回答:
#47277.0color(白色)(升) “千焦” * “摩尔” ^( - 1)# 1
说明:
寻找 碳的第六电离能.
为什么 第六 ?电离能测量所需的能量 完全删除 来自1摩尔气态原子的1摩尔电子。
元素的第一电离能,使用一摩尔 中性 原子作为反应物。以碳为例,方程式
#“C”(g) - >“C”^(+)(g)+ e ^( - )“”DeltaH = - “1st”颜色(白色)(l)“IE”#
描述这个过程。
同样
#“C”^(+)(g) - >“C”^(2 +)(g)+ e ^( - )“”DeltaH = - “2st”颜色(白色)(l)“IE”#
#“C”^(5 +)(g) - >“C”^(6 +)(g)+ e ^( - )“”DeltaH = - “第6”颜色(白色)(l)“IE”#
注意每个碳核含有 #6# 质子和每个中性原子都应具备 #6# 电子。因此,撕开一个 # “C” ^(5 +)(克)# 它的最后一个电子的离子将产生一个裸碳核,因此 #“6th”颜色(白色)(l)“IE”# 恰好是碳的最后可能的电离能。
参考
1冬天,马克。 “碳:自由原子的性质。”碳»自由原子的性质Web元素周期表,2018年4月27日,www.webelements / carbon / atoms.html。
回答:
电离能是 #“47 260 kJ·mol”^“ - 1”#.
说明:
# “C” ^ “5 +” # 是一个 氢原子 。它有一个电子和一个带有六个质子的原子核。
因此,你可以使用 里德伯格公式 计算能量。
里德伯格的原始公式并没有直接看能量,但我们可以改写他的公式来拥有这些单位。
里德伯格能量变化的公式是
#color(蓝色)(bar(ul(| color(white)(a / a)DeltaE = -R_HZ ^ 2(1 / n_text(f)^ 2 - 1 / n_text(i)^ 2)颜色(白色)( a / a)|)))“”#
哪里
#R_H =“里德伯常数”,2.178×10 ^“ - 18”颜色(白色)(l)“J”#
#Z =# 如果在细胞核中充电的数量
#n_text(ⅰ)# 和 #n_text(F)# 是初始和最终的能量水平。
为了计算基态的电离能,我们设定 #n_text(i)= 1# 和 #n_text(f)= oo#, 然后,
#DeltaE_(1-> oo)= R_HZ ^ 2 = 2.180×10 ^“ - 18”颜色(白色)(l)“J”×6 ^ 2 = 7.848×10 ^“ - 17”颜色(白色)(l ) “J” #
因此,电离一个原子所需的能量是 #7.848×10 ^“ - 17”颜色(白色)(l)“J”#.
以摩尔计,电离能是
#“IE”_1(C ^(5 +))=“IE”_6(C)#
#=(7.848×10 ^“ - 17”颜色(白色)(l)“J”)/(1色(红色)(取消(颜色(黑色)(“原子”))))×(6.022×10 ^ 23色(红色)(取消(颜色(黑色)(“原子”))))/(“1 mol”)#
#= 4.726×10 ^ 7颜色(白色)(l)“J / mol”=“47 260 kJ·mol”^“ - 1”#