Энергия ионизации - Общая и неорганическая химия

Первой энергией ионизации называется количество энергии, необходимое для отрыва наименее прочно связанного с ядром электрона от изолированного невозбужденного атома данного элемента в газовой фазе. Она относится к 1 моль электронов, т. е. измеряется в кДж/моль. Первая энергия ионизации в целом возрастает по периоду от щелочных металлов (минимум) до благородных газов (максимум). Изменение не носит монотонного характера: на кривых зависимости первой энергии ионизации от атомного номера для элементов первого — четвертого периодов отчетливо видны промежуточные максимумы для элементов, имеющих законченный s-подуровень (бериллий, магний), наполовину заполненный p-подуровень (азот, фосфор, мышьяк), законченный d-подуровень (цинк).

Рис.1. Изменение первой энергии ионизации элементов с увеличением атомного номера

Последующему отрыву второго электрона соответствует вторая энергия ионизации; отрыву третьего электрона - третья энергия ионизации. Вторая энергии ионизации для атома данного элемента всегда больше первой ионизации, третья - больше второй и т. д., причем один раз увеличение происходит очень резко, т. е. скачкообразно.

Таблица 1. Значения первой - пятой энергий ионизации (кДж/моль) для элементов IА — IVА групп второго и третьего периодов

Элемент	E_{иониз 1}	E_{иониз 2}	E_{иониз 3}	E_иониз4	E_{иониз 5}
Второй период
Литий	520	7298	11815	-	-
Бериллий	900	1757	14849	21000	-
Бор	801	2427	3660	25026	32827
Углерод	1086	2353	4625	6223	37830
Третий период
Натрий	496	4562	6912	9544	13353
Магний	738	1451	7733	10540	13630
Алюминий	578	1817	2745	11578	14831
Кремний	787	1577	3232	4356	16091

Анализ приведенных в табл. 1. значений показывает, что резкое возрастание энергии ионизации характерно для отрыва последующего электрона для элементов IА группы при переходе от E_{иониз 1} к E_{иониз 2}. Становится очевидным, почему ионы Li⁺ и образуются легко, а образование ионов Na²⁺ энергетически не выгодно.

Особого внимания заслуживает ионизация атомов d-элементов четвертого периода. Атомы этих элементов в первую очередь теряют 4s-электроны, а затем уже 3d-электроны.

Список использованной литературы

Попков В. А., Пузаков С. А. Общая химия: учебник. - М.: ГЭОТАР-Медия, 2010. - 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [с. 29-30]