Енергія іонізації
Перша енергія іонізації — енергія, потрібна для видалення електрон з ізольованого газоподібного атом: X(g)→X⁺(g)+e⁻. Для нейтральний атом основного стану процес ендотермічний і характеризує, наскільки сильно зв’язаний електрон, який найлегше видалити.
Точне визначення
Умова газова фаза важлива. Енергія іонізації не є робоча функція металу і не описує видалення електронів із кристалічна решітка.
Табличні перший IE зазвичай стосуються ізольовані газоподібні атоми основного стану.
Періодичний тренд
У періоді перший IE загалом зростає через збільшення Z_ефф і зменшення атомний радіус.
Униз групою перший IE загалом зменшується, бо валентний електрон має більше n і сильніше екранований.
Винятки підоболонки
У B IE₁ менша, ніж у Be, бо видаляється 2p електрон, який має вищу енергії та слабшу проникнення, ніж 2s.
У O IE₁ менша, ніж у N, бо одна 2p орбітальний O містить спарені електрони і додаткова відштовхування трохи полегшує видалення.
Послідовні енергії іонізації
Послідовні енергії іонізації ростуть: IE₂>IE₁, IE₃>IE₂ тощо.
Дуже великий стрибати виникає, коли валентні електрони уже видалені й наступний електрон є серцевинний електрон.
Валентна діагностика
Такі стрибки допомагають оцінити кількість валентних електронів у атоми головної групи.
Для Mg великий стрибати після IE₂ узгоджується з [Ne]3s².
Хімічне значення
Низька перший IE може сприяти утворення катіонів, але реальна хімія також залежить від енергія решітки, розчинення і склеювання.
Газофазна атомна тенденція не слід перетворювати на абсолютний рейтинг реакційної здатності.
Не спорідненість до електрона
Енергія іонізації стосується видалення електронів. Електронна спорідненість — зміна енергії під час приєднання електронів.
Це різні процеси з різними тенденції та винятки.
Експериментальне визначення
Фотоіонізація і фотоелектронна спектроскопія дають енергії зв'язку електронів та пороги іонізації. В експерименті важливо відрізняти атоми основного стану від збуджених видів.
Послідовний IE особливо корисні як послідовність: великий стрибати є електронний підпис переходу від видалення валентності до видалення серцевини-оболонки.
Як читати числові IE
Порівнювати треба однаковий порядок іонізації: IE₁ різних елементів стосується нейтральні атоми, тоді як IE₂ уже починається з катіони. Послідовність IE₁, IE₂, IE₃ несе інформація про структуру оболонки.
Навіть висока IE₁ не забороняє утворення сполуки, якщо енергія решітки, розчинення або формування зв'язку компенсують енергетичні витрати.
Розібраний приклад
бути проти B
У кого нижча IE₁?
Розв’язання
У B.
N проти O
У кого нижча IE₁?
Розв’язання
У O.
Великий стрибок
Що означає стрибати після IE₂?
Розв’язання
Після двох валентні електрони починається видалення серцевини.