Энергия ионизации

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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:

  1. эффективный заряд ядра, являющийся функцией числа электронов в атоме, экранирующих ядро и расположенных на более глубоко лежащих внутренних орбиталях;
  2. радиальное расстояние от ядра до максимума зарядовой плотности наружного, наиболее слабо связанного с атомом и покидающего его при ионизации, электрона;
  3. мера проникающей способности этого электрона;
  4. 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].

Энергии ионизации элементов.
Энергия последовательной ионизации In (кДж/моль) атомов элементов третьего периода[5]
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

Сродство к электрону

Примечания

[править | править код]
  1. 34. Энергия ионизации и сродство к электрону. alnam.ru. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано из оригинала 14 сентября 2018 года.
  2. Энергия ионизации атома. itchem.ru. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано 14 сентября 2018 года.
  3. 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. [исправить]
  4. Энергия ионизации - Общая и неорганическая химия. chemiday.com. Дата обращения: 14 сентября 2018. Архивировано 14 сентября 2018 года.
  5. Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии. — М.: Просвещение, 1991. — С. 36. — 224 с. — (Библиотека учителя химии). — ISBN 5-09-002630-0.