Energía de ionización

1.9 Energía de ionización

1.9.1 Antecedentes y interpretación real

La energía de ionización tiene el mismo significado como , , la función de trabajo " ( Wex ) definido por Einstein , que representa la energía necesaria para arrancar un electrón de su posición en la estructura atómica. La función de trabajo se define por Einstein para metales ; potencial de ionización es una extensión para cada elemento conocido en el sistema periódico . Ionización , ya que se refiere a , en este contexto significa la liberación de un electrón de un átomo. Para H que tiene un solo electrón que se mueve alrededor del núcleo tendremos un único valor para el potencial de ionización . Para otros elementos , un valor distinto y de mayor potencial de ionización se mide desde distanciado de electrones para más cerca de electrones de núcleo .
En la teoría actual de la estructura atómica potencial de ionización es ignorado . La variación del potencial de ionización de electrón externo última se utiliza sólo como ejemplo, el apoyo a la periodicidad química . La variación de los potenciales de ionización de electrones diferentes del mismo elemento o la variación de potencial de ionización de la misma de electrones interno de diferentes elementos no presenta ninguna importancia en mecánica cuántica real .

1.9.2 explicación propuesta

Es importante hacer hincapié en que el potencial de ionización debe desempeñar un papel fundamental en la estructura atómica . Esto porque los electrones se disponen en los depósitos , y en todos los depósitos de nuevo se observa una diferencia en la energía de ionización . En mecánica cuántica la diferencia de energía de ionización de los electrones en el mismo shell está dada por la energía de spin electrónico y, finalmente, la interacción entre los electrones .
En presentó la teoría del valor diferente del potencial de ionización se dan debido a las diferentes órbitas de los electrones alrededor del núcleo movimientos .
En nuestro cálculo de una base de datos con potenciales de ionización que se encuentran en la dirección siguiente http://spectr-w3.snz.ru/ion.phtml . se utilizó .
Sin hacer ninguna suposición acerca de la disposición de electrones alrededor del núcleo Vamos a analizar el potencial de ionización para la serie isoelectrónico . Por serie isoelectrónico queremos decir el mismo número de electrones pero un número cada vez mayor de protones respectivamente neutrones en el núcleo . Debido al espacio limitado para su visualización en la pestaña 1 se presentan los potenciales de ionización para los primeros 15 elementos , pero los hechos presentados por estos elementos son válidos para todos los elementos en el sistema periódico .

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Analizando el potencial de ionización de primera serie isoelectrónico ( un electrón alrededor del núcleo ) se observa una dependencia cuadrática relacionada con el número atómico Z. La dependencia cuadrática es fácil de ser observado por primera serie isoelectrónico pero para otra serie está oculto por una adición factor constante en la expresión de energía . Para llegar a una dependencia lineal vamos a trabajar con la raíz cuadrada del potencial de ionización y vamos a hacer también algunos sencillos trucos matemáticos.

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Definimos potencial de ionización relativa de k-ésimo de electrones de un elemento k-ésimo como potencial de ionización dividido por el potencial de ionización de electrones de hidrógeno . Por ejemplo en el caso del hidrógeno el potencial relativo es 1 , y para el helio tenemos dos potenciales de ionización relativos; 1,8 para un electrón y 3,99 para el segundo electrón . Para los otros elementos de la modalidad de potencial de ionización relativa cálculo son la misma . En la ficha 2 , se presentan raíz cuadrada de potenciales de ionización con respecto a los primeros 15 elementos.
Con esta simple modificación , la distribución de la raíz cuadrada de potencial de ionización para la primera relativa de electrones ( primera serie isoelectrónico ) en diferentes átomos se relaciona linealmente con el número atómico Z y esto se observa desde la pestaña . 2 , incluso sin una representación gráfica .

