Ionizációs energia
Az ionizációs energia az az energia, amely egy elektron eltávolításához szükséges egy adott atomból. Ezt \(\text{kJ/mol}\) mértékegységben mérik, ami egy energiaegység, hasonlóan a kalóriához. Az egyes elemek ionizációs energiáit az alábbi táblázat tartalmazza. Egy adott atom esetében a legkülső valenciaelektronok ionizációs energiája alacsonyabb, mint a belső héjú magelektronoké. Ahogy több elektron kerül az atommaghoz, a külső elektronokat a belső héjelektronok árnyékolják az atommagtól. Ezt nevezzük elektronárnyékolásnak.
| Elem | 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 |
Ha az első ionizációs energiákat függvényében ábrázoljuk. atomszámát a főcsoport elemeire, a következő tendenciát kapnánk:
Balról jobbra haladva a periódusos rendszerben az atom ionizációs energiája növekszik. Ezt az atom magtöltésének figyelembevételével magyarázhatjuk. Minél több proton van az atommagban, annál erősebb az atommag vonzása az elektronokhoz. Ez az erősebb vonzás megnehezíti az elektronok eltávolítását.
A csoporton belül az ionizációs energia az atom méretének növekedésével csökken. A grafikonon azt látjuk, hogy az ionizációs energia nő, ahogy haladunk felfelé a csoportban a kisebb atomok felé. Ebben a helyzetben az első eltávolított elektron távolabb kerül az atommagtól, ahogy az atomszám (a protonok száma) növekszik. Mivel távolabb van a pozitív vonzástól, könnyebbé válik az elektron leválása.
