Эне́ргия иониза́ции — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (I1), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность.[1]
Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества.
Для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов (I2, I3 и т. д.), представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента[2]. Сложив все потенциалы ионизации, можно получить энергию полной ионизации атома, то есть энергию, необходимую для отрыва всех электронов нейтрального атома. Для самых тяжёлых элементов она может достигать сотен килоэлектрон-вольт. Так, для атома урана полная энергия связи электронов равна 694,4 кэВ[3].
Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение (это понятно, так как, чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, — самопроизвольно это произойти не может).
На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:
- эффективный заряд ядра, являющийся функцией числа электронов в атоме, экранирующих ядро и расположенных на более глубоко лежащих внутренних орбиталях;
- радиальное расстояние от ядра до максимума зарядовой плотности наружного, наиболее слабо связанного с атомом и покидающего его при ионизации, электрона;
- мера проникающей способности этого электрона;
- межэлектронное отталкивание среди наружных (валентных) электронов.
На энергию ионизации оказывают влияние также и менее значительные факторы, такие как квантовомеханическое обменное взаимодействие, спиновая и зарядовая корреляция и др.
Энергии ионизации элементов измеряется в эВ/атом или в кДж/моль[4].
| Элемент | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na | 495,8 | 4564 | — | — | — | — | — |
| Mg | 737,7 | 1451 | 7730 | — | — | — | — |
| Al | 577,6 | 1817 | 2744 | 11600 | — | — | — |
| Si | 786,5 | 1577 | 3228 | 4350 | 16100 | — | — |
| P | 1011,8 | 1904 | 2910 | 4950 | 6270 | 21200 | — |
| S | 999,6 | 2253 | 3380 | 4565 | 6950 | 8490 | 27000 |
| Cl | 1251,2 | 2296 | 3850 | 5160 | 6560 | 9360 | 11000 |
| Ar | 1520,6 | 2666 | 3946 | 5770 | 7230 | 8780 | 12000 |
См. также
правитьПримечания
править- ↑ 34. Энергия ионизации и сродство к электрону. alnam.ru. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано из оригинала 14 сентября 2018 года.
- ↑ Энергия ионизации атома. itchem.ru. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано 14 сентября 2018 года.
- ↑ Mitler H. E. Total Binding Energy of Electrons in a Neutral Atom (англ.) // American Journal of Physics. — 1967. — Vol. 35, iss. 12. — P. 1115—1118. — doi:10.1119/1.1973788.
- ↑ Энергия ионизации - Общая и неорганическая химия. chemiday.com. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано 14 сентября 2018 года.
- ↑ Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии. — М.: Просвещение, 1991. — С. 36. — 224 с. — (Библиотека учителя химии). — ISBN 5-09-002630-0.
Ссылки
править- Periodic Table of the Elements First Ionization Potential
- Периодическая таблица элементов, отсортированных по потенциалу ионизации.