La variación de la raíz cuadrada de los potenciales de ionización relativos de primera serie 36 isoelectrónico relacionada con los números atómicos Z se presentan en la figura 1.17 y 1.18 ; fig . 1.17 es una parte detallada de 1,18 y se presenta para una mejor visualización de las variaciones potenciales de ionización . Se observa la misma dependencia lineal también para una mayor serie isoelectrónico , pero una imagen con tal cantidad de información no da ninguna información complementaria . En las imágenes de la serie isoelectrónico se colocan de izquierda a derecha . Para las dos primeras series isoelectrónico , se obtienen dos líneas paralelas con la misma pendiente que el número atómico aumenta de helio para conducir . La segunda línea representa la energía de segundo electrón en átomos diferentes es un poco desplazada relacionada con la primera serie isoelectrónico debido a un factor que representan una nueva interacción que aparece . Podemos observar también un acoplamiento entre la energía de los electrones primera y la segunda energía de electrones cuando se cambia a diferentes elementos ( diferentes números atómicos ) ; la pendiente de variación de la energía para la primera serie de dos isoelectrónico es constante de helio al último elemento ( la comprobación era formado por Z = 90 ) .

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Como se observa la dependencia lineal es respetado por cada electrón de estas series isoelectrónico y también para una mayor serie isoelectrónico .
A partir de la representación gráfica de la energía de ionización podemos observar que tenemos un acoplamiento de electrones en pares de un mínimo de 2 electrones con la misma pendiente de la variación de la energía . Se observa también un acoplamiento de más pares de dos electrones tienen la misma pendiente de la dependencia energética . Por ejemplo después de la primera par de electrones , una serie de cuatro pares ( ocho electrones de la órbita ) presentan la misma pendiente en la variación de la energía . Estas distribuciones de ionización potenciales contradicen la teoría cuántica mecánica y también la hipótesis de onda corpuscular . Es imposible que un electrón que tiene un movimiento complicado , dado como una probabilidad , para presentar una dependencia lineal de potencial de ionización . También esta dependencia lineal contradice las relaciones incertidumbre de Heisenberg .

Como consecuencias podemos suponer , por el momento , que , , la adición de " uno o más electrones a un átomo de hidrogenoide tendrá como consecuencia la modificación de la interacción de la energía con un simple término adicional ; la variación está relacionada con el número atómico .
En el mismo tiempo para el bajo nueva explicación Moseley se puede formular . El salto del electrón de un nivel superior a otro nivel inferior, con dos niveles de energía lineales dependientes de número atómico producirá un fotón con una energía proporcional a esa diferencia . En conclusión el factor ecranation debido a otros electrones de los átomos , actual aceptada por el mecánico cuántico está mal y la formulación de Moseley baja debe ser corregido.

En conclusión , tenemos una variación simple y fácil de seguir de potencial de ionización en el sistema periódico , pero esta variación es imposible que se explica en las teorías cuánticas mecánico . En el mismo tiempo, esta variación supone una trayectoria precisa de electrones alrededor del núcleo , que de nuevo contradice la teoría de onda - corpúsculo y la idea de la densidad de probabilidad de electrones alrededor del núcleo .
La dependencia lineal de la relación de ionización de energía potencial es preciso también llamada capa y capa d f en mecánica cuántica actual . La única diferencia observada en la distribución de potencial de ionización relativa para una capa diferente está representada por la pendiente diferente .
Una discusión detallada de estos aspectos se hará en régimen de electrones en los átomos multielectrónicos .

1.9 IONIZATION ENERGY

The concept is further revised in Chemistry book book under Ionization energy and work function.

1.9.1 Background and actual interpretation

The ionization energy has the same significance like ,,the work function” (Wex) defined by Einstein, representing the energy required to remove an electron from his position in the atomic structure. The work function was defined by Einstein for metals; ionization potential is an extension to every known element in periodic system. Ionization, as it is referred to, in this context means the liberating of an electron from an atom. For H which has only a single electron moving around nucleus we will have a single value for the ionization potential. For other elements, a distinct and increasing value of ionization potential is measured from distanced electron to closer electron of nucleus.
In actual theory of atomic structure ionization potential is ignored. The variation of ionization potential of last outer electron is used only as example support for chemical periodicity. The variation of ionization potentials of different electrons from the same element or the variation of ionization potential of the same inner electron from different elements does not present any significance in actual quantum mechanic.

