با اندکی مطالعه راجع به انرژی یونش و تشکیل یون های مختلف عناصر، متوجه می شوید که سدیم، منیزیم و آلومینیوم یون های Na⁺ و Mg²⁺ و Al³⁺ تشکیل می دهند. اما آیا تا کنون از خود پرسیده اید که چرا سدیم، یون های Na²⁺ یا حتی Na³⁺ تشکیل نمی دهد؟

جواب این سؤال می تواند از انرژی دومین، سومین و ... یونش عناصر به دست آید. به عنوان مثال، انرژی اولین یونش سدیم، انرژی لازم برای برداشتن یک الکترون از یک اتم سدیم خنثی است:

انرژی دومین یونش سدیم، انرژی لازم برای برداشتن یک الکترون دیگر از یون Na⁺ در حالت گازی است که یک یونNa²⁺تشکیل می دهد:

سومین انرژی یونش سدیم نیز به همین ترتیب است:

بنابراین انرژی لازم برای تشکیل یون Na³⁺ در فاز گازی، جمع انرژی های یونش اول، دوم و سوم این عنصر است.

برای کندن یک الکترون از اتم سدیم و تشکیل یون Na⁺ با آرایش الکترونی لایه پر، انرژی چندان زیادی لازم نیست اما وقتی یک بار این اتفاق افتاد، برای برداشتن دومین الکترون از سدیم تقریباً باید 10 برابر انرژی یونش اولیه، انرژی صرف شود تا آرایش لایه پر Na⁺ شکسته شود و Na²⁺ تشکیل شود. به دلیل این که انرژی زیادی برای برداشتن دومین الکترون سدیم در هر واکنش شیمیایی لازم است، سدیم می تواند با عناصر دیگر طوری واکنش دهد که ترکیباتی شامل یون های Na⁺ تشکیل دهد نه یون های Na²⁺ یا Na³⁺.

اولین، دومین، سومین و چهارمین انرژی یونش سدیم، منیزیوم و آلومینیوم (KJ/mol)

به دلیل این منیزیوم، یک پروتون بیش تر از سدیم دارد، اولین انرژی یونش آن بیش تر است تا الکترون ها در اوربیتال 3s نگه دارد:

دومین انرژی یونش منیزیوم بزرگ تر از انرژی اولین یونش آن است زیرا همیشه برداشتن یک الکترون از یونی با بار مثبت، انرژی بیش تری می گیرد تا بخواهیم همین اکترون را از یک اتم خنثی برداریم. سومین انرژی یونش منیزیوم خیلی زیاد است زیرا Mg²⁺ آرایش پایدار و لایه پر دارد.

همین وضعیت راجع به آلومینیوم وجود دارد که اولین انرژی یونش آن از منیزیوم کم تر است. انرژی دومین و سومین یونش آلومینیوم از انرژی اولین یونش آن بزرگ تر است. اگرچه برداشتن سه الکترون از اتم آلومینیوم برای تشکیل یون Al³⁺مقدار انرژی زیادی لازم دارد اما انرژی لازم برای شکستن آرایش الکترونی پایدار یون Al³⁺ یک مقدار نجومی و عظیم است! بنابراین اشتباه است که به دنبال یون Al⁴⁺ به عنوان محصول یک واکنش شیمیایی باشیم.

همان گونه که می دانیم، انرژی یونش، تمایل یک اتم خنثی برای مخالفت با از دست دادن الکترون را اندازه می گیرد. یعنی گرفتن یک الکترون از اتم، مستلزم صرف انرژی است (این فرایند، گرماگیر است). برای مثال، برداشتن یک الکترون از اتم فلوئور خنثی و تشکیل یون با بار مثبت، مقدار قابل ملاحظه ای انرژی لازم دارد:

الکترون خواهی یک عنصر، مقدار انرژی خارج شده از آن است که در طول این فرایند، یک اتم خنثی در فاز گازی، یک الکترون اضافی به دست می آورد تا یون با بار منفی تشکیل دهد. برای مثال، زمانی که اتم فلوئور در حالت گازی، الکترون به دست می آورد تا یون منفی فلوئور تشکیل دهد، انرژی آزاد می کند (تشکیل این پیوند بین اتم فلوئور و الکترون خارجی، گرماده است):

اندازه گیری الکترون خواهی، مشکل تر از انرژی یونش است و معمولاً با ارقام با معنی کم تری شناسایی می شود. الکترون خواهی عناصر گروه های اصلی جدول تناوبی در شکل 1 نشان داده شده است. می توان از این شکل، اطلاعات زیر را فهمید:

• به طور کلی، الکترون خواهی به دو دلیل زیر از بالا به پایین در هر ستون جدول تناوبی، کوچک تر می شود؛ نخست، الکترون اضافه شده به اتم در اوربیتال های بزرگ تر جای می گیرد و زمان کم تری در اطراف هسته ی اتم صرف می کند. دوم این که تعداد الکترون های عناصر از بالا به پایین جدول تناوبی در هر ستون افزایش پیدا می کند، بنابراین نیروی پس زنی و دافعه بین الکترون اضافه شده و الکترون های موجود در اتم خنثی، بیش تر می شود.

