأين هي كمية الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون الأقل ارتباطًا من ذرة غازية معزولة. وعلينا أن ندرك أن طاقة التأين تعتمد على موقع العنصر في الجدول الدوري؛ لأنها تعتمد على حجم الذرة.
العناصر التي تقع على يسار الجدول لها نصف قطر كبير نسبيًّا، ولذا توجد مسافة معقولة بين نواها والإلكترونات الأقل ارتباطًا. ومن السهل نسبيًّا إزالة إلكترون واحد من كل من هذه العناصر الكيميائية، ولا يتطلب ذلك كمية كبيرة من الطاقة.
تصف المعادلة المذكورة في الخيار د طاقة التأين الأولى لعنصر الليثيوم. تبعد نواة الليثيوم عن إلكترون الغلاف الخارجي له مسافة كبيرة، وذلك مقارنة بالعناصر الأخرى في الدورة الثانية. هذا يعني أن طاقة التأين منخفضة. ولهذا السبب، فالخيار د ليس إجابة هذا السؤال.
العناصر التي تقع على يمين الجدول لها نصف قطر صغير نسبيًّا. وعادة ما تكون المسافة أقل بين نواها والإلكترونات الأقل ارتباطًا. للفلور طاقة تأين أولى عالية؛ لأن ذرات الفلور لها أنصاف أقطار صغيرة. وتوجد قوة تجاذب كهروستاتيكي كبيرة بين نواته والإلكترونات الأقل ارتباطًا. وبما أن الفلور يقع أقصى اليمين بالنسبة إلى عناصر الدورة الثانية المعطاة، نستنتج أن طاقة تأينه الأولى أعلى من طاقة تأين النيتروجين أو البورون. لهذا السبب يمكننا استبعاد الخيارين ب، ج.
وعلينا أن ندرك أن طاقة التأين تقل كلما انتقلنا لأسفل في أي مجموعة؛ لأن حجم الذرة يزداد. ومن ثم، يجب أن تكون للصوديوم طاقة تأين منخفضة. ذرات الصوديوم هي الأكبر حجمًا ولها طاقة التأين الأقل مقارنة بجميع الخيارات الأخرى. ولهذا السبب، يمكننا استبعاد الخيار هـ.
وبما أن ذرات الفلور هي الأصغر حجمًا ولها أعلى طاقة تأين، فإن المعادلة التي تمثل أكبر طاقة تأين هي أ: يتفكك F الغاز لإنتاج F+ الغاز زائد e−.
