Ionisaatioenergia
Ionisaatioenergia on energia, joka tarvitaan elektronin poistamiseen tietystä atomista. Se mitataan \(\text{kJ/mol}\), joka on energiayksikkö, aivan kuten kalorit. Joidenkin alkuaineiden ionisaatioenergiat on kuvattu alla olevassa taulukossa. Minkä tahansa atomin uloimmilla valenssielektroneilla on alhaisemmat ionisaatioenergiat kuin sisäkuoren ydinelektroneilla. Kun ytimeen lisätään lisää elektroneja, sisäkuoren elektronit suojaavat uloimpia elektroneja ytimestä. Tätä kutsutaan elektronisuojaksi.
| Elementti | 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 |
Jos piirretään ensimmäiset ionisaatioenergiat vs. atomilukua pääryhmän alkuaineiden osalta, saisimme seuraavan trendin:
Vasemmalta oikealle mentäessä jaksollisessa järjestelmässä atomin ionisaatioenergia kasvaa. Voimme selittää tämän tarkastelemalla atomin ydinvarausta. Mitä enemmän protoneja ytimessä on, sitä voimakkaampi on ytimen vetovoima elektroneihin. Tämä voimakkaampi vetovoima vaikeuttaa elektronien irrottamista.
Ryhmän sisällä ionisaatioenergia pienenee atomin koon kasvaessa. Kuvaajasta nähdään, että ionisaatioenergia kasvaa siirryttäessä ryhmässä ylöspäin pienempiin atomeihin. Tässä tilanteessa ensimmäinen poistettu elektroni on kauempana ytimestä, kun atomiluku (protonien lukumäärä) kasvaa. Koska se on kauempana positiivisesta vetovoimasta, kyseisen elektronin on helpompi irrottautua.
