Энергетики чем полезны
польза и вред, состав, влияние на организм, плюсы и минусы
Польза и вред энергетиков – первое, что стоит учитывать до того, как начать употреблять напиток для снятия усталости. Многие люди начинают употреблять энергетик для возобновления сил, но при этом мало кто задумывается о возможных последствиях и вреде, который может быть нанесен организму. Одних может взбодрить контрастный душ, других – спорт, а кто-то не представляет свою жизнь без кофеина. Перед тем как отдать предпочтение энергетикам, стоит понять, что они приносят – пользу или вред?
Что такое энергетики
Энергетиком является безалкогольный напиток, который позволяет стимулировать работоспособность. При этом стоит учитывать, что чрезмерное употребление энергетика грозит пагубными последствиями для организма, именно поэтому рекомендуется не превышать допустимую суточную дозу.
Основной целью является заставить работать организм гораздо быстрее, но после того как эффект пройдет, наступит истощение. Если учитывать, что у некоторых людей бывает личная непереносимость некоторых компонентов, то лучше всего перед покупкой тщательно изучить состав и учесть свойства.
Принцип действия энергетика
Влияние энергетиков на организм мужчин и женщин аналогичное. Энергетические напитки обладают бодрящим эффектом благодаря содержанию кофеина и глюкозы. Так как большая часть энергетиков относятся к категории газированных, то его действие начинается максимально быстро.
Для спортсменов производители поставляют в продажу специальные энергетические коктейли, которые действуют на организм возбуждающе, и способствует этому наличие сахара, витаминов и инозитола.
Эффект наступает буквально через 10 минут после того, как напиток был выпит. Если употреблять его на голодный желудок, то действие наступает быстрее.
Бодрое состояние наблюдается на протяжении 4 часов. После того как действие энергетика закончено, появляется усталость, желание лечь спать, поэтому в некоторых случаях стоит учитывать как пользу, так и побочные эффекты.
Важно! Перед тем как начать употребление данного напитка необходимо учитывать действие энергетиков на организм и его свойства, так как он может приносить как вред, так и пользу.
Состав энергетических напитков
Действие напитков во многом зависит от того, что входит в состав:
- кофеин;
- женьшень;
- гуарана;
- таурин;
- сахар;
- витамины группы В.
Как правило, в зависимости от производителя буду отличаться свойства, компоненты, ароматизаторы, усилители вкуса. Важно понимать, что данные компоненты не приносят пользу организму. Чрезмерное употребление может привести к диабету и проблемам с сосудами.
Внимание! Калорийность энергетика на 100 г составляет 49 ккал.
Кофеин
Свойства кофеина всегда славились тонизирующим эффектом. В кофеине содержится аденозин, который позволяет подавлять связь с центральной нервной системой, в результате чего человек практически не замечает усталость.
Под воздействием кофеина начинается выработка адреналина, благодаря которому можно поддерживать, а также увеличивать энергетический запас и умственную деятельность. Основным недостатком считается истощение центральной нервной системы, появление бессонницы, зависимости и проблемы с сердцем.
Совет! Чтобы предотвратить возможный вред для организма, необходимо выпивать не больше 3 чашек кофе в течение дня или 1 банку энергетического напитка.
Таурин
Таурин является аминокислотой, которая вырабатывается при метаболизме цистеина и метионина. Так как данные вещества содержатся в мясе и рыбе, то можно неосознанно употребить во время приема пищи допустимую суточную дозу.
Суточная доза таурина составляет 400 мг/л, в энергетики его содержится 3180 мг/л. Данные аминокислоты совершенно безвредны. Добавление таурина объясняется быстрой стимуляцией мозговой активности.
Женьшень
С помощью свойств женьшеня можно увеличить физическую силу, выносливость, улучшить память, стимулировать умственную активность. Благодаря тому, что данное растение достаточно полезное, его добавляют в большое количество напитков и травяные чаи.
Женьшень приносит организму пользу, а не вред, поэтому недостатков у него практически нет.
Витамины группы В
Как уже говорилось, в энергетических напитках содержатся витамины группы В, количество которых превышает допустимую суточную норму от 360% до 2000%. Злоупотребление данным напитком может привести к гипервитаминозу, в результате чего может быть вызвана интоксикация организма и как следствие – серьезные проблемы с печенью. Именно поэтому не стоит думать, что большое количество витаминов принесет организму пользу.
Важно! Свойства данного компонента используется как УПТ (уникальное торговое предложение) в рекламе, так как большинство потребителей ведутся на мнимые полезные свойства напитка.
Гуарана
Гуарана является аналогом кофеина, которую добывают из семян амазонских лиан. Свойства гуараны аналогичны свойствам кофеина, отличием является повышенная эффективность от употребления. Если сравнивать, то 40 мг кофеина заменяет 1 г гуараны.
Для того чтобы сделать эффективность свойств энергетика выше, производители добавляют и кофеин, и гуарану. Благодаря этому энергетик может действовать на протяжении 5-6 часов.
Левокарнитин
Левокарнитин является главной аминокислотой, содержащейся в энергетическом напитке. В организме человека осуществляется синтезирование карнитина, который, в свою очередь, принимает участие в жировом обмене, но это вовсе не означает, что нужно использовать энергетик для похудения.
Также левокарнитин помогает стимулировать кровообращение, предотвращает появление тромбов, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. В результате этого можно смело сказать, что он приносит организму только пользу.
Чем вредны и опасны энергетики
При употреблении напитков стоит соблюдать допустимые дозировки, но не стоит забывать про вред энергетика на организм человека. Свойства кофеина пагубно сказываются на нервной системе, истощают ее со временем. Постепенно работоспособность снижается, появляется усталость. Чрезмерное употребление приводит к заболеванию сердца и почек.
Энергетические напитки не рекомендуется употреблять:
- беременным;
- лицам до 18 лет;
- пожилым людям;
- людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями;
- при нарушении сна.
Предупреждение! При длительном употреблении энергетиков невозможно избежать зависимости.
Симптомы передозировки энергетическим напитком
При частом употреблении избежать побочных действий энергетика и передозировки практически невозможно. Симптомами передозировки являются:
- отравление;
- кожные покровы становятся красного цвета;
- давление поднимается;
- наступает дезориентация;
- чрезмерное выделение пота;
- появляется бессонница;
- агрессия;
- обмороки.
В данном случае необходимо незамедлительно доставить пострадавшего в медицинское учреждение, где ему окажут первую медицинскую помощь и сделают промывание желудка. После этого ставят капельницу, что позволяет предотвратить всасывание веществ в кровь.
Противопоказания к употреблению энергетиков
Так как безалкогольные энергетики приносят не только пользу, но и вред организму, то существует ряд противопоказаний:
- энергетики не рекомендуется употреблять лицам до 18 лет. Обусловлено это тем, что организм детей еще не окреп, сердце находится в стадии роста, и употребление данных напитков может привести к летальному исходу;
- во время беременности и лактационного периода;
- лицам, страдающим гипертонией, сахарным диабетом, гастритом, язвой желудка.
Перед тем как начать приобретать бодрящие средства необходимо учитывать их свойства, а лучше всего пройти медицинское обследование и проконсультироваться с лечащим врачом.
Чем полезны энергетики
Свойства энергетического напитка приносят не только вред, но и пользу. Зачастую энергетики просто необходимы:
- дальнобойщикам;
- людям, работающим по ночам;
- студентам во время сессий;
- офисным работникам при сдаче отчетностей;
- любителям посещать ночные клубы.
Польза свойств энергетических напитков заключается в следующем:
- усиливает умственную деятельность;
- увеличивает физическую нагрузку;
- в составе находится комплекс витаминов, которые не причиняют организму вред;
- увеличивают работоспособность на несколько часов;
- поднимают настроения.
Несмотря на данные преимущества, не стоит забывать про последствия чрезмерного употребления.
