Ενέργεια ιονισμού
Η πρώτη ενέργεια ιονισμού είναι η ενέργεια που απαιτείται για να αφαιρεθεί ένα ηλεκτρόνιο από ένα απομονωμένο αέριο άτομο: X(g)→X⁺(g)+e⁻. Είναι πάντα ενδόθερμος για το άτομο θεμελιώδους κατάστασης και μετρά πόσο ισχυρά συγκρατείται το πιο εύκολα αφαιρούμενο ηλεκτρόνιο.
Ακριβής ορισμός
Η αέρια φάση συνθήκη είναι σημαντική. Η ενέργεια ιονισμού δεν είναι το ίδιο με ενέργειας που απαιτείται για να αφαιρέσουμε ηλεκτρόνιο από συμπαγές μέταλλο μέσα σε πλέγμα.
Οι πίνακες πρώτων ενεργειών ιονισμού αναφέρονται συνήθως σε ουδέτερα αέρια άτομα στο βασική κατάσταση.
Περιοδική τάση
Κατά μήκος μιας περιόδου η πρώτη ενέργεια ιοντισμού τείνει να αυξάνεται επειδή Z_εφ αυξάνεται και ατομική ακτίνα μειώνεται.
Προς τα κάτω σε ομάδα τείνει να μειώνεται επειδή το ηλεκτρόνιο σθένους βρίσκεται σε μεγαλύτερο n και θωρακισμένος περισσότερο.
Για Mg η διαμόρφωση επίγειας κατάστασης μπορεί να γραφτεί [Ne]3s², οπότε το μεγάλο άλμα μετά το IE₂ αντιστοιχεί στην έναρξη αφαίρεσης ηλεκτρόνιο από το [Ne] πυρήνα.
Εξαιρέσεις υποκελύφους
Η τάση δεν είναι ομαλή. Το B έχει μικρότερη πρώτο IE από το Be επειδή το ηλεκτρόνιο που αφαιρείται από B είναι 2p, υψηλότερης ενέργειας και λιγότερο διεισδυτική από 2s.
Το O έχει μικρότερη πρώτο IE από N επειδή σε ένα 2p τροχιακό του O υπάρχει ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο και η απώθηση ηλεκτρονίου-ηλεκτρονίου διευκολύνει λίγο την αφαίρεση.
Διαδοχικοί ιοντισμοί
Οι διαδοχικές ενέργειες ιονισμού αυξάνονται: IE₂>IE₁, IE₃>IE₂ κ.ο.κ., επειδή αφαιρούμε ηλεκτρόνιο από όλο και πιο θετικό ιόν.
Ένα πολύ μεγάλο άλμα εμφανίζεται όταν, μετά την αφαίρεση των ηλεκτρόνια σθένους, πρέπει να αφαιρεθεί ηλεκτρόνιο πυρήνα.
Διάγνωση σθένους
Τα μεγάλα άλματα μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό πόσα ηλεκτρόνια συμμετέχουν συνήθως ως σθένος σε άτομο της κύριας ομάδας.
Για Mg, μεγάλο άλμα μετά το IE₂ είναι συμβατό με δύο 3s ηλεκτρόνια σθένους και μετάβαση σε πυρήνας που μοιάζει με νέον.
Ιοντισμός και χημική συμπεριφορά
Χαμηλή πρώτο IE ευνοεί σχηματισμός κατιόντων, αλλά η πραγματική χημεία εξαρτάται και από ενέργεια πλέγματος, λύσεως, συγκόλληση και ενεργειακή κατάσταση οξείδωσης.
Δεν πρέπει να μετατρέπουμε μια τάση ατομικής αέριας φάσης σε απόλυτο κανόνα αντιδραστικότητας.
Όχι συγγένεια ηλεκτρονίων
Ενέργεια ιονισμού αφορά αφαίρεση ηλεκτρόνιο από άτομο. Συγγένεια ηλεκτρονίων αφορά την ενεργειακή αλλαγή όταν ηλεκτρόνιο προστίθεται.
Οι δύο τάσεις σχετίζονται με ηλεκτρονική δομή αλλά έχουν διαφορετικό ορισμό και διαφορετικές εξαιρέσεις.
Λυμένο παράδειγμα
Na
Γιατί έχει σχετικά χαμηλή πρώτο IE;
Λύση
Το 3s ηλεκτρόνιο σθένους είναι μακρύτερα και θωρακισμένος από ηλεκτρόνια του πυρήνα.
Be vs B
Ποιο έχει χαμηλότερη IE₁;
Λύση
Το B, λόγω αφαίρεσης 2p ηλεκτρόνιο.
Διαδοχική IE
Τι σημαίνει μεγάλο άλμα μετά το IE₂;
Λύση
Ότι μετά από δύο ηλεκτρόνια σθένους αρχίζει αφαίρεση ηλεκτρόνιο πυρήνα.