Ionisation Energy Topic 1


First Ionisation Energy:  The energy required to remove one mole of electrons from  one mole of gaseous atoms to form one mole of 1+ ions  in the gaseous state.


The first electron removed from an atom comes from the highest  filled quantum shell. The electron is removed from the atom completely.


Second Ionisation Energy: the energy required to remove  one mole of electrons from one mole of gaseous 1+ ions   to form one mole of 2+ ions in the gaseous state.


NASA:

Nuclear charge: more protons = more attraction Atomic radius: closer outer electron = more attraction Shielding: fewer inner shells = less shielding = more  


Nuclear charge:
What happens to the number of protons across a period?  Increase 

What happens to the attraction felt by the outer shell  electron? Increases 

What happens to the amount of energy required to  remove the outer shell electron?

Increases  Nuclear charge is associated with the positive charge  (number of protons) in the nucleus                                                                      


Atomic radii: (Periods) Atomic radius is the distance between the nucleus and the  outer electrons of an atom.

What happens to the number of protons across a period?  Increase 

What happens to the attraction felt by the outer shell  electron? Increases 

This attaction pulls the outershell electron inwards, decreasing atomic radii, increasing ionisation energy. 


Atomic radii: (Groups)

What happens to the number of shells down the group? Increases

What happens to the attraction felt by the outer shell  electron? Decreases 

Despite nuclear charge increasing, additional shells and  shielding results in an increasing  atomic radii, decreasing ionisation energy.



Shielding:
Shielding is when repulsion due to inner electrons shield  the nucleus from the outer electrons. It increases with  increasing number of occupied shells.

Trends in Ionisation Energy:

Ionisation down the group:



Ionisation Energies: Across a Period


Explaining Dips

Between 2-3
Between 5-6


Dip 1:
The outer electron of aluminum is in a higher energy 3p  sub­shell than magnesium's electron (which is in a 3s  sub­shell). Less energy is required to remove an electron  from 3p than 3s.

Dip 2:

The electron is removed from a spin paired orbital; there is added repulsion (of the like­charged electrons) This is caused as the 6th group has a 2 electrons with opposite charges on an orbital but the 5th does not causing a dip in ionastion energy as there is repulsion- easier to remove.

Successive Ionisation  Energies

The number of ionisations before the first big jump tells us how many electrons are in the outer shell and therefore   the group number.

e.g:
There is a big jump between 5th and 6th I.E, therefore has 5 electrons in outer shell and is in group 5 e.g. nitrogen or phosphorus

Summary: Explaining increasing ionsation  energies

For successive ionisation energies focus on:
  1. Electron being closer to nucleus 
  2. Increasing proton:electron ratio

Trend:
As electrons are successively removed, the  proton:electron ratio increases.  Distance between nucleus and OSE decreases and  therefore attraction between them increases. Energy  required to remove OSE increases. 

Periodicity:

Periodicity is a repeating trend that re­occurs across each  period.

Explaining trends in melting point:

Al3+  ions have a greater ionic charge than Na +  ions. Al3+  ions have smaller ionic radii than Na +  ion (greater p:e).
Aluminium has 3 delocalised electrons per ion and sodiumhas 1 delocalised electron per ion.