Как употреблять энергетики без вреда для здоровья
Несмотря на то, что регулярное употребление энергетика пагубно сказывается на здоровье, его можно пить, не принося вред организму. Для этого необходимо учитывать, что суточная доза не должна превышать 2 банок. Если давать организму время восстановиться, то побочных эффектов можно избежать.
Не рекомендуется употреблять напиток после тренировок, так как в данном случае давление поднимается. Также не рекомендуется смешивать энергетические и алкогольные напитки.
Совет! Не рекомендуется употреблять энергетик на протяжении 4 часов после того, как был выпит другой напиток с содержанием кофеина.
Сколько можно пить энергетиков в день
Если учитывать стандарты суточного потребления энергетического напитка на территории России, то ограничение составляет 500 мл, то есть, порядка 150-160 мг кофеина. Примерно столько содержится в кружке кофе. Производитель указывает на банке, сколько в сутки можно выпивать энергетика, не принося здоровью вред.
Если учитывать, что никаких ограничений по продаже не установлено, кроме возрастного, то потреблять напиток необходимо не бездумно, а с умом, учитывая информацию, которая указана на банке.
Внимание! Всегда нужно помнить о последствиях употребления энергетиков.
Часто задаваемые вопросы
«Можно ли пить просроченные энергетические напитки?» – Нет, так как это может привести к отравлению. Энергетик является таким же продуктом, как и большинство других.
«Можно ли энергетик подросткам?» – Если энергетик безалкогольный, то это не означает, что вреда для здоровья не будет. Не рекомендуется лицам, не достигших 18 лет.
«Можно ли энергетик пить детям до 13 лет?» – Если учитывать, что его нельзя подросткам, то детям тем более пользы от его употребления не будет.
«Можно употреблять энергетические напитки во время беременности?» – Нельзя, так как можно нанести вред здоровью ребенка.
Можно ли пить энергетики до 18 лет
Важно понимать, что нельзя допускать употребление энергетиков подросткам и детям. Зачастую подростки приобретают данные напитки не из-за того, что им нужен заряд бодрости и дополнительная энергия, а лишь для того, чтобы казаться взрослыми.
Кофеин, который содержится в энергетике, особого вреда для подростка не представляет, но употреблять его можно в гораздо меньших дозах, в отличие от взрослых. Несомненно, в напитках имеется доля полезных веществ и витаминов, но передозировка ими не принесет здоровью ожидаемую пользу.
Совет! Если учитывать, что энергетик по-разному влияет на организм подростка из-за индивидуальных особенностей, то не рекомендуется давать напиток детям.
Можно ли пить энергетики перед тренировкой
Как известно, благодаря своим свойствам, энергетики придают сил посредством активации резервов организма. Через несколько часов бодрость пропадает, наступает усталость, сонливость, в некоторых случаях бессонница.
Но, несмотря на все недостатки, энергетические напитки употребляют перед силовыми тренировками, так как с их помощью можно значительно увеличить выносливость. Даже если обращать внимание на тот факт, что в напитке содержится большое количество витаминов, кроме увеличения выносливости, пользы организму они практически не приносят.
Важно! Необходимо понимать, что энергетики наносят вред здоровью, поэтому употреблять их стоит с осторожностью.
Можно ли пить энергетик беременным
Многие знают, как тщательно женщина подходит к выбору продуктов во время беременности и грудного вскармливания, учитывает их свойства, пользу и вред. Именно поэтому стоит полностью исключить употребление энергетиков в данный период.
Необходимо учитывать негативное воздействие энергетиков на организм беременной женщины, в результате чего нарушается сердечный ритм у матери и будущего ребенка.
Многие специалисты рекомендуют минимизировать количество употребляемого кофеина. Допустимая суточная доза не должна превышать 200 мл.
Можно ли пить энергетики за рулем
Употребление энергетика за рулем является отдельной темой, которая требует повышенного внимания. Невозможно однозначно дать ответ относительно того, можно пить за рулем данные напитки или нельзя.
Как уже было сказано, любой энергетический напиток действует на протяжении нескольких часов, после чего наступает повышенная усталость, водителя начинает клонить в сон, в результате чего увеличивается риск попасть в ДТП. Например, если водитель осознает, что до конца маршрута остается не больше часа и есть необходимость приехать вовремя, не останавливаясь в дороге, то можно выпить энергетик, но после этого необходимо будет полноценно отдохнуть. В случае если дорога занимает больше времени, то стоит отказаться от употребления бодрящих напитков и отдать предпочтение отдыху, не подвергая себя и других участников дорожного движения опасности.
Если рассматривать употребление энергетиков, с точки зрения закона, то они не относятся к алкогольной продукции. Даже если ежедневно употреблять энергетики без содержания алкоголя, то штрафовать за это не имеют права, так как водитель не находится в состоянии алкогольного опьянения. Но всегда нужно осознавать, что даже безалкогольный напиток, вызывающий усталость и сонливость, способен привести к непоправимым последствиям.
Чем можно заменить энергетики
Одна выпитая банка энергетика по количеству содержания кофеина приравнивается к 14 банкам Колы. Всегда нужно помнить про возможный вред. Например, если будет передозировка, то вместо ожидаемой бодрости можно получить неадекватное состояние, которое сопровождается судорогами.
Бодрящие свойства энергетика можно легко заменить другими продуктами. Например, самым популярным вариантом является кофе. Употребляя кофе можно быстро прогнать сон, но чрезмерное употребление наносит вред – истощение нервной системы, поднятие артериального давления.
Если на первом месте эффект, а не вкус, то кофе можно легко заменить холодной водой, которая отлично снимает усталость и устраняет сонливость. Если добавить в воду 1 ч. л сока лимона или меда, то можно увеличить эффективность.
При помощи шоколада можно зарядиться энергией на несколько часов. Шоколад рекомендуют употреблять утром, так как вечером после него будет достаточно сложно уснуть. Так как данный продукт калорийный, то суточная норма не должна превышать 30 г.
Как видно, существует большое количество альтернативных вариантов, которые помогут взбодриться и при этом принесут организму не вред, а исключительно пользу.
Заключение
Польза и вред энергетиков несопоставимы, особенно если учитывать, что встретить совершенно здорового человека практически невозможно. Энергетические напитки заставляют работать организм в условиях стресса на протяжении нескольких часов, приводя тем самым к износу ресурсов. Всегда нужно учитывать последствия, вред и пользу, не ориентируясь только на свойства.
Отзывы потребителей
Максим Сергеев, 25 лет, г. Москва
С недавних пор работаю по ночам, поэтому приходится как-то бороться с сонливостью. Постоянно употреблял кофе, но со временем организм к нему привык, бодрости не наблюдал. В качестве альтернативы выбрал для себя энергетические напитки. Много раз читал отзывы врачей об энергетиках, отлично осознаю, что наношу организму вред, не горжусь употреблением данных напитков, но другого выхода нет. Несмотря на то что эффект длится пару часов, мне этого хватает. Употребляю крайне редко, только когда чувствую, что могу уснуть на рабочем месте. В целом, если употреблять в небольших количествах, то можно не бояться передозировки.
Наталья Степанова, 21 год, г. Норильск
Впервые пришлось попробовать энергетик во время сессии. Бывало, что за одну ночь приходилось учить объемы информации по всему пройденному учебному году. Можно было пить кофе, чтобы не уснуть, но у меня от него начинало болеть сердце. Поэтому решила купить энергетический напиток, хотя и знала, что существуют у энергетиков побочные эффекты и ожидать пользы от них не стоит. Отлично понимала, что могу нанести организму вред, но другого выхода не была. На вкус приятный, заряд бодрости обеспечен на несколько часов. Естественно, после сессии употреблять его перестала, но при необходимости всегда покупаю.
Была ли Вам данная статья полезной?
Да Нет
27 продуктов, которые могут дать вам больше энергии
Многие люди в какой-то момент в течение дня чувствуют усталость или усталость. Недостаток энергии может повлиять на вашу повседневную деятельность и снизить вашу продуктивность.
Возможно, неудивительно, что тип и количество пищи, которую вы едите, играют важную роль в определении уровня вашей энергии в течение дня.
