イオン化エネルギーは化学と物理の両方で重要な概念ですが、理解するのは困難です。 その意味は、原子の構造の詳細のいくつか、特に電子がさまざまな元素の中心核にどれほど強く結合しているかに触れています。 要するに、イオン化エネルギーは、原子から電子を取り除き、それを正味の電荷を持つ原子であるイオンに変えるのに必要なエネルギー量を測定します。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
イオン化エネルギーは、原子の周りの軌道から電子を取り除くために必要なエネルギー量を測定します。 最も弱く結合した電子を除去するために必要なエネルギーは、最初のイオン化エネルギーです。 次に弱く結合した電子を除去するために必要なエネルギーは、2番目のイオン化エネルギーです。
一般に、イオン化エネルギーは、周期表を左から右、または下から上に移動するにつれて増加します。 ただし、特定のエネルギーは異なる場合があるため、特定の元素のイオン化エネルギーを調べる必要があります。
イオン化エネルギーとは何ですか？
電子は、任意の原子の中心核の周りの特定の「軌道」を占めます。 惑星が太陽を周回するのと同じように、これらを軌道と考えることができます。 原子では、負に帯電した電子は正に帯電した陽子に引き付けられます。 この魅力は原子を一緒に保ちます。
軌道から電子を取り除くには、何かが引力エネルギーを克服する必要があります。 イオン化エネルギーは、原子から電子を完全に除去するために必要なエネルギー量と、原子核内の陽子への引力を表す用語です。 技術的には、水素より重い元素にはさまざまなイオン化エネルギーがあります。 最も弱く引き付けられた電子を除去するために必要なエネルギーは、最初のイオン化エネルギーです。 次に最も弱く引き付けられる電子を除去するために必要なエネルギーは、2番目のイオン化エネルギーなどです。
イオン化エネルギーは、kJ / mol（キロジュール/モル）またはeV（電子ボルト）のいずれかで測定されます。 前者は化学で好まれ、後者は単一原子を扱うときに好まれます 物理。
イオン化エネルギーに影響を与える要因
イオン化エネルギーは、いくつかの異なる要因に依存します。 一般に、原子核に陽子が多いと、イオン化エネルギーが増加します。 これは、電子を引き付ける陽子が増えると、引き付けに打ち勝つために必要なエネルギーが大きくなるため、理にかなっています。 もう1つの要因は、最も外側の電子を持つシェルが完全に電子で占められているかどうかです。 完全なシェル（たとえば、ヘリウムに両方の電子を含むシェル）は、レイアウトがより安定しているため、部分的に満たされたシェルよりも電子を除去するのが困難です。 外殻に1つの電子を持つ完全な殻がある場合、完全な殻の電子は、 原子核からの引力の一部からの外殻、したがって外殻の電子はより少ないエネルギーを取ります 削除する。
イオン化エネルギーと周期表
周期表は原子番号を増やして元素を並べたもので、その構造は電子が占める殻や軌道と密接な関係があります。 これにより、どの元素が他の元素よりも高いイオン化エネルギーを持っているかを簡単に予測できます。 一般に、イオン化エネルギーは、原子核内の陽子の数が増えるため、周期表を左から右に移動するにつれて増加します。 テーブルの下の行から上の行に移動すると、イオン化エネルギーも増加します。 下の列の要素には、より多くの電子があり、外側の電子を中心電荷から保護します。 核。 ただし、この規則にはいくつかの逸脱があるため、原子のイオン化エネルギーを見つける最良の方法は、テーブルで調べることです。
イオン化の最終生成物：イオン
イオンは、陽子と電子の数のバランスが崩れているため、正味の電荷を持つ原子です。 元素がイオン化されると、電子の数が減少するため、過剰な陽子と正味の正電荷が残ります。 正に帯電したイオンは陽イオンと呼ばれます。 食卓塩（塩化ナトリウム）は、イオン化エネルギーを与えるプロセスによって電子が除去されたナトリウム原子の陽イオンバージョンを含むイオン性化合物です。 それらは余分な電子を獲得するため、同じタイプのイオン化によって作成されませんが、負に帯電したイオンは陰イオンと呼ばれます。