Энергия ионизации
Энергия ионизации — это энергия, которую нужно затратить, чтобы удалить электрон из изолированного атома в газовой фазе. Чем сильнее ядро удерживает внешний электрон, тем больше энергия ионизации.
Формула и смысл
Процесс первой ионизации можно записать так: атом \(X\) теряет один электрон и превращается в катион \(X^+\).
Первая энергия ионизации характеризует удаление первого электрона. Для удаления второго электрона из иона \(X^+\) нужна вторая энергия ионизации, обычно ещё большая: положительный ион сильнее притягивает оставшиеся электроны.
Изменение в периодической системе
В периоде слева направо энергия ионизации в целом увеличивается: заряд ядра возрастает, а внешний электрон притягивается сильнее. В группе сверху вниз она обычно уменьшается: увеличиваются радиус атома и число электронных слоёв, поэтому внешний электрон удаляется легче. Эти закономерности связаны с периодическим законом и помогают объяснить изменение металлических свойств.
У натрия внешний электрон находится на третьем электронном слое и удаляется сравнительно легко, поэтому энергия ионизации натрия невелика. У хлора в том же периоде ядро сильнее притягивает внешний электрон, поэтому его первая энергия ионизации больше.
Энергия ионизации — свойство отдельного атома, показывающее, насколько трудно удалить электрон. Электроотрицательность показывает способность атома притягивать общую электронную пару в химической связи. Это разные понятия. Не следует также смешивать энергию ионизации с окислительно-восстановительным потенциалом элемента: потенциал относится к процессам в электрохимической системе.
Как изменяется первая энергия ионизации элементов в ряду Na → Mg → Al в целом?
Главное
- Энергия ионизации — энергия удаления электрона из изолированного газообразного атома.
- В периоде она в целом увеличивается, а в группе сверху вниз уменьшается.
- Большая энергия ионизации означает, что электрон удалить труднее.