Несмотря на то, что все продукты дают вам энергию, некоторые продукты содержат питательные вещества, которые могут помочь повысить ваш уровень энергии и поддерживать вашу бдительность и концентрацию в течение дня.
Вот список из 27 продуктов, которые, как было доказано, способствуют повышению уровня энергии.
Бананы могут быть одним из лучших источников энергии. Они являются отличным источником сложных углеводов, калия и витамина B6, которые могут помочь повысить ваш уровень энергии (1).
Жирная рыба, такая как лосось и тунец, являются хорошими источниками белка, жирных кислот и витаминов группы B, что делает их отличными продуктами для включения в свой рацион.
Порция лосося или тунца обеспечивает рекомендуемое дневное количество омега-3 жирных кислот и витамина B12 (2).
Было показано, что жирные кислоты омега-3 уменьшают воспаление, которое является частой причиной усталости (3).
Фактически, некоторые исследования установили, что прием добавок омега-3 может снизить усталость, особенно у онкологических больных и выздоравливающих от рака (4).
Кроме того, витамин B12 вместе с фолиевой кислотой производит эритроциты и помогает железу лучше работать в вашем организме. Оптимальный уровень эритроцитов и железа может снизить усталость и повысить энергию (5).
Коричневый рис - очень питательный продукт.По сравнению с белым рисом он менее обработан и сохраняет большую питательную ценность в виде клетчатки, витаминов и минералов.
Половина стакана (50 граммов) коричневого риса содержит 2 грамма клетчатки и обеспечивает большую часть рекомендуемой суточной нормы марганца, минерала, который помогает ферментам расщеплять углеводы и белки для выработки энергии (6, 7).
Кроме того, коричневый рис имеет низкий гликемический индекс благодаря содержанию клетчатки. Следовательно, он может помочь регулировать уровень сахара в крови и поддерживать стабильный уровень энергии в течение дня.
Сладкий картофель не только вкусный, но и питательный источник энергии для тех, кто хочет получить дополнительный заряд энергии.
Порция сладкого картофеля на 1 стакан (100 грамм) может содержать до 25 граммов сложных углеводов, 3,1 грамма клетчатки, 25% РСНП марганца и колоссальные 564% РСНП витамина А ( 8).
Благодаря клетчатке сладкого картофеля и сложному содержанию углеводов ваше тело медленно их переваривает, что обеспечивает вам постоянный запас энергии (9).
Кофе может быть первой пищей, которую вы захотите съесть, когда хотите зарядиться энергией.
Он богат кофеином, который может быстро переходить из кровотока в мозг и подавлять активность аденозина, нейромедиатора, который успокаивает центральную нервную систему (10).
В результате увеличивается выработка адреналина - гормона, стимулирующего тело и мозг.
Несмотря на то, что кофе содержит только две калории на чашку, его стимулирующее действие может заставить вас чувствовать себя бодрым и сосредоточенным.
Не рекомендуется употреблять более 400 мг кофеина или около 4 чашек кофе в день.
Яйца - это не только невероятно вкусная еда, но и полные энергии, которые могут подпитывать ваш день.
Они богаты белком, который может дать вам стабильный и постоянный источник энергии.
Кроме того, лейцин является наиболее распространенной аминокислотой в яйцах и, как известно, стимулирует выработку энергии несколькими способами (11).
Лейцин может помочь клеткам усваивать больше сахара в крови, стимулировать выработку энергии в клетках и увеличивать расщепление жира для производства энергии (11).
Кроме того, яйца богаты витамином В. Эти витамины помогают ферментам выполнять свою роль в процессе расщепления пищи на энергию (12).
Яблоки - одни из самых популярных фруктов в мире, они являются хорошим источником углеводов и клетчатки.
Яблоко среднего размера (100 г) содержит около 14 г углеводов, 10 г сахара и до 2,1 г клетчатки (13).
Благодаря богатому содержанию натурального сахара и клетчатки яблоки могут обеспечивать медленное и продолжительное высвобождение энергии (14).
Кроме того, в яблоках высокое содержание антиоксидантов. Исследования показали, что антиоксиданты могут замедлять переваривание углеводов, поэтому они выделяют энергию в течение более длительного периода времени (15).
Наконец, рекомендуется есть яблоки целиком, чтобы извлечь пользу из клетчатки, содержащейся в их кожуре.
Вода необходима для жизни. Он участвует во многих клеточных функциях, включая производство энергии (16).
Недостаточное количество воды может привести к обезвоживанию, которое может замедлить функции организма, в результате чего вы чувствуете себя вялым и усталым (17).
Питьевая вода может дать вам заряд энергии и помочь бороться с чувством усталости.
Вы можете избежать обезвоживания, выпив воду, даже если вы не испытываете жажды. Старайтесь регулярно пить воду в течение дня.
Темный шоколад содержит больше какао, чем обычный или молочный шоколад.
Доказано, что антиоксиданты в какао обладают множеством полезных для здоровья свойств, таких как усиление кровотока по всему телу (18).
Этот эффект способствует доставке кислорода к мозгу и мышцам, что улучшает их функцию.Это может быть особенно полезно во время упражнений (19).
Кроме того, увеличение кровотока, вызванное антиоксидантами в какао, может помочь снизить умственную усталость и улучшить настроение (20).
Темный шоколад также содержит стимулирующие соединения, такие как теобромин и кофеин, которые, как было показано, повышают умственную энергию и настроение (21).
Йерба мате - это напиток, приготовленный из сушеных листьев растения, произрастающего в Южной Америке. Было показано, что он имеет много преимуществ для здоровья (22).
Йерба мате содержит антиоксиданты и кофеин. Обычная чашка на 8 унций может содержать около 85 мг кофеина, что аналогично количеству в небольшой чашке кофе (22).
Кофеин в йербе мате способствует выработке гормона адреналина, который увеличивает энергию. Однако, в отличие от других стимуляторов, йерба мате, по-видимому, не влияет на артериальное давление или частоту сердечных сокращений (23).
Исследования на животных показали, что йерба мате может улучшить умственную концентрацию и настроение (24).
Ягоды годжи веками использовались в китайской медицине из-за их многочисленных преимуществ.
Известно, что этот фрукт не только богат антиоксидантами, витаминами и минералами, но и является хорошим источником клетчатки (25).
Исследования показали, что сок ягод годжи может обеспечить антиоксидантную защиту (26).
Кроме того, ягоды годжи богаты клетчаткой. Порция в 1 унцию (28 грамм) содержит 2 грамма клетчатки. Это может помочь замедлить пищеварение и медленное высвобождение энергии (14, 26).
Ягоды годжи легко добавлять в йогурт, смузи, выпечку и соусы.Или вы можете просто съесть их в сыром виде.
Квиноа - это семена, которые популярны благодаря высокому содержанию белка, углеводов и пищевых волокон, а также множеству витаминов и минералов.
Несмотря на то, что этот суперпродукт богат углеводами, он имеет низкий гликемический индекс, что указывает на медленное усвоение углеводов и обеспечение длительного высвобождения энергии (28).
Кроме того, квиноа богата марганцем, магнием и фолиевой кислотой (27).
Овсянка - это цельнозерновая крупа, которая надолго обеспечит вам энергию.
Он содержит бета-глюкан, растворимое волокно, которое образует густой гель при смешивании с водой. Присутствие этого геля в пищеварительной системе задерживает опорожнение желудка и всасывание глюкозы в кровь (29, 30).
Кроме того, овес богат витаминами и минералами, которые помогают процессу производства энергии. К ним относятся витамины группы B, железо и марганец (29, 31).
Сочетание всех этих питательных веществ делает овсянку идеальной пищей для длительного высвобождения энергии.
Йогурт - отличная закуска для подпитки дня.
Углеводы в йогурте в основном представлены в виде простых сахаров, таких как лактоза и галактоза. При расщеплении эти сахара могут дать энергию, готовую к употреблению.
