游離能的定義(Ionization Energy) 台灣中油公司

游離能的定義(Ionization Energy)


將氣態原子最外層一顆電子移走所而要的能量,亦即由氣態之原子或離子移走一個電子至n=∞,而生成氣態離子所須的能量,稱為游離能(IE)。(游離能為正值;且原子體積愈大,游離能愈小)
如:Na(g)→     IE1=495.8kcal
即:原子(g)+游離能→正離子(g)+電子
若從中性氣態原子移出第一個電子所需能量稱為第一游離能,若移出第二個電子所需能量稱為第二游離能,依此類推。

游離能的傾向:

1. 同族元素(同行):

其游離能隨原子序之增加(由上往下)而遞減。
如:Li>Na>K>Rb>Cs
Be>Mg>Ca>Sr>Ba>Ra
F>Cl>Br>I
He>Ne>Ar>Kr>Xe>Rn
※∵同族元素原子序越大,原子半徑越大 電子分布離原子核越遠 電子與原子核間的吸引力越小 電子越容易脫離原子核的束縛。
∴同族元素的游離能隨原子序變大而變小。

2. 同週期元素(同列):

其游離能隨原子序之增加(由左往右)而作鋸齒形增加。
如:第2週期第一游離能的大小

影響游離能的因素:

1. 原子半徑:

原子半徑越大,游離能越小。

2. 核電荷:

核電荷越大,游離能越大。

3. 電子組態:

電子組態越穩定,游離能越大。

4. 主量子數(n):

n越大,游離能越小。
※所有元素中He具最大游離能,而Cs最小。
※金屬的游離能小,而非金屬的游離能大。
※活潑金屬游離能較小,所以易失電子成陽離子。
※元素的游離能一定大於元素的電子親和力(將帶負電的陰離子所多出的電子移走,使其恢復成電中性的原子所需的能量;即加入一電子使成為離子的能量)。
如:F>F-,Cl>Cl-,Cl->F-

5. 對同一元素而言

第一游離能<第二游離能<第三游離能<…。

6. 由連續游離能大小

可判斷價電子數:一元素之諸多游離能,若第n游離能與第n+1游離能,數值相差甚大,可判斷其具有n個價電子。
 

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