Ionisatieenergieën

Ionisatie-energieën zijn de hoeveelheden energie die nodig zijn om elektronen uit atomen te verwijderen. In de literatuur spreekt men meestal over de eerste ionisatie-energie (E1) en de opeenvolgende ionisatie-energieën (E2, E3, …) die nodig zijn om respectievelijk het tweede, derde elektron te verwijderen. Meestal worden ionisatie-energieën uitgedrukt per mol atomen (kJ/mol) of per atoom (eV); 1 eV per atoom komt overeen met ongeveer 96,5 kJ/mol.

Periodieke trends: over een periode nemen ionisatie-energieën doorgaans toe, doordat de kernlading toeneemt zonder een significante toename van afschermende werking; daalt men een groep af, door grotere atomische straal en meer afscherming. Uitzonderingen ontstaan door elektronconfiguratie, zoals bij Be en N, die leiden tot afwijkingen van de algemene trend.

Factoren: de energie van het verwijderde elektron hangt af van de elektronconfiguratie, de subschilerniveaus en de afstand tot de kern. De effectieve kernlading en de mate van afscherming bepalen de aantrekkingskracht op het elektron. Grote sprongen tussen opeenvolgende IE’s duiden vaak op het bereiken van een gesloten elektronenmantel.

Meetmethoden en toepassingen: ionisatie-energieën worden gemeten met spectroscopie, met name foto-elektronenspectroscopie. Ze geven inzicht in elektronische structuur en chemische reactiviteit en worden gebruikt bij identificatie van elementen, plasmaprocessen, astrochemie en materiaalkunde.

Voorbeelden: waterstof ~1312 kJ/mol; helium ~2372 kJ/mol; natrium ~496 kJ/mol; chlorine ~1251 kJ/mol; neon ~2080 kJ/mol.