Кроме того, йогурт богат белком, который помогает замедлить переваривание углеводов, тем самым замедляя выброс сахаров в кровь (32).
Хумус сделан из нута, пасты из семян кунжута (тахини), масла и лимона. Комбинация этих ингредиентов делает хумус хорошим источником энергии (34).
Нут в хумусе - хороший источник сложных углеводов и клетчатки, которые ваше тело может использовать для получения постоянной энергии (35).
Кроме того, паста из семян кунжута и масло в хумусе содержат полезные жиры. Эти ингредиенты также помогают замедлить всасывание углеводов, что помогает избежать скачков сахара в крови (36).
Вы можете наслаждаться хумусом как соусом к овощам или в сочетании с другими блюдами, такими как бутерброды или салаты.
Бобы эдамаме могут быть легкой и вкусной закуской.
Они относительно низкокалорийны, но содержат значительное количество белка, углеводов и клетчатки. Всего в 1 чашке бобов эдамаме содержится до 27 граммов белка, 21 грамма углеводов и около 12 граммов клетчатки (37).
Кроме того, они содержат большое количество витаминов и минералов, таких как фолиевая кислота и марганец, которые могут помочь увеличить энергию различными способами (37).
Фолиевая кислота взаимодействует с железом, повышая энергию и борясь с усталостью и анемией, а марганец помогает генерировать энергию за счет расщепления углеводов и белка (38, 39).
Наконец, бобы эдамаме содержат большое количество молибдена, минерала, который действует как стимул для ферментов и помогает в расщеплении питательных веществ для получения энергии (40).
Помимо того, что чечевица является отличным и недорогим источником белка, она также является хорошим источником питательных веществ и помогает повысить уровень энергии.
Чечевица - это бобовые, богатые углеводами и клетчаткой. Одна чашка вареной чечевицы содержит до 36 граммов углеводов и около 14 граммов клетчатки (41).
Кроме того, чечевица может повысить ваш уровень энергии, пополняя запасы фолиевой кислоты, марганца, цинка и железа.Эти питательные вещества способствуют производству клеточной энергии и расщеплению питательных веществ для высвобождения энергии (42).
Благодаря всем своим преимуществам для здоровья авокадо считается суперпродуктом.
Например, они богаты полезными жирами, витаминами группы В и клетчаткой. Около 84% полезных жиров в авокадо поступают из мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот (43, 44).
Было доказано, что эти полезные жиры способствуют оптимальному уровню жира в крови и улучшают усвоение питательных веществ.Они также могут накапливаться в организме и использоваться в качестве источников энергии (45).
Кроме того, клетчатка авокадо составляет 80% углеводов, что помогает поддерживать стабильный уровень энергии (46).
Апельсины славятся высоким содержанием витамина С. Один апельсин может обеспечить до 106% РСНП витамина С (47).
Кроме того, апельсины содержат антиоксидантные соединения, которые могут защитить от окислительного стресса (48).
Исследования показали, что окислительный стресс может вызвать чувство усталости.Следовательно, антиоксидантная защита, обеспечиваемая соединениями апельсинов, может помочь уменьшить усталость (49, 50).
Фактически, одно исследование показало, что 13 женщин, которые потребляли 17 унций (500 мл) апельсинового сока и выполняли 1 час аэробных тренировок 3 раза в неделю в течение 3 месяцев, испытали снижение мышечной усталости и улучшение физической работоспособности (51).
Клубника - еще один полезный фрукт, повышающий энергию.
Они могут содержать углеводы, клетчатку и сахар, которые могут повысить ваш уровень энергии.Одна чашка клубники обеспечивает 13 граммов углеводов, 3 грамма клетчатки и 100% РСНП витамина C (50).
Помимо помощи в борьбе с воспалением, антиоксиданты, содержащиеся в клубнике, могут помочь в борьбе с усталостью и дать вам энергию (48, 51, 52).
Клубника очень вкусна во многих рецептах, например в смузи, парфе или салатах.
Семена, такие как семена чиа, семена льна и тыквы, также могут повысить уровень вашей энергии.
Эти семена обычно содержат много растительных омега-3 жирных кислот.Низкий уровень омега-3 жирных кислот был связан с усилением воспаления и усталости (53).
Кроме того, семена являются хорошим источником клетчатки и белка. Клетчатка в семенах способствует медленному перевариванию питательных веществ, что приводит к устойчивому, длительному высвобождению энергии (54).
Фасоль богата питательными веществами и является прекрасным источником естественной энергии.
Несмотря на то, что существуют сотни видов бобов, их питательные профили очень похожи. Они являются богатым источником углеводов, клетчатки и белка (54).
Бобы перевариваются медленно, что помогает поддерживать стабильный уровень сахара в крови и дает вам стабильную энергию. Кроме того, бобы содержат антиоксиданты, которые помогают бороться с воспалением и повышать энергию (56).
Черная фасоль и черноглазый горох - одни из самых известных сортов фасоли. Эти бобы являются хорошими источниками фолиевой кислоты, железа и магния, которые участвуют в производстве энергии и способствуют доставке энергии каждой клетке вашего тела (57).
Зеленый чай известен своим длинным списком полезных для здоровья свойств.
Он имеет высокую концентрацию мощных антиоксидантов, которые могут помочь предотвратить окислительный стресс и воспаление (51).
Как и кофе, зеленый чай содержит кофеин, повышающий уровень энергии. Однако зеленый чай также содержит соединение под названием L-теанин (58).
L-теанин может смягчить эффекты кофеина, такие как беспокойство и дрожь, и дает более плавный прилив энергии (59, 60).
Кроме того, зеленый чай может быть хорошим усилителем энергии при физической активности, так как он может снизить усталость за счет увеличения расщепления жира и высвобождения гормона норадреналина (61, 62).
Орехи могут стать отличной закуской, богатой питательными веществами, повышающими энергию.
Большинство орехов, включая миндаль, грецкие орехи и кешью, известны своей высокой калорийностью и обилием белков, углеводов и полезных жиров.
Грецкие орехи, в частности, также богаты жирными кислотами омега-3 и омега-6, а также антиоксидантами, которые могут повысить уровень энергии и помочь с воспалением и антиоксидантной защитой (63).
Кроме того, эти орехи содержат приличное количество углеводов и клетчатки для устойчивого и устойчивого прироста энергии (64).
Орехи также содержат другие витамины и минералы, такие как марганец, железо, витамины группы В и витамин Е. Они могут помочь увеличить выработку энергии и уменьшить усталость (65).
Попкорн может быть отличной низкокалорийной закуской, заряжающей энергией.
Он богат углеводами и клетчаткой, что делает его очень сытным и хорошим вариантом в качестве закуски, повышающей энергию (66).
Порция воздушной кукурузы из 1 чашки (8 грамм) содержит клетчатку и углеводы, обеспечивая стабильное высвобождение энергии (67).
Попкорн может быть здоровой пищей, если он приготовлен из полезных ингредиентов с использованием метода приготовления с воздушным охлаждением.
Листовые зеленые овощи, такие как шпинат и капуста, являются отличными источниками питательных веществ, повышающих энергию.
Они богаты железом, кальцием, магнием, калием и витаминами A, C, E и K. Кроме того, они богаты фолиевой кислотой, клетчаткой и антиоксидантами 68).
Усталость - один из наиболее частых симптомов дефицита железа (69).
Листовые зеленые овощи являются отличным источником железа для пополнения запасов в организме, а также витамина С для улучшения усвоения железа в организме (70).
Кроме того, листовые зеленые овощи могут усиливать образование оксида азота, который помогает расширять кровеносные сосуды для лучшего кровотока по всему телу (71, 72).
Свекла в последнее время приобрела популярность благодаря своей способности повышать энергию и выносливость.
Исследования показали, что свекла может улучшать кровоток благодаря содержанию антиоксидантов (73, 74).
Нитраты - соединения, которые в больших количествах содержатся в свекле и свекольном соке, помогают увеличить выработку оксида азота и улучшить кровь, позволяя увеличить доставку кислорода к тканям.Этот эффект может повысить уровень энергии, особенно во время занятий спортом (75).
