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行業新聞

什么是電離能

2016/12/9 15:48:43

介紹:基態的氣態原子或氣態離子失去一個電子所需要的最小能量稱為元素的電離能。常用符號I表示。單位為kJ·mol-1(SI單位為J·mol-1)。處于基態的氣態原子失去一個電子生成+1價的氣態陽離子所需要的能量稱為第一電離能(I1)。由+1價氣態陽離子再失去一個電子形成+2價氣態陽離子時所需能量稱為元素的第二電離能(I2)。第三、四電離能依此類推,且一般地I1<I2<I3…。由于原子失去電子必須消耗能量克服核對外層電子的引力,所以電離能總為正值。通常不特別說明,指的都是第一電離能。

電離能可以定量的比較氣態原子失去電子的難易,電離能越大,原子越難失去電子,其還原性越弱;反之金屬性越強。所以它可以比較元素的金屬性強弱。影響電離能大小的因素是:有效核電荷、原子半徑、和原子的電子構型。

(1)同一周期主族元素從左到右作用到最外層電子上的有效核電荷逐漸增大,電離能呈增大趨勢,表示元素原子越來越難失去電子。由堿金屬元素,其電離能最小,到稀有氣體由于具有穩定的電子層結構,其電離能最大。故同周期元素從強金屬性逐漸變到非金屬性,直至強非金屬性。短周期的這種遞變更為明顯,因為同周期元素電子層數相同,但隨著核電荷數增大和原子半徑的減小,核對外層電子的有效吸引作用依次增強。

(2)同一周期副族元素從左至右,由于有效核電荷增加不多,原子半徑減小緩慢,有電離能增加不如主族元素明顯,只是隨著原子序數的增加第一電離能從左至右略有增加。由于最外層只有兩個電子,過渡元素均表現金屬性。

(3)同一周期內元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折。當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空(p0, d0, f0)、半滿(p3, d5, f7)或全滿(p6, d10, f14)結構時,原子的能量較低,元素的第一電離能較大。

(4)同一主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,表明自上而下原子越來越容易失去電子。這是因為同主族元素的價電子數相同,原子半徑逐漸增大,原子核對核外電子的有效吸引作用逐漸減弱

(5)同一副族電離能變化不規則。

總之第一電離能的周期遞變規律與原子半徑和核外電子排布的周期性變化密切相關。

 

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