Энергия ионизации
Первая энергия ионизации — энергия, необходимая для удаления электрона из изолированного газообразного атома: X(g)→X⁺(g)+e⁻. Для нейтральный атом в основном состоянии процесс эндотермический и показывает, насколько прочно связан наиболее легко удаляемый электрон.
Точное определение
Условие газовая фаза важно. Энергия ионизации не равна рабочая функция металла и не описывает удаление электрона из кристаллической решётки.
Табличные первый IE обычно относятся к изолированные газообразные атомы в основное состояние.
Периодический тренд
В периоде первый IE обычно растёт из-за увеличения Z_эфф и уменьшения атомный радиус.
Вниз по группе она обычно уменьшается: валентный электрон имеет большее n и сильнее экранирован.
Исключения подуровней
У B IE₁ меньше, чем у Be, потому что удаляется 2p электрон, который выше по энергии и хуже проникает, чем 2s.
У O IE₁ меньше, чем у N, потому что в одной 2p-орбитали O есть электронная пара и отталкивание облегчает удаление одного электрона.
Последовательные энергии
Последовательные энергии ионизации возрастают: IE₂>IE₁, IE₃>IE₂ и далее.
Особенно большой прыгать появляется, когда валентные электроны уже удалены и следующий электрон принадлежит ядро.
Диагностика валентности
Большие прыжки помогают оценивать количество валентных электронов у атомы основной группы.
Для Mg резкий рост после IE₂ согласуется с конфигурацией [Ne]3s².
Химическая интерпретация
Низкая IE способствует образование катионов, но реальная химия зависит от энергия решетки, сольватация, связь и энергетика состояний окисления.
Газофазный атомный тренд нельзя превращать в абсолютный рейтинг реакционной способности.
Не сродство к электрону
Энергия ионизации относится к удалению электрон. Сродство к электрону — к изменение энергии при его добавлении.
Это разные экспериментальные процессы с разными закономерностями и исключениями.
Экспериментальное определение
Фотоионизация и фотоэлектронная спектроскопия измеряют энергии связи и пороги ионизации. Важно отделять атомы в основном состоянии от возбужденный вид и молекулярных примесей.
Последовательный IE особенно информативны как последовательность. Большой прыгать показывает переход от удаления валентные электроны к ядро оболочки.
Как читать числовые данные
Сравнивать нужно одинаковый порядок ионизации: IE₁ разных элементов отвечает одной задаче, а IE₂ относится уже к катионам. Последовательность IE₁, IE₂, IE₃ даёт информацию о структура оболочки.
Даже высокая IE₁ не запрещает образование соединения, если другие энергетические вклады — энергия решетки, сольватация или образование облигаций — компенсируют затраты.
Разобранный пример
Будь против B
У кого ниже IE₁?
Решение
У B.
N против O
У кого ниже IE₁?
Решение
У O.
Большой прыгать
Что показывает скачок после IE₂?
Решение
После двух валентные электроны начинается удаление основной электрон.