Кроме того, свекла богата углеводами, клетчаткой и сахаром для длительного прироста энергии.
Обильное разнообразие продуктов может помочь вам зарядиться энергией.
Вне зависимости от того, содержат ли они углеводы для получения доступной энергии или клетчатку и белок для более медленного высвобождения энергии, эти продукты могут помочь повысить вашу силу и выносливость.
Кроме того, многие из этих продуктов содержат значительное количество других питательных веществ, включая витамины, минералы и антиоксиданты.
Все эти соединения участвуют в производстве энергии в ваших клетках, и все они обеспечивают множество других преимуществ для здоровья.
Если вы хотите больше энергии, включите эти продукты в свой рацион - отличное место для начала.
.Какие преимущества солнечной энергии?
« Использование солнечной энергии близко к решению ». Это было заголовком в газете New York Times от 4 апреля 1931 года. Это оказалось предчувствием, поскольку 80 лет спустя электричество поставляется миллионам людей в мире из возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия . . Человечество заявило о своей готовности ускорить переход к низкоуглеродной экономике, осознавая ограниченный характер ископаемых видов топлива и их пагубное воздействие на окружающую среду как главную причину глобального потепления.
Как сказал чилийский поэт Пабло Неруда в El Sol : «Я человек света, столько роз, такой предопределенной ясности, я умру от сияния». С другой стороны, солнечная энергия никогда не умрет от сияния, поскольку, по данным НАСА, у Солнца все еще 6,5 миллиардов лет жизни. Действительно, за меньшее время, солнечная технология в некоторых странах превратилась в конкуренцию с традиционными источниками производства электроэнергии . Всего через несколько десятилетий он станет основной частью устойчивой энергетической системы для всего мира.
Кроме того, условия для развития солнечной энергии не могут быть более совершенными: Солнце ежечасно омывает Землю достаточным количеством света и тепла для удовлетворения глобальных потребностей на целый год ; Другими словами, солнечное излучение может удовлетворить наши потребности в энергии в 4000 раз.
По оценкам публикации Renewable Energies Info , поверхность Земли получает 120 000 тераватт солнечного излучения , «что представляет собой , в 20 000 раз больше энергии, чем требуется всей планете ».Поддерживая этот аргумент, Союз обеспокоенных ученых заявляет, что всего 18 дней солнечного излучения на Земле содержат столько же энергии, сколько все мировые запасы угля, нефти и природного газа вместе взятые.
В статье New York Times выдвинуто предположение, что человечеству «больше не придется опасаться исчерпания запасов угля, ожидаемого в течение следующих нескольких сотен лет, если теория доктора Ланге верна». Что ж, слова немецкого ученого в области солнечной энергии доктора Бруно Ланге еще в 1931 году подтвердились.
Что такое солнечная энергия?
Солнечная энергия - это энергия, вырабатываемая солнечным светом - фотоэлектрическая энергия - и его теплом - солнечная тепловая - для выработки электричества или тепла. Неисчерпаемая и возобновляемая, поскольку она исходит от Солнца, солнечная энергия используется с помощью панелей и зеркал.
Фотоэлектрические солнечные элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество с помощью так называемого фотоэлектрического эффекта, с помощью которого определенные материалы могут поглощать фотоны (световые частицы) и высвобождать электроны, генерируя электрический ток.С другой стороны, солнечные тепловые коллекторы используют панели или зеркала для поглощения и концентрации солнечного тепла, передачи его жидкости и передачи по трубам для использования в зданиях и установках, а также для производства электроэнергии (солнечная термоэлектрическая энергия).
смотреть видео
Каковы преимущества солнечной энергии?
Солнечная энергия предлагает множество преимуществ , которые делают ее одной из самых многообещающих форм энергии. Возобновляемая, экологически чистая и доступная по всему миру , она способствует устойчивому развитию и созданию рабочих мест там, где она установлена.
Аналогичным образом, простота этой технологии делает ее идеальной для использования в сельской местности или в труднодоступных районах, изолированных от сети. Примером может служить сельский регион Кахамарка в Перу, где ACCIONA разработала несколько проектов, направленных на обеспечение самообеспеченности населения электроэнергией. Солнечная энергия также полезна для производства электроэнергии в больших масштабах и подачи ее в сеть, особенно в регионах, где метеорология предусматривает много часов солнечного света в год.
Солнечные модули захвата относительно просты в обслуживании, что, наряду с продолжающимся резким снижением стоимости фотоэлектрических элементов, объясняет нынешние благоприятные перспективы для солнечных технологий. Солнечные электростанции также не выделяют загрязняющих газов и бесшумны.
Еще одним преимуществом энергии, получаемой от Солнца, является ее способность генерировать благосостояние на местном уровне за счет уменьшения энергетической зависимости от зарубежных источников. Хотя несомненно, что солнечная энергия, как и ветер, является непостоянной и напрямую зависит от погоды и циклов день-ночь, быстрое развитие технологий хранения электроэнергии снижает эту зависимость и приведет к увеличению доли солнечной энергии в энергетической системе.
Краткое изложение преимуществ солнечной энергии
- Возобновляемый
- Неистощимый
- Не загрязняет окружающую среду
- Избегает глобального потепления
- Снижает использование ископаемого топлива
- Снижает импорт энергии
- Создает благосостояние и создает рабочие места
- Способствует устойчивому развитию
- Модульный и очень универсальный, адаптируемый к различным ситуациям
- Может применяться как для крупномасштабного производства электроэнергии, так и для мелкомасштабного производства в районах, изолированных от сети
Как получают солнечную энергию?
Солнце обеспечивает энергию двумя разными способами:
- Он обеспечивает тепла, отражается зеркалами, которые фокусируют солнечный свет на приемник, содержащий жидкость, температура которой достигает 1000 ° C.Тепло превращает жидкость в пар, который приводит в движение турбину и, наконец, производит электричество.
- Обеспечивает света , который преобразуется в электричество с помощью фотоэлектрических солнечных батарей. Фотоэлектрические панели состоят из групп элементов или солнечных элементов, которые преобразуют свет (фотоны) в электрическую энергию (электроны).
Источники: Energía solar fuente inagotable | Sostenibilidad para todos, Возобновляемые источники энергии: Солнечная | Устойчивое развитие для всех, Energíasrenovablesinfo.com, neruda.uchile.cl, seia.org, nationalgeographic.com, cleantechnica.com, nytimes.com, ucsusa.org
ЧТО ДЕЛАЕТ ACCIONA В ОБЛАСТИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ?
ACCIONA - мировой лидер в области возобновляемых источников энергии и, особенно, в разработке, строительстве, эксплуатации и техническом обслуживании солнечных фотоэлектрических и термоэлектрических установок, с более чем 20-летним опытом работы в этом секторе. Он выполняет солнечные фотоэлектрические и термоэлектрические проекты как в качестве собственника, так и для сторонних заказчиков.
В солнечных фотоэлектрических (PV) , ACCIONA первой установила установки большой мощности (более 1 МВт). В 2001 году компания построила собственный завод в Туделе (Наварра), в то время крупнейший в Испании фотоэлектрический объект с мощностью 1,2 МВт. С тех пор она стала одной из самых специализированных компаний в этой области с 241 МВт установленной мощности, распределенной по 26 крупным объектам, как в собственности, так и для третьих лиц. Наш последний крупный проект - строительство электростанции Sishen в Южной Африке (94 МВт), которая имеет самую большую мощность на африканском континенте.Сейчас мы строим El Romero Solar в пустыне Атакама, Чили, которая входит в десятку лучших в мире с мощностью 246,5 МВт.
В области солнечной термоэлектрической энергии или , концентрирующей солнечную энергию (CSP) , энергетический сектор, ACCIONA также имеет большой опыт. В настоящее время компания управляет пятью собственными электростанциями в Испании и одной в США общей мощностью 314 МВт, которыми управляет подразделение инфраструктуры. Недавно она также реализовала крупные проекты для клиентов, такие как заводы в Бокпорте в Южной Африке и Нур 1 в Марокко.
