Энергия ионизации

Эне́ргия иониза́ции — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (I₁), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность.^[1]

Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества.

Для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов (I₂, I₃ и т. д.), представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента^[2]. Сложив все потенциалы ионизации, можно получить энергию полной ионизации атома, то есть энергию, необходимую для отрыва всех электронов нейтрального атома. Для самых тяжёлых элементов она может достигать сотен килоэлектрон-вольт. Так, для атома урана полная энергия связи электронов равна 694,4 кэВ^[3].

Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение (это понятно, так как, чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, — самопроизвольно это произойти не может).

На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:

1. эффективный заряд ядра, являющийся функцией числа электронов в атоме, экранирующих ядро и расположенных на более глубоко лежащих внутренних орбиталях;
2. радиальное расстояние от ядра до максимума зарядовой плотности наружного, наиболее слабо связанного с атомом и покидающего его при ионизации, электрона;
3. мера проникающей способности этого электрона;
4. межэлектронное отталкивание среди наружных (валентных) электронов.

На энергию ионизации оказывают влияние также и менее значительные факторы, такие как квантовомеханическое обменное взаимодействие, спиновая и зарядовая корреляция и др.

Энергии ионизации элементов измеряется в эВ/атом или в кДж/моль^[4].

Энергии ионизации элементов.

Энергия последовательной ионизации I_n (кДж/моль) атомов элементов третьего периода^[5]

Элемент	I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7
Na	495,8	4564	—	—	—	—	—
Mg	737,7	1451	7730	—	—	—	—
Al	577,6	1817	2744	11600	—	—	—
Si	786,5	1577	3228	4350	16100	—	—
P	1011,8	1904	2910	4950	6270	21200	—
S	999,6	2253	3380	4565	6950	8490	27000
Cl	1251,2	2296	3850	5160	6560	9360	11000
Ar	1520,6	2666	3946	5770	7230	8780	12000

См. также

Сродство к электрону