电离能:趋势
- 电离能显示周期性-元素周期表一段时间内的趋势
- 正如从它们的电子构型可以预期的那样,I族金属具有相对较低的电离能,而惰性气体具有很高的电离能
- 第一电离能的大小受四个因素的影响:
- 核电荷的大小
- 原子核荷数随着原子序数的增加而增加,这意味着原子序数更大有吸引力的部队在原子核和电子之间,所以当移除一个电子时,需要更多的能量来克服这些吸引力
- 外层电子到原子核的距离
- 电子壳层离原子核越远,电子对原子核的吸引力就越小——原子核的吸引力就越弱——所以外层电子壳层离原子核越远,电子对原子核的吸引力就越小较低的电离能
- 内层电子的屏蔽效应
- 的屏蔽效应当整个内层的电子排斥外层的电子,阻止它们感受到满核电荷,因此,原子的壳层越多,屏蔽效应就越大,电离能就越低
- Spin-pair排斥
- 亚壳层中同一原子轨道上的电子比不同原子轨道上的电子相互排斥更大,这使得电子更容易被移除(这就是为什么第一电离能总是最低的)
- 核电荷的大小
- 所以,第一个电离作用能量增加跨越一个时期减少下一组
显示氢到钠元素电离能的图表
一段时间内的电离能
- 一段时间内的电离能增加由于以下因素:
- 在一个时期内核电荷增加
- 这导致了原子半径将原子减少,当外层电子被拉向原子核时,原子核和外层电子之间的距离减少
- 的屏蔽内层电子保持相当稳定,因为电子被加到同一个电子层
- 它变成了更难移走一个电子当你穿越一段时间;更多的能量是必要的
- 所以电离能增加了
- 有一个快速的减少在电离能之间最后的元素在一个周期内,而第一个元素,因为:
- 增加了距离在原子核和外层电子之间因为你增加了一个新壳层
- 增加了屏蔽通过内层电子,因为增加了电子层
- 这两个因素超过了增长核负责
- 有一个轻微的减少在IE中1之间的铍而且硼因为硼的第5个电子在2p亚层,比铍的2s亚层离原子核更远
- 铍第一电离能是900千焦摩尔-1因为它的电子排布122 s2
- 硼第一电离能是800千焦摩尔-1因为它的电子排布122 s22 px1
- 有一个轻微的减少在IE中1之间的氮而且氧气而且磷由于spin-pair排斥在2p轨道上x氧轨道
- 氮第一电离能是1400kj mol-1因为它的电子排布是1s22 s22 px12 py12 pz1
- 氧气第一电离能是1310 kJ mol-1因为它的电子排布是1s22 s22 px22 py12 pz1
电离能降低一个基团
- 一个基团的电离能减少由于以下因素:
- 原子中的质子数增加了,所以核电荷增加
- 但是,原子的半径随着电子壳层的增加而增大,使原子变大
- 所以,距离在原子核和外层电子之间增加当你下潜时
- 的屏蔽通过内层电子增加因为电子层越来越多
- 这些因素超过了增加的核电荷,这意味着它变得更容易移去外层电子当你下山的时候
- 所以电离能减小
电离能在一段时期内的趋势&从组表下降
元素的连续电离能
- 的连续的元素的电离能增加
- 这是因为一旦你从一个原子中移除了外层的电子,你就形成了一个正离子
- 从正离子中去除一个电子是更加困难而不是中性原子
- 随着更多的电子被移走,吸引力增加由于屏蔽的减少和质子电子比的增加
- 然而,电离能的增加不是恒定的,它取决于原子的电子构型
- 以钙为例:
钙表的电离能
- 的第一个被移去电子的IE值很低1由于4s轨道上电子的自旋对斥力,它很容易从原子中移除
- 的第二个电子比第一个电子更难去除,因为没有电子spin-pair排斥
- 的第三电子要比第二个电子难去除得多,因为第三个电子在a中主量子壳层更靠近原子核(3p)
- 移除第四电子更难,因为轨道不再是满的,轨道上有更少的电子spin-pair排斥
考试技巧
当电子经过一个完整的亚壳层时,很容易把电子从亚壳层中除去spin-pair斥力。它更难从主量子壳层它们离原子核越近,原子核越少屏蔽增加了吸引力的力量在电子和核电荷之间。