.
Полезная работа и энергия Гиббса
Современная теория гальванических элементов [1, 3, 8] основана на прямом преобразовании энергии (ΔrG) окислительно-восстановительных реакций в электрическую работу. Однако на примере VHEB ясно, что энергия химических реакций сначала преобразуется в тепловую энергию термостата (окружающей среды), а затем тепловая энергия извлекается из термостата и преобразуется в работу с помощью специальных устройств. При этом предполагается, что в гальванических элементах полезная работа совершается по механизму, аналогичному VHEB [12, 13].Значение ΔrG используется для расчета электрической работы, что, однако, не означает, что электрическая работа выполняется за счет энергии Гиббса, тем более, что было показано, что энергия Гиббса не является энергией. Электрическая работа гальванического элемента возникает из-за разряженных электродов. Электрический заряд электродов вызывается химическими реакциями в электродах.
Механизм производства электроэнергии в гальванических элементах будет решен путем анализа поведения одного иона. Но это не означает, что термодинамика будет применяться к реальному одиночному иону: термодинамические параметры одного иона подразумевают усредненные параметры многих ионов.
5.1. Гальваническая ячейка
Для простоты будет рассмотрена ячейка Даниэля, состоящая из цинкового (№1) и медного (№2) электродов (рис. 3). Активность солей в растворах обозначена цифрами а 1 и а 2 соответственно. Пусть ячейка с разомкнутой внешней цепью находится в равновесии. Замкните на время внешнюю цепь, и два электрона перейдут от цинка к медному электроду. Баланс клетки нарушен.Теперь рассмотрим установление равновесия на цинковом электроде (рис. 3). Для этого ион цинка должен покинуть металлическую пластину и уйти в объем. Растворение ионов цинка описывается изменением функции Гиббса
, где ΔrG1o - стандартное изменение функции Гиббса при растворении. Далее ион проникает в раствор с выполнением работы (w1g) в электрическом поле
, где n - число электронов, участвующих в реакциях, F - постоянная Фарадея, а ΔMet1solφ1 - разность потенциалов раствор и металл.Работа, описанная в уравнении (17), - это электрическая работа, затрачиваемая на зарядку электрода. Выполняется при отборе тепловой энергии раствора из-за отсутствия в системе других источников энергии. Поскольку в равновесии химический потенциал ионов в растворе равен химическому потенциалу металла, можно вывести уравнение электрохимического равновесия
ΔrG1o + RTlna1 + nFΔMet1solφ1 = 0, E18, которое легко дает выражение для обеих работ, выполненных над первый электрод и его гальванический потенциал [3]
w1g = nFΔMet1solφ1 = −ΔrG1o − RTlna1, E19ΔMet1solφ1 = −ΔrG1onF − RTlna1nF.E20Последний потенциал для полуячейки. Таким образом, подход, основанный на рассмотрении поведения одного иона, дает общее выражение для электродного потенциала.
Рисунок 3.
Установление равновесия на электродах
Изменение энтальпии электрода связано с энтальпией растворения и расходом тепловой энергии при переносе ионов в раствор. Уравнение для энтальпии растворения легко получить из ур. (16)
Δrh2 = Δrh2o − RT2∂lna1∂T, E21, где Δrh2o - стандартное изменение энтальпии при растворении ионов.Суммарное изменение энтальпии первого электрода (Δh2, термостат) складывается из выражений −Δrh2 и −wg1
Δh2, термостат = −Δrh2 − wg1 = −TΔrS1o + RTlna1 + RT2∂lna1∂T = −TΔrS1, E22, где ΔrS1o - стандартное изменение энтропии при растворении иона, а ΔrS1 - изменение энтропии при растворении иона на первом электроде, которое составляет
ΔrS1 = ΔrS1o-Rlna1-RT∂lna1∂T.E23Как следует из ур. Согласно (22) изменение энтальпии, относящееся к первому электроду, не зависит от процессов, происходящих на втором.Следовательно, изучая выделение или поглощение тепла на отдельном электроде, можно рассчитать изменение энтропии из-за выхода ионов одного типа в объем.
Соответствующее выражение для второго электрода имеет такую же форму, но индекс «1» следует заменить на индекс «2»:
w2g = nFΔMet2solφ2 = −ΔrG2o − RTlna2E25ΔMet2solφ2 = −ΔrG2onF − RTlna2nF.E26Δrh3o = Δrh3 = ∂T, E27ΔrS2 = ΔrS2o − Rlna2 − RT∂lna2∂T, E28Δh3, термостат = −Δrh3 − w2g = −TΔrS2o + RTlna2 + RT2∂lna2∂T = −TΔrS2.E29При работе гальванического элемента процессы на втором электроде имеют противоположную направленность, что следует учитывать при рассмотрении параметров термодинамической ячейки.
Уравнения (20) и (26) позволяют получить уравнение Нернста для потенциала клетки [3]
E = −ΔMet2solφ2 + ΔMet1solφ1 = −ΔrGonF − RTnFlna1a2, E30, где E - потенциал клетки, ΔrGo = ΔrG1o − ΔrG2o.
Электрическая работа гальванического элемента (Wel) возникает в результате преобразования потенциальной энергии заряженных электродов в электрическую энергию.Потенциальная энергия возникает из тепловой энергии обоих электродов при переносе ионов в раствор и равна
wel = w1g − w2g = −ΔrGo − RTlna1a2 = −wuseful.E31Изменение энтальпии термостата имеет вид
ΔHthermostat = Δh2 , термостат-Δh3, термостат = -TΔrS, E32, что хорошо согласуется с аналогичным выражением, описанным уравнением. (14), для VHEB. Подробное уравнение для термостата ΔH может быть получено после подстановки соответствующих выражений (22) и (29) в (32)
ΔHthermostat = −T (ΔrS1o − ΔrS2o) −RTln (a2 / a1) −RT2 (∂lna2∂T − ∂lna1∂ Т).Е33Сумма ур. (31) и (33) дают полную энергию (электрическая работа + тепло), производимая гальваническим элементом
wel + ΔHthermostat = −ΔrHo − RT2 (∂lna2∂T − ∂lna1∂T) .E34Из уравнения ( 34) следует, что полная энергия, производимая гальваническим элементом, равна теплу, выделяемому в результате окислительно-восстановительной реакции.
Таким образом, подход, основанный на анализе поведения одного иона, дает те же результаты, что и современная теория. Однако здесь используется не таинственное прямое преобразование химической энергии (ΔrG) в электрическую работу, а концепция преобразования химической энергии в тепловую, а затем тепловая энергия термостата (окружающей среды) преобразуется в потенциальную энергию. заряженных электродов [12, 13].Электрическая энергия гальванического элемента возникает по схеме:
теплота реакции → энергия термостата → потенциальная энергия заряженных электродов → электрическая энергия.
Таким образом, в различных системах с однородной температурой полезная работа производится одним и тем же механизмом за счет обмена тепловой энергией с термостатом (окружающей средой). Прямого преобразования химической энергии в полезную работу не наблюдается. К сожалению, в гальваническом элементе процессы тепловыделения и производства полезной работы не могут быть пространственно разделены, потому что оба они происходят в двойном слое.Таким образом, гальванические элементы бесперспективны в производстве двойного количества энергии.
5.2. Концентрационная ячейка
Рассмотрим теперь концентрирующую ячейку, состоящую из двух электродов, например, цинковых с различной активностью раствора. Стандартные изменения функции Гиббса, энтальпии и энтропии для концентрационной ячейки стремятся к нулю из-за одинаковой химической природы обоих электродов. По определению считалось, что a2> a1. Из ур. (31) следует
wel = RTln (a2 / a1) = - wuseful, E35, что является обычным выражением для электрической энергии концентрационной ячейки.Из ур. (34) следует
wel + ΔHthermostat = −RT2 (∂lna2∂T − ∂lna1∂T) .E36Для системы, в которой деятельность не зависит от температуры, электрическая энергия возникает из энергии термостата (окружающей среды)
wel = −ΔHthermostat = −wuseful, E37, что вполне согласуется с общепринятыми представлениями.
