Energia ionizzazione com’è fatta?

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25/02/2017

Energia ionizzazione com’è fatta?

Con il termine di energia di ionizzazione si definisce quell’energia utilizzata per separare un elettrone da un atomo neutro, e la sua azione si lega alla distribuzione degli elettroni e alla tipologia dell’elemento a cui l’atomo appartiene, in particolare alla sua componente metallica.

L’energia di ionizzazione viene influenzata in prevalenza dalla distanza che separa gli elettroni dal nucleo atomico: infatti, con l’aumentare di questa distanza, diminuisce proporzionalmente sia il potere di attrazione del nucleo nei confronti degli elettroni stessi, che possono essere separati con maggiore facilità, sia l’effetto respingente degli strati più interni di elettroni.

Nel momento in cui gli atomi neutri perdono elettroni, si trasformano in ioni attraverso il processo di  ionizzazione, e da neutri assumono valore positivo o negativo: il distacco di elettroni dal nucleo atomico può avvenire solo nel caso venga loro fornita la necessaria energia di ionizzazione. L’energia di prima ionizzazione consiste nell’allontanamento degli elettroni da un atomo neutro, successivamente a questo processo, l’energia di seconda ionizzazione indica quell’energia necessaria per allontanare un elettrone da uno ione positivo ottenuto in un un primo processo di ionizzazione, e così via. L’ordine con il quale gli elettroni possono essere allontanati dal nucleo è dipendente dalla loro natura energetica e dall’elemento metallico al quale gli atomi appartengono.


Il processo di ionizzazione riguarda sia la perdita di elettroni che il loro acquisto: nel primo caso, il risultato è uno ione positivo, nel secondo si avrà, al contrario, uno ione negativo. Anche la quantità degli elettroni spostati incide sulla natura dello ione, che può essere monovalente, nel caso di un unico elettrone movimentato, o plurivalente, quando gli elettroni coinvolti nel processo sono due o più. La creazione di ioni negativi può dipendere anche dall’aggregazione di elettroni liberi ai nuclei atomici, ma in generale la ionizzazione avviene tramite una scissione che causa la perdita di uno o più elettroni, i quali restano liberi o vengono catturati da altri atomi. Il meccanismo di ionizzazione determina quindi la formazione di due particelle, una positiva (privata degli elettroni), e una negativa (alla quale gli elettroni liberi si aggregano).


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La creazione di ioni positivi tramite la sottrazione di elettroni dal nucleo può avvenire in vari modi: per cattura degli elettroni liberi, per urto con una particella carica, per l’azione di un campo elettrico e così via, e comunque sempre per effetto dell’energia di ionizzazione. Nell’aria, la ionizzazione avviene tramite processi naturali, tra i quali sono inclusi le radiazioni dei raggi solari e il moto delle onde: questi fenomeni agiscono sugli atomi presenti nell’aria, generalmente  neutri, provocando una ionizzazione negativa. Questo spiega la sensazione di benessere che si prova vicino al mare, alle cascate e ai salti d’acqua.

L’energia di ionizzazione aumenta con il distacco degli strati di elettroni: l’energia di seconda ionizzazione sarà superiore alla prima, la terza superiore alla seconda e così via. L’attrazione che un atomo esercita verso gli elettroni supplementari, cioè acquistati con la ionizzazione, prende il nome di affinità elettronica, ed è legata sia all’energia di ionizzazione che alla natura della materia alla quale gli atomi appartengono.