uittreeenergie

René stelde deze vraag op 22 januari 2012 om 14:58.

De uittree-energie van bijvoorbeeld Cs is 1,94 eV.
De ionisatie-energie van Cs is 3,89 eV.

Bij beide processen verdwijnt er een elektron bij het atoom. Wat maakt dat de ionisatie-energie een andere, hogere waarde heeft dan de uittree-energie? Is dat omdat er bij het foto-elektrisch effect een constante aanvoer van elektronen is en bij het ioniseren niet?

Reacties

Jan op 22 januari 2012 om 16:01

Dag René,

Ik denk dat je het eigenlijk bijna zo mag stellen ja.

De uittree-energie slaat op een elektron dat je losslaat uit wat we ook wel eens de "elektronenzee" in een metaalkristal noemen. Een groepje van een aantal atomen heeft dan gezamenlijk één elektron tekort.

Bij ionisatie-energie gaat dan om een individueel atoom dat dat elektron kwijtraakt.  

Lisa op 24 november 2013 om 17:28

Hallo,

 

wij zijn met natuurkunde momenteel ook bezig met ionisatie-energie en uittree-energie. Het verschil tussen beide is mijn nog steeds niet duidelijk. De ionisatie-energie is dus een groter aantal eV dan ionisatie-elektron omdat het om (vaak) het loskomen van één enkel elektron gaat (en bij uittree dus vaak meerdere elektronen). Waardoor komt dan dat het een hogere waarde heeft als het om één enkel elektron gaat (ik zie het verband niet helemaal niet helemaal)..

Jan op 24 november 2013 om 19:27

Dag Lisa,

In werkelijkheid zit het heel wat ingewikkelder, maar versimpeld en veralgemeend:

Je zou een splintertje metaal met bijvoorbeeld een triljard atomen kunnen zien als één enorm molecuul, die samen een triljard elektronen maar losjes vasthouden. Die elektronen bevinden zich in een zg "elektronenzee", en springen redelijk vrij en makkelijk over van het ene atoom naar het andere. Uit die "zee" een druppeltje losslaan valt wel mee: dat ene ladinkje op die triljard wordt bijna niet gemist. 

Anders wordt dat als we naar één enkel los atoom kijken: dat heeft er in zijn eentje maar enkele tientallen, en raakt hij er eentje kwijt dan is er geen buur die wel even wat met hem wil delen. 

 

duidelijker zo?

 

Groet, Jan

Yoran op 12 januari 2016 om 16:33

De uittree-energie is de energie die nodig is om een elektron naar een hogere energiebaan te 'schieten' (zie atoommodel van Bohr). De ionisatie-energie is de energie die nodig is om een elektron uit een atoom de schieten, waarbij dit atoom dus een elektron mist, daardoor positief geladen wordt en dan is het atoom een ion geworden.

De ionisatie-energie van Cs is 3,89 eV. Als er een foton op een Cs-atoom wordt geschoten met een energie van bijvoorbeeld 4,3 eV, ioniseert het atoom. De overige energie (4,3-3,89 = 0,41 eV) gaat met het elektron mee in de vorm van kinetische energie.

Jan van de Velde op 12 januari 2016 om 17:43
dag Yoran,

hier gooi je toch wat termen door elkaar. 

Je kunt niet spreken van het ioniseren van metaalatomen wanneer die zich in een metaalrooster bevinden. Beschouw een blokje metaal even als één groot molekuul waarin de atomen e.e.a. met elkaar delen. 

Er is weliswaar een ruwweg vergelijkbare trend doorheen het periodiek systeem voor de uittree-energie (van een elektron uit een blokje metaal) en de ionisatie-energie (van een elektron uit een atoom) in de zin dat als de een hoger is dat dan de ander óók hoger is, maar het is zeker NIET hetzelfde. En daarom spreken we ook met nadruk van
  • uittree-energie voor losmaken van een elektron uit MATERIALEN  (Engels: work function)
  • ionisatie-energie voor losmaken van een elektron uit een ATOOM

Hieronder een tabelletje met work-functions van MATERIALEN:

bron: http://www.madsci.org/posts/archives/1999-05/926654070.Ch.r.html


Nou kon ik jammer genoeg niet zo'n zelfde heldere tabel vinden met ionisatie-energie in elektronvolt (wel in kJ/mol) , wel een grafiekje met afleesbare waarden in eV:

bron: http://chemwiki.ucdavis.edu/Inorganic_Chemistry/Descriptive_Chemistry/Periodic_Trends_of_Elemental_Properties/Periodic_Trends


vergelijken we dan bijvoorbeeld voor

stof/element    uittree-energie   ionisatie-energie
natrium                2,75 eV                 5 eV. (circa)
magnesium          3,66 eV                 7,5 eV
aluminium            4,25 eV                 6  eV

Zoals je ziet, is de ionisatie-energie: 
  • áltijd hoger dan de uittree-energie, 
  • vaak ruwweg het dubbele,
  • maar ook zeker geen vaste factor (zoals je ziet als je magnesium en aluminium vergelijkt). 

dus we gebruiken die foton-energie bij het foto-elektrisch effect NIET om 

Yoran plaatste:

.... een elektron naar een hogere energiebaan te 'schieten' (zie atoommodel van Bohr). ......//..

maar om een elektron los te maken uit de "elektronenzee" van een metaalrooster. En dat kost beduidend minder energie.

Groet, Jan




Yoran op 12 januari 2016 om 17:54
De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen is de uittree-energie en is afhankelijk van het soort metaal. Dat een negatief geladen plaatje zink alleen ontladen kan worden door uv-licht en niet door zichtbaar licht, komt doordat de energie van fotonen van zichtbaar licht kleiner is dan de uittree-energie van zink. Wordt zink met kortere golflengtes beschenen, dan kunnen er elektronen uit het metaal schieten schieten met een hoeveelheid kinetische energie die het verschil is tussen de fotonenergie en de uittree-energie. Via metingen van de golflengte van het opvallende licht en de maximale snelheid van de losgekomen elektronen is de constante van Plack te bepalen uit het foto-elektrisch effect.
Jan van de Velde op 12 januari 2016 om 18:40
Dat klopt dan wel, op één woordje na:

Yoran plaatste:

De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het 
want het gaat niet om "vrije" elektronen zoals bijvoorbeeld wel in een elektronenbundel. Een vrij elektron hoeft niet meer losgemaakt te worden, dat is het al.

Het is me trouwens niet duidelijk waarom je deze tekst plaatst?

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)