. ЭНЕРГИЯ ИОНИЗАЦИИ На этой странице объясняется, что такое первая энергия ионизации, а затем рассматривается ее изменение в Периодической таблице - по периодам и группам вниз. Предполагается, что вы знаете о простых атомных орбиталях и можете писать электронные структуры для простых атомов. Вы найдете ссылку внизу страницы на аналогичное описание последовательных энергий ионизации (второй, третьей и т. Д.). | |||||||||||||||||||||
Важно! Если вас не устраивают атомные орбитали и электронные структуры, вам следует перейти по этим ссылкам, прежде чем идти дальше. | |||||||||||||||||||||
Определение энергии первой ионизации Определение Первая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления одного моля наиболее свободно удерживаемых электронов из одного моля газовых атомов, чтобы произвести 1 моль газообразных ионов, каждый с зарядом 1+. Это легче увидеть в терминах символов.
Это энергия, необходимая для выполнения этого изменения на моль X. | |||||||||||||||||||||
Беспокоитесь о родинках? Не надо! А пока просто примите это как меру определенного количества вещества. На данный момент не о чем беспокоиться. | |||||||||||||||||||||
Обратите внимание на уравнение Государственные символы - (g) - обязательны.Когда вы говорите об энергиях ионизации, все должно быть в газообразном состоянии. Энергия ионизации измеряется в кДж / моль -1 (килоджоулей на моль). Они различаются по размеру от 381 (что вы считаете очень низким) до 2370 (что очень много). Все элементы имеют первую энергию ионизации - даже атомы, которые не образуют положительных ионов в пробирках. Причина, по которой гелий (1-й I.E. = 2370 кДж / моль -1 ) обычно не образует положительный ион, заключается в огромном количестве энергии, которое потребуется для удаления одного из его электронов. Паттерны первых энергий ионизации в Периодической таблице Первые 20 элементов
Первая энергия ионизации показывает периодичность . Это означает, что он периодически меняется при перемещении по Периодической таблице. Например, посмотрите на образец от Li до Ne, а затем сравните его с идентичным образцом от Na до Ar. Все эти изменения в энергии первой ионизации можно объяснить структурами задействованных атомов. Факторы, влияющие на величину энергии ионизации Энергия ионизации - это мера энергии, необходимая для того, чтобы отвести конкретный электрон от притяжения ядра. Высокое значение энергии ионизации указывает на сильное притяжение между электроном и ядром. Размер этого аттракциона будет регулироваться: Заряд на ядре. Чем больше протонов в ядре, тем более положительно заряжено ядро и тем сильнее к нему притягиваются электроны. Расстояние электрона от ядра. Притяжение очень быстро спадает с увеличением расстояния. Электрон, находящийся рядом с ядром, будет притягиваться гораздо сильнее, чем тот, который находится дальше. Число электронов между внешними электронами и ядром. Рассмотрим атом натрия с электронной структурой 2,8,1. (Нет причин, по которым вы не можете использовать это обозначение, если оно полезно!) Если внешний электрон смотрит в сторону ядра, он не видит его четко.Между ним и ядром находятся два слоя электронов на первом и втором уровнях. Действие 11 протонов в ядре натрия ослабляется 10 внутренними электронами. Таким образом, внешний электрон ощущает чистое притяжение приблизительно 1+ от центра. Это уменьшение притяжения ядра внутренними электронами известно как экранирование , или экранирование. | |||||||||||||||||||||
Внимание! Электроны, конечно же, не «смотрят» в сторону ядра - и они тоже ничего не «видят»! Но нет причин, по которым вы не можете представить это в этих терминах, если это помогает вам визуализировать происходящее.Только не используйте эти термины на экзамене! Вы можете найти экзаменатора, которого расстроит такая неаккуратная речь. | |||||||||||||||||||||
Независимо от того, находится ли электрон на орбитали самостоятельно или в паре с другим электроном. Два электрона на одной орбите испытывают небольшое отталкивание друг от друга. Это компенсирует притяжение ядра, так что спаренные электроны удаляются гораздо легче, чем вы могли ожидать. Объяснение шаблона в нескольких первых элементах Водород имеет электронную структуру 1 с 1 .Это очень маленький атом, и отдельный электрон находится близко к ядру и поэтому сильно притягивается. Электроны не экранируют его от ядра, поэтому энергия ионизации высока (1310 кДж / моль -1 ). Гелий имеет структуру 1s 2 . Электрон удаляется с той же орбитали, что и в случае с водородом. Он находится близко к ядру и не экранирован. Значение энергии ионизации (2370 кДж / моль -1 ) намного выше, чем у водорода, потому что ядро теперь имеет 2 протона, притягивающие электроны, а не 1. Литий составляет 1 с 2 2 с 1 . Его внешний электрон находится на втором энергетическом уровне, намного более удаленном от ядра. Вы можете возразить, что это будет компенсировано дополнительным протоном в ядре, но электрон не ощущает полного притяжения ядра - он экранирован 1s 2 электронами.
Вы можете думать об электроне как о ощущении чистого притяжения 1+ от центра (3 протона смещены двумя 1s 2 электронов). Если сравнить литий с водородом (а не с гелием), электрон водорода также ощущает притяжение 1+ от ядра, но для лития расстояние намного больше. Энергия первой ионизации лития падает до 519 кДж моль -1 , тогда как у водорода 1310 кДж моль -1 . Модели в периодах 2 и 3 Обсуждение следующих 17 атомов по очереди займет много времени. Мы можем сделать это гораздо точнее, объяснив основные тенденции в эти периоды, а затем приняв во внимание исключения из этих тенденций. Первое, что нужно понять, это то, что модели в двух периодах идентичны, с той разницей, что все энергии ионизации в периоде 3 ниже, чем в периоде 2.
Объяснение общей тенденции в периоды 2 и 3 Общая тенденция состоит в том, что энергия ионизации увеличивается с течением времени. В течение всего периода 2 внешние электроны находятся на двухуровневых орбиталях - 2s или 2p. Это все одинаковые расстояния от ядра, и они экранируются теми же 1s 2 электронами. Основное различие заключается в увеличении количества протонов в ядре по мере перехода от лития к неону. Это вызывает большее притяжение между ядром и электронами и, таким образом, увеличивает энергию ионизации. Фактически, возрастающий заряд ядра также притягивает внешние электроны ближе к ядру. Это увеличивает энергию ионизации еще больше по мере прохождения периода. | |||||||||||||||||||||
Примечание: Факторы, влияющие на атомный радиус, описаны на отдельной странице. | |||||||||||||||||||||
В период 3 тенденция точно такая же. На этот раз все удаляемые электроны находятся на третьем уровне и экранируются электронами 1s 2 2s 2 2p 6 . Все они имеют одинаковую среду, но есть возрастающий ядерный заряд. Почему разница между группами 2 и 3 (Be-B и Mg-Al)? Объяснение кроется в структуре бора и алюминия.Внешний электрон удаляется из этих атомов легче, чем можно было бы предположить по общей тенденции их периода.
Можно было ожидать, что количество бора будет больше, чем значение бериллия, из-за дополнительного протона.Противодействует тот факт, что внешний электрон бора находится на 2p-орбитали, а не на 2s. 2p-орбитали имеют немного более высокую энергию, чем 2s-орбитали, и электрон, в среднем, находится дальше от ядра. Это имеет два эффекта.
Объяснение разницы между магнием и алюминием такое же, за исключением того, что все происходит на 3-м уровне, а не на 2-м уровне.
