Úvod do chemie

Termín

• ionizační energieEnergie potřebná k odstranění elektronu z atomu nebo molekuly do nekonečna.

Periodické trendy v ionizační energii

Ionizační energie chemického druhu (tj. ionizace) je energie, která je potřebná k odstranění elektronu, atomu nebo molekuly) je energie potřebná k odebrání elektronů z plynných atomů nebo iontů. Tato vlastnost se také označuje jako ionizační potenciál a měří se ve voltech. V chemii se často vztahuje na jeden mol látky (molární ionizační energie nebo entalpie) a uvádí se v kJ/mol. V atomové fyzice se ionizační energie obvykle měří v jednotce elektronvolt (eV). Velké atomy nebo molekuly mají nízkou ionizační energii, zatímco malé molekuly mají obvykle vyšší ionizační energii.

Ionizační energie se liší pro elektrony různých atomových nebo molekulových orbitalů. Obecněji řečeno, n-tá ionizační energie je energie potřebná k odtržení n-tého elektronu po odstranění prvních n-1 elektronů. Považuje se za míru tendence atomu nebo iontu odevzdat elektron nebo síly vazby elektronu. Čím větší je ionizační energie, tím obtížnější je elektron odebrat. Ionizační energie může být ukazatelem reaktivity prvku. Prvky s nízkou ionizační energií mají tendenci být redukčními činidly a vytvářet kationty, které se zase spojují s anionty za vzniku solí.

Pohybem zleva doprava v rámci periody nebo směrem nahoru v rámci skupiny se první ionizační energie obecně zvyšuje. S klesajícím atomovým poloměrem je těžší odstranit elektron, který je blíže kladněji nabitému jádru. Naopak s postupem dolů po skupině v periodické tabulce ionizační energie pravděpodobně klesá, protože valenční elektrony jsou dále od jádra a dochází k jejich většímu stínění. Slaběji se přitahují ke kladnému náboji jádra. Ionizační energie roste v periodě zleva doprava a klesá ve skupině shora dolů.

Odůvodnění periodických trendů ionizační energie

Ionizační energie prvku roste s postupem po periodě v periodické tabulce, protože elektrony jsou pevněji drženy vyšším efektivním jaderným nábojem. Je to proto, že další elektrony v téže slupce nepřispívají podstatně k vzájemnému odstínění od jádra, avšak zvýšení atomového čísla odpovídá zvýšení počtu protonů v jádře.

Ionizační energie prvků se zvyšuje s postupem do vyšší skupiny, protože elektrony jsou drženy v orbitalech s nižší energií, blíže k jádru, a tudíž pevněji vázány (hůře odstranitelné).

Na základě těchto dvou principů je nejsnáze ionizovatelný prvek francium a nejhůře ionizovatelné je helium.

.