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Énergie d’ionisation : arracher un électron à un atome
La première énergie d’ionisation est l’énergie minimale nécessaire pour retirer un électron à un atome gazeux neutre dans son état fondamental.
L’énergie d’ionisation mesure l’énergie nécessaire pour arracher un électron
La première énergie d’ionisation correspond à l’énergie minimale requise pour retirer un électron d’un atome neutre isolé à l’état gazeux. Elle dépend de l’attraction exercée par le noyau, de la distance de l’électron externe et de l’effet d’écran des autres électrons.
L’énergie d’ionisation augmente globalement de gauche à droite.
Elle diminue globalement du haut vers le bas.
Pourquoi il existe des exceptions locales
Les tendances globales ne sont pas parfaitement monotones. La structure des sous-couches et l’appariement des électrons modifient localement les énergies. C’est pourquoi certaines valeurs voisines s’écartent légèrement de la tendance simple attendue.
Les ionisations successives
Après avoir retiré un premier électron, en arracher un deuxième exige généralement davantage d’énergie. Un saut très marqué entre deux énergies d’ionisation successives signale souvent qu’on commence à retirer un électron appartenant à une couche interne plus fortement liée.
- Repérez la position de l’élément.
- Évaluez l’attraction nucléaire effective et le nombre de couches.
- Utilisez la tendance comme guide, pas comme règle absolue.
- Vérifiez les valeurs expérimentales si une comparaison précise est nécessaire.
L’électron est davantage attiré : l’ionisation devient plus difficile.
L’électron externe est moins fortement lié : l’ionisation devient plus facile.
Première, deuxième, troisième énergie d’ionisation
Les valeurs successives ne décrivent pas le même processus : IE₁ retire un électron à l’atome neutre, IE₂ en retire un à l’ion +1, etc. Chaque étape part donc d’une espèce plus positive, généralement plus difficile à ioniser.
Ne pas confondre énergie d’ionisation et électronégativité
L’énergie d’ionisation est une énergie mesurable pour une espèce isolée en phase gazeuse. L’électronégativité est une grandeur comparative utilisée pour décrire l’attraction exercée par un atome engagé dans une liaison. Elles sont liées par les tendances électroniques, mais ce ne sont pas la même propriété.
Définition
On peut écrire symboliquement : X(g) → X⁺(g) + e⁻. L’énergie d’ionisation est positive : il faut fournir de l’énergie pour séparer l’électron de l’atome.
Tendance dans le tableau
La première énergie d’ionisation augmente globalement de gauche à droite au sein d’une période et diminue généralement en descendant un groupe. La charge nucléaire effective et la distance des électrons externes jouent un rôle central.
Après avoir retiré un premier électron, il faut davantage d’énergie pour retirer le suivant. Une hausse très forte peut apparaître lorsqu’on commence à enlever un électron d’une couche interne stable.
Pourquoi existe-t-il des exceptions ?
Les sous-couches, leur remplissage et les répulsions entre électrons modifient les énergies. Les tendances générales ne remplacent donc pas les valeurs mesurées.