Ionisierungsenergie
Die Ionisierungsenergie ist die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron aus einem bestimmten Atom zu entfernen. Sie wird in \(\text{kJ/mol}\) gemessen, was eine Energieeinheit ist, ähnlich wie Kalorien. Die Ionisierungsenergien einiger Elemente sind in der nachstehenden Tabelle beschrieben. Bei jedem Atom haben die äußersten Valenzelektronen niedrigere Ionisierungsenergien als die Kernelektronen der inneren Schale. Wenn einem Kern mehr Elektronen hinzugefügt werden, werden die Außenelektronen durch die Elektronen der inneren Schale vom Kern abgeschirmt. Dies wird als Elektronenabschirmung bezeichnet.
| Element | IE\(_1\) | IE\(_2\) | IE\(_3\) | IE\(_4\) | IE\(_5\) | IE\(_6\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \(\ce{H}\) | 1312 | |||||
| \(\ce{He}\) | 2373 | 5251 | ||||
| \(\ce{Li}\) | 520 | 7300 | 11,815 | |||
| \(\ce{Be}\) | 899 | 1757 | 14,850 | 21,005 | ||
| \(\ce{B}\) | 801 | 2430 | 3660 | 25,000 | 32,820 | |
| \(\ce{C}\) | 1086 | 2350 | 4620 | 6220 | 38.000 | 47,261 |
| \(\ce{N}\) | 1400 | 2860 | 4580 | 7500 | 9400 | 53,000 |
| \(\ce{O}\) | 1314 | 3390 | 5300 | 7470 | 11,000 | 13,000 |
Wenn wir die ersten Ionisierungsenergien vs. Ordnungszahl für die Hauptgruppenelemente aufzeichnen, ergibt sich folgender Trend:
Wenn man sich im Periodensystem von links nach rechts bewegt, nimmt die Ionisierungsenergie eines Atoms zu. Wir können dies erklären, indem wir die Kernladung des Atoms betrachten. Je mehr Protonen sich im Kern befinden, desto stärker ist die Anziehungskraft des Kerns auf die Elektronen. Diese stärkere Anziehung macht es schwieriger, Elektronen zu entfernen.
Innerhalb einer Gruppe nimmt die Ionisierungsenergie mit zunehmender Größe des Atoms ab. Das Diagramm zeigt, dass die Ionisierungsenergie mit zunehmender Größe der Gruppe zu kleineren Atomen hin zunimmt. In diesem Fall ist das erste Elektron, das entfernt wird, weiter vom Kern entfernt, wenn die Atomzahl (Anzahl der Protonen) steigt. Je weiter es von der positiven Anziehungskraft entfernt ist, desto leichter kann das Elektron abgezogen werden.