3p-электрон в алюминии немного дальше от ядра, чем 3s, и частично экранирован 3s 2 электронами, а также внутренними электронами. Оба эти фактора компенсируют влияние дополнительного протона. | |||||||||||||||||||||
Внимание! Возможно, вы встретите учебник, в котором описывается перепад между группой 2 и группой 3, где говорится, что полная орбиталь s 2 в некотором роде особенно стабильна, и это затрудняет удаление электрона.Другими словами, эта флуктуация вызвана аномально высоким значением энергии ионизации для группы 2. Это просто неправильно! Причина колебания заключается в том, что значение группы 3 ниже, чем вы могли ожидать, по причинам, которые мы рассмотрели. | |||||||||||||||||||||
Почему разница между группами 5 и 6 (N-O и P-S)? Еще раз, вы можете ожидать, что энергия ионизации элемента группы 6 будет выше, чем у элемента группы 5 из-за дополнительного протона.Что компенсирует это на этот раз?
Экранирование идентично (от 1s 2 и, в некоторой степени, от 2s 2 электронов), и электрон удаляется с идентичной орбитали. Разница в том, что в случае кислорода удаляемый электрон является одним из пары 2p x 2 . Отталкивание между двумя электронами на одной орбитали означает, что электрон легче удалить, чем это могло бы быть в противном случае. Падение энергии ионизации серы учитывается аналогичным образом. | |||||||||||||||||||||
Примечание: После кислорода или серы энергии ионизации следующих двух элементов увеличиваются из-за дополнительных протонов. Все остальное то же самое - тип орбитали, на которую выходит новый электрон, экранирование и тот факт, что он объединяется в пары с существующим электроном. Студенты иногда задаются вопросом, почему энергия следующей ионизации не падает из-за отталкивания, вызванного спариванием электронов, точно так же, как, скажем, между азотом и кислородом. Между азотом и кислородом образование пар - новый фактор, и отталкивание перевешивает эффект дополнительного протона. Но образование пар между кислородом и фтором - не новый фактор, и единственная разница в этом случае - дополнительный протон. Таким образом, по сравнению с кислородом энергия ионизации фтора больше. И точно так же энергия ионизации неона еще больше. | |||||||||||||||||||||
Тенденции изменения энергии ионизации в группе По мере того, как вы спускаетесь по группе в Периодической таблице, энергии ионизации обычно падают.Вы уже видели свидетельство этого в том факте, что энергии ионизации в периоде 3 меньше, чем в периоде 2. Возьмем группу 1 в качестве типичного примера:
Почему содержание натрия меньше, чем у лития? В атоме натрия 11 протонов, а в атоме лития только 3, поэтому заряд ядра намного больше. Вы, возможно, ожидали гораздо большей энергии ионизации в натрии, но компенсация заряда ядра - большее расстояние от ядра и большее экранирование.
Внешний электрон лития находится на втором уровне и имеет только 1s 2 электронов для его экранирования. Электрон 2s 1 ощущает притяжение 3 протонов, экранированных 2 электронами - чистое притяжение от центра 1+. Внешний электрон натрия находится на третьем уровне и защищен от 11 протонов в ядре 10 внутренними электронами. Электрон 3s 1 также ощущает чистое притяжение 1+ от центра атома. Другими словами, влияние дополнительных протонов компенсируется эффектом дополнительных экранирующих электронов. Единственный оставшийся фактор - это дополнительное расстояние между внешним электроном и ядром в случае натрия. Это снижает энергию ионизации. Подобные объяснения справедливы, когда вы спускаетесь вниз по остальной части этой группы - или, действительно, к любой другой группе. Тенденции изменения энергии ионизации в серии переходов
За исключением цинка в конце, все остальные энергии ионизации практически одинаковы. Все эти элементы имеют электронную структуру [Ar] 3d n 4s 2 (или 4s 1 в случае хрома и меди). Теряемый электрон всегда приходит с орбитали 4s. | |||||||||||||||||||||
Примечание: Орбиталь 4s имеет более высокую энергию, чем 3d в переходных элементах.Это означает, что это 4s-электрон, который теряется из атома, когда он образует ион. Это также означает, что 3d-орбитали немного ближе к ядру, чем 4s, и поэтому предлагают некоторую защиту. Как ни странно, это несовместимо с тем, что мы говорим, когда используем принцип Ауфбау для определения электронной структуры атомов. Об этом я подробно рассказывал на странице о порядке заполнения 3-х и 4-х орбиталей. Если вы учитель или очень уверенный в себе ученик, вы можете перейти по этой ссылке. Если вы не так уверены в себе или приходите к этому впервые, я предлагаю вам проигнорировать это. Помните, что принцип Ауфбау (который использует предположение, что 3d-орбитали заполняются после 4s) - это просто полезный способ разработки структуры атомов, но что в реальных атомах переходных металлов 4s на самом деле является внешней орбиталью с более высокой энергией. | |||||||||||||||||||||
По мере того, как вы переходите от одного атома к другому в ряду, количество протонов в ядре увеличивается, но также увеличивается количество 3d-электронов.Трехмерные электроны обладают некоторым экранирующим эффектом, а дополнительный протон и дополнительный трехмерный электрон более или менее компенсируют друг друга в том, что касается притяжения от центра атома. Подъем цинка легко объяснить.
В каждом случае электрон идет с одной и той же орбитали, с идентичным экранированием, но у цинка есть один дополнительный протон в ядре, поэтому притяжение больше. Между спаренными электронами на 4s-орбитали будет определенная степень отталкивания, но в данном случае этого явно недостаточно, чтобы перевесить эффект дополнительного протона. | |||||||||||||||||||||
Примечание: На самом деле это очень похоже на увеличение, скажем, натрия до магния в третьем периоде.В этом случае внешняя электронная структура изменяется с 3s 1 на 3s 2 . Несмотря на спаривание электронов, энергия ионизации увеличивается из-за дополнительного протона в ядре. Отталкивания между 3s-электронами явно недостаточно, чтобы перевесить это. Я не знаю, почему отталкивание между спаренными электронами имеет меньшее значение для электронов на s-орбиталях, чем на p-орбиталях (я даже не знаю, можете ли вы сделать такое обобщение!). Я подозреваю, что это связано с формой орбиты и, возможно, с большим проникновением s-электронов к ядру, но я нигде не смог найти упоминания об этом.На самом деле, мне не удалось найти никого, кто хотя бы упоминал отталкивание в контексте парных s-электронов! Если у вас есть какая-либо достоверная информация по этому поводу, не могли бы вы связаться со мной по адресу, указанному на странице об этом сайте. | |||||||||||||||||||||
Энергия ионизации и реакционная способность Чем ниже энергия ионизации, тем легче происходит это изменение:
Вы можете объяснить увеличение реакционной способности металлов группы 1 (Li, Na, K, Rb, Cs) по мере того, как вы спускаетесь по группе, с точки зрения падения энергии ионизации.С чем бы эти металлы ни вступали в реакцию, они должны в процессе образовывать положительные ионы, поэтому чем ниже энергия ионизации, тем легче эти ионы будут образовываться. Опасность такого подхода заключается в том, что образование положительного иона - это только одна стадия многоступенчатого процесса. Например, вы не начали бы с газообразных атомов; и в итоге вы не получите газообразных положительных ионов - вы получите ионы в твердом или растворе. Энергетические изменения в этих процессах также варьируются от элемента к элементу.В идеале нужно рассматривать всю картину целиком, а не только ее небольшую часть. Однако энергии ионизации элементов будут основными факторами, способствующими энергии активации реакций. Помните, что энергия активации - это минимальная энергия, необходимая до того, как произойдет реакция. Чем ниже энергия активации, тем быстрее будет реакция - независимо от того, каковы общие изменения энергии в реакции. Падение энергии ионизации по мере того, как вы спускаетесь по группе, приведет к снижению энергии активации и, следовательно, к более быстрой реакции. | |||||||||||||||||||||
Примечание: Вы найдете страницу, обсуждая это более подробно в разделе неорганических веществ этого сайта, посвященном реакциям металлов Группы 2 с водой. | |||||||||||||||||||||
© Джим Кларк 2000 (последнее изменение - август 2016 г.) |