1.9.2 Proposed explanation

It is important to emphasize that ionization potential must play a fundamental role in the atomic structure. This because electrons are arranged in shells, and in every shell again a difference in ionization energy is observed. In quantum mechanic the difference of ionization energy for the electrons on the same shell is given by electron spin energy and eventually interaction between electrons.
In presented theory different value of ionization potential are given due to the different orbits of electrons movements around nucleus. 
In our calculus a database with ionization potentials found at following address ... was used.
Without making any supposition about arrangement of electron around nucleus let’s analyze the ionization potential for isoelectronic series. By isoelectronic series we mean the same number of electron but an increasing number of protons respectively neutrons in nucleus. Due to the limited space for display in tab 1 are presented ionization potentials for first 15 elements, but the facts presented for these elements are valid for all elements in periodic system.

Analyzing the ionization potential of first isoelectronic series (one electron around nucleus) we observe a quadratic dependency related to the atomic number Z. The quadratic dependence is easy to be observed for first isoelectronic series but for other series is hidden by a constant factor addition in the energy expression. In order to arrive to a linear dependency we will work with square root of ionization potential and we will make also some simple mathematical tricks.

We define relative ionization potential of kth electron of an element as kth ionization potential divided by ionization potential of hydrogen electron. For example in case of hydrogen the relative potential is 1, and for Helium we have two relative ionization potentials; 1,8 for one electron and 3.99 for the second electron. For other elements the modality of relative ionization potential calculus are the same. In tab 2, are presented square root of relative ionization potentials for the first 15 elements.
With this simple modification, the distribution of square root of relative ionization potential for first electron (first isoelectronic series) in different atoms is linearly related to the atomic number Z and this is observed from tab. 2, even without a graphical representation.

The variation of square root of relative ionization potentials for first 36 isoelectronic series related to the atomic numbers Z is presented in fig 1.17 and 1.18; fig. 1.17 is a detailed part of 1.18 and is presented for a better visualization of ionization potential variations. The same linear dependence is observed also for higher isoelectronic series, but a picture with such amount of information doesn’t give any supplementary information. In pictures the isoelectronic series are positioned from left to right. For first two isoelectronic series, two parallel lines with the same slope are obtained when the number atomic is increased from helium to lead. The second line representing the energy of second electron in different atoms is a little bit shifted related to the first isoelectronic series due to a factor which represent a new appearing interaction. We can observe also a coupling between energy of first electron and the energy of second electron when we change to different elements (different atomic numbers); the slope of energy variation for first two isoelectronic series is constant from Helium to last element (the checking was made up Z= 90).

As it is observed the linear dependency is respected for every electron from these isoelectronic series and also for higher isoelectronic series.
From the graphical representation of ionization energy we can observe that we have a coupling of electrons in pairs of minimum 2 electrons with the same slope of energy variation. We can observe also a coupling in more pairs of two electrons having the same slope for energy dependency. For example after first pair of electrons, a number of four pairs (eight electrons orbit) present the same slope in energy variation. These distributions of ionization potentials contradict quantum mechanic theory and also wave–corpuscular hypothesis. It is impossible for an electron having a complicated movement, given as a probability, to present a linear dependency of ionization potential. Also this linear dependency contradicts the Heisenberg incertitude relations. 

As consequences we can suppose, for the moment, that ,,adding” one or more electrons to a hydrogenoid atom will have as consequences modification of energy interaction with a simple additional term; the variation is related to the atomic number. 
In the same time for the Moseley low new explanation can be formulated. The jump of electron from a superior level to another inferior level, with both energy levels linear dependent on atomic number will produce a photon with an energy proportional with this difference. In conclusion the ecranation factor due to other electrons from atoms, actual accepted by quantum mechanic is wrong and the formulation of Moseley low must be corrected.

In conclusion, we have a simple and easy to follow variation of potential ionization in periodic system, but this variation is impossible to be explained in quantum mechanic theories. In the same time this variation supposes a precise trajectory of electron around nucleus which again contradict wave-corpuscle theory and idea of density of electron probability around nucleus. 
The linear dependency of relative ionization potential energy is accurate also for so called d layer and f layer in actual quantum mechanic. The only difference observed in distribution of relative ionization potential for different layer is represented by different slope. 
A detailed discussion of these aspects will be made at electron arrangements on multielectron atoms.