Énergie d'ionisation des éléments

le énergie d'ionisation, ou potentiel d'ionisation, est l'énergie nécessaire pour éliminer complètement un électron d'un atome ou ion gazeux. Plus un électron est étroitement et étroitement lié au noyau, plus il sera difficile à retirer et plus son énergie d'ionisation sera élevée.

Points clés à retenir: Énergie d'ionisation

• L'énergie d'ionisation est la quantité d'énergie nécessaire pour retirer complètement un électron d'un atome gazeux.
• Généralement, la première énergie d'ionisation est inférieure à celle requise pour éliminer les électrons suivants. Il y a des exceptions.
• L'énergie d'ionisation présente une tendance sur le tableau périodique. L'énergie d'ionisation augmente généralement le déplacement de gauche à droite sur une période ou une ligne et diminue le déplacement de haut en bas dans un groupe d'éléments ou une colonne.

Unités pour l'énergie d'ionisation

L'énergie d'ionisation est mesurée en électro-volts (eV). Parfois, l'énergie d'ionisation molaire est exprimée, en J / mol.

Premières énergies vs énergies d'ionisation

La première énergie d'ionisation est l'énergie requise pour retirer un électron de l'atome parent. La deuxième énergie d'ionisation est l'énergie nécessaire pour éliminer un second électron de valence de l'ion univalent pour former l'ion divalent, etc. Les énergies d'ionisation successives augmentent. La deuxième énergie d'ionisation est (presque) toujours supérieure à la première énergie d'ionisation.

Il y a quelques exceptions. La première énergie d'ionisation du bore est plus petite que celle du béryllium. La première énergie d'ionisation de l'oxygène est supérieure à celle de l'azote. La raison des exceptions est liée à leur configuration électronique. Dans le béryllium, le premier électron provient d'une orbite à 2 s, qui peut contenir deux électrons comme il est stable avec un. Dans le bore, le premier électron est retiré d'une orbite 2p, qui est stable lorsqu'il contient trois ou six électrons.

Les deux électrons retirés pour ioniser l'oxygène et l'azote proviennent de l'orbitale 2p, mais un atome d'azote a trois électrons dans son orbite p (stable), tandis qu'un atome d'oxygène a 4 électrons dans l'orbitale 2p (moins stable).

Tendances de l'énergie d'ionisation dans le tableau périodique

Les énergies d'ionisation augmentent en se déplaçant de gauche à droite sur une période (diminution du rayon atomique). L'énergie d'ionisation diminue en descendant dans un groupe (en augmentant le rayon atomique).

Les éléments du groupe I ont de faibles énergies d'ionisation car la perte d'un électron forme un octet stable. Il devient plus difficile de retirer un électron à mesure que le rayon atomique diminue car les électrons sont généralement plus proches du noyau, qui est également chargé plus positivement. La valeur énergétique d'ionisation la plus élevée d'une période est celle de son gaz noble.

Termes liés à l'énergie d'ionisation

L'expression "énergie d'ionisation" est utilisée pour discuter des atomes ou des molécules en phase gazeuse. Il existe des termes analogues pour d'autres systèmes.

Fonction de travail - La fonction de travail est l'énergie minimale nécessaire pour retirer un électron de la surface d'un solide.

Énergie de liaison aux électrons - L'énergie de liaison aux électrons est un terme plus générique pour l'énergie d'ionisation de n'importe quelle espèce chimique. Il est souvent utilisé pour comparer les valeurs énergétiques nécessaires pour éliminer les électrons des atomes neutres, des ions atomiques et des ions polyatomiques.

Énergie d'ionisation contre affinité électronique

Une autre tendance observée dans le tableau périodique est affinité électronique. L'affinité électronique est une mesure de l'énergie libérée lorsqu'un atome neutre en phase gazeuse gagne un électron et forme un ion chargé négativement (anion). Alors que les énergies d'ionisation peuvent être mesurées avec une grande précision, les affinités électroniques ne sont pas aussi faciles à mesurer. La tendance à gagner un électron augmente de gauche à droite sur une période du tableau périodique et diminue de haut en bas dans un groupe d'éléments.

Les raisons pour lesquelles l'affinité électronique devient généralement plus petite en descendant dans le tableau, c'est parce que chaque nouvelle période ajoute une nouvelle orbite électronique. L'électron de valence passe plus de temps loin du noyau. De plus, lorsque vous descendez dans le tableau périodique, un atome a plus d'électrons. La répulsion entre les électrons facilite le retrait d'un électron ou plus difficile son ajout.

Les affinités électroniques sont des valeurs plus petites que les énergies d'ionisation. Cela met en perspective la tendance de l'affinité électronique se déplaçant à travers une période. Plutôt qu'une libération nette d'énergie lorsqu'un électron gagne, un atome stable comme l'hélium a en fait besoin d'énergie pour forcer l'ionisation. Un halogène, comme le fluor, accepte facilement un autre électron.