8.2
Le comportement chimique des atomes et des ions est grandement affecté par la facilité ou la difficulté d'éliminer leurs électrons, en particulier les électrons les plus externes qui participent aux formations de liaisons chimiques. L'énergie nécessaire pour éliminer un électron d'un atome gazeux dans son état fondamental est appelée la première énergie d'ionisation qio est est calculée en kilojoules par mole. L'énergie nécessaire pour enlever l'électron suivant est appelée la deuxième énergie d'ionisation, et ainsi de suite.
En descendant une colonne, les énergies d'ionisation diminuent. Rappelons que le nombre quantique principal le plus élevé d'électrons de valence augmente dans la colonne conduisant à des tailles atomiques plus grandes. Ainsi, plus les électrons les plus éloignés sont, plus ils sont faciles à enlever.
Pour les éléments du groupe principal, l'énergie d'ionisation augmente au cours de la période. La raison est liée à l'augmentation du nombre d'atomes, où les électrons de valence subissent une charge nucléaire plus efficace, ce qui rend plus difficile l'élimination des électrons les plus éloignés. Ceci explique pourquoi le chlore a une énergie d'ionisation plus élevée que le sodium, par exemple.
Généralement, l'énergie d'ionisation est un minimum pour un métal alcalin et s'élève à un pic avec chaque gaz noble. Les métaux de transition affichent une légère augmentation de l'énergie d'ionisation au cours de la période, et les éléments du bloc f montrent un changement encore plus faible. Mais il y a quelques exceptions à considérer.
Le bore a une énergie d'ionisation plus petite que le béryllium, même s'il est plus à droite sur le tableau périodique. Le béryllium a des électrons 2s d'énergie plus faibles, tandis que le bore a un électron 2p d'énergie plus élevée, ce qui rend son élimination énergétiquement plus favorable. Une autre exception est l'oxygène, qui a une énergie de première ionisation inférieure à l'azote.
Comparé à l'azote, l'oxygène a quatre p-électrons, et supprimer d'un électron élimine l'électron-répulsion électron. Ainsi, moins d'énergie est nécessaire pour l'ionisation. Ces exceptions sont également observées dans les périodes suivantes.
L'élimination des électrons des cations est plus difficile que celle des atomes neutres. Généralement, les énergies d'ionisation successives augmentent pour les éléments. Considérez le potassium.
La seconde énergie d'ionisation est significativement plus élevée, car elle implique l'élimination d'un électron central d'un ion avec une configuration de gaz noble. De même, pour le calcium, il y a une augmentation élevée de la deuxième à la troisième énergie d'ionisation car un électron central est retiré d'un cation avec une configuration de gaz noble.
La quantité d'énergie nécessaire pour enlever l'électron le moins lié d'un atome gazeux dans son état fondamental est appelée son énergie de première…
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