• به دلیل این که دافعه بین الکترون اضافه شده و الکترون های متعلق به اتم خنثی به حجم اتم بستگی دارد، داده های الکترون خواهی پیچیده تر می شوند. در میان نافلزات گروه های 6 و 7 اصلی، این دافعه برای کوچک ترین اتم های دو ستون یاد شده (اکسیژن و فلوئور)، بزرگ ترین مقدار را دارد؛ بنابراین الکترون خواهی این عناصر، کوچک تر از عناصر زیری آن ها در این دو ستون است. اما به هر صورت، الکترون خواهی از بالا به پایین در حال کاهش است.

شکل 1: روندکلی تغییرات الکترون خواهی در جدول تناوبی

در داده های زیر، هیچ الگوی خاصی در طول ردیف های جدول تناوبی دیده نمی شود اما این داده ها به همراه آرایش الکترونی این عناصر، مفهوم پیدا می کنند. در نتیجه، عناصری مانند هلیوم، بریلیوم، نیتروژن و نئون که آرایش الکترونی پایدار دارند، کشش کمی برای جذب الکترون اضافی دارند و زمانی که اتم خنثی این عناصر، الکترون اضافی به دست می آورد، هیچ انرژی از خود آزاد نمی کنند.

آرایش این عناصر چنان پایدار است که وادار کردن آن ها برای به دست آوردن الکترون اضافی و تشکیل یون منفی، واقعاً انرژی می گیرد.

نتایج اندازه ی نسبی الکترون خواهی و انرژی یونش

اغلب تصور می شود که سدیم با کلر واکنش می دهد تا یون های Na⁺ و Cl^- تشکیل دهند زیرا اتم های کلر بیش تر از اتم های سدیم، الکترو ن ها را "دوست دارند". شکی نیست که سدیم به شدت با کلر واکنش می دهد تا NaCl تشکیل دهد:

2 Na(s) + Cl2(g) 2 NaCl(s)

از این گذشته، راحت حل شدن NaCl در آب که باعث هدایت الکتریسیته می شود، گواه این واقعیت است که محصول این واکنش، یک نمک است و شامل یون های Na⁺ و Cl^- است:

تنها سؤال مطرح شده در این قسمت، این است که آیا فرض الکترون دوست بودن اتم های کلر نسبت به اتم های سدیم، جایز است؟

اولین انرژی یونش سدیم 5/1 برابر بزرگ تر از الکترون خواهی کلر است:

بنابراین، برداشتن الکترون از اتم سدیم خنثی، از الکترون به دست آوردن اتم کلر خنثی انرژی بیش تری می گیرد و از این خصلت کلر تأمین می شود.

مطالعات متعدد ثابت کرده است مصرف مقادیر زیاد لیکوپن موجب کاهش حملات قلبی و سرطان هایی مثل سرطان پروستات، سینه، ریه، معده، لوزالمعده، روده ، دهان و گردن مبتلا می شود. لیکوپن ( Lycopene ) یک رنگدانه ی کاروتنوییدی به رنگ قرمز روشن و مسئول تولید رنگ قرمز در گوجه فرنگی میباشد.

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز ، گوجه فرنگی، گریپ فروت صورتی، پرتقال قرمز، و هندوانه نیز حاوی مقادیری از لیکوپن میباشند. لیکوپن فراوان ترین کاروتنویید موجود در بدن انسان می باشد. نام لیکوپن از کلمه ی Solanum lycopersicum که نام یک گونه ی گوجه فرنگی می باشد بر گرفته شده است.

لیکوپن را یکی از انواع کاروتینوئیدها (رنگدانه های گیاهی) است . برخی از انواع کاروتینوئیدها پس از مصرف می توانند به ویتامین A تبدیل شوند که لیکوپن از این خاصیت مستثنی بوده و دارای خاصیت آنتی اکسیدانی است.

پژوهش ها نشان می دهد مقدار زیادی از فواید فیکوکمیکال (خواص شیمیائی مربوط به گیاهان) میوه‌ها و سبزی‌ها در خاصیت آنتی‌اکسیدان آنها می‌باشد که بدن انسان از آنها جهت ترمیم تمام خساراتی که توسط رادیکال‌های آزاد در بدن ایجاد شده استفاده می‌کند.

لیکوپن موجود در گوجه فرنگی، یک آنتی کسیدان قوی می باشد که خطر ابتلاء به سرطان را کاهش می دهد. همچنین از تبدیل LDL – کلسترول مضر در بدن به LDL اکسیده ( که در سرخرگ ها پلاکت ایجاد می کند ) ، جلوگیری کرده و بدینوسیله از حملات قلبی پیشگیری می کند.

خواص آنتی اکسیدانی لیکوپن از آفتاب سوختگی نیز جلوگیری می کند.