Als het gaat om chemie, is het moeilijk om een meer vertrouwd beeld voor te stellen dan een dicht opeengepakte kern van protonen en neutronen omringd door elektronen in hun orbitalen. Als je ionisatie-energieën voor verschillende elementen moet vergelijken, is dit begrip van de structuur van een atoom een geweldig uitgangspunt.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De hoeveelheid energie die nodig is om één elektron uit een mol gasfase-atomen te verliezen, wordt de ionisatie-energie van een element genoemd. Als we naar een periodiek systeem kijken, neemt de ionisatie-energie over het algemeen van boven naar beneden af en neemt van links naar rechts in de grafiek toe.
Wat is ionisatie-energie?

Voor elk atoom, ionisatie-energie (soms ionisatiepotentiaal genoemd) is de hoeveelheid energie die nodig is om één elektron uit een mol gasfase-atomen te laten vallen. De verwijdering van één elektron uit een neutraal atoom laat je achter met een positief geladen ion van het element, een kation genoemd, plus het verloren elektron.

Veel elementen kunnen meer dan één elektron verliezen, dus de vorming van een 1 + kation is eigenlijk eerste ionisatie-energie, terwijl daaropvolgende elektronenverliezen een 2+ kation of een 3+ kation (of meer) vormen en respectievelijk tweede ionisatie-energie en derde ionisatie-energie zijn.

Eerste ionisatie-energie verwijdert het losste elektron van het neutrale atoom, en het aantal protonen dat een aantrekkelijke kracht op de resterende elektronen uitoefent, verandert niet. Dit betekent dat het verwijderen van een tweede elektron moeilijker zal zijn en meer energie vereist. Daarom zal tweede ionisatie-energie altijd een grotere waarde hebben dan eerste ionisatie-energie. Wetenschappers drukken ionisatie-energie uit in joules of elektronvolt.
Ionisatie-energie en het periodiek systeem

Het is mogelijk om naar het periodiek systeem te kijken en trends in ionisatie-energie op te merken. Over het algemeen neemt ionisatie-energie altijd af als u van de bovenkant van de grafiek naar de onderkant van de grafiek gaat en neemt toe naarmate u van de linkerkant van de grafiek naar de rechterkant van de grafiek beweegt. Dit betekent dat het element helium (He), het bovenste element aan de rechterkant van het periodiek systeem, een veel hogere ionisatie-energie heeft dan het element francium (Fr), dat onderaan de eerste kolom staat op de linkerkant van het periodiek systeem.

De redenen voor deze trends zijn eenvoudig. De elementen onderaan het periodiek systeem hebben een groter aantal orbitalen. Dit betekent dat de buitenste elektronen verder van de kern verwijderd zijn en daarom gemakkelijker te verliezen zijn, wat resulteert in een lagere ionisatie-energie. De elektronen van de elementen aan de linkerkant van het periodiek systeem zijn ook een beetje gemakkelijker te verliezen, omdat die elementen minder protonen hebben. Bijvoorbeeld, waterstof (H) aan de linkerkant van het periodiek systeem bevat slechts één proton, terwijl helium (He) aan de rechterkant van het periodiek systeem twee protonen bevat. Dit tweede proton verhoogt de aantrekkingskracht die de helium-elektronen vasthoudt, zodat de ionisatie-energie hoger is.
Ionisatie-energieën vergelijken
sommige verbindingen. Als u moet bepalen welk element uit een lijst de hoogste ionisatie-energie heeft, zoek dan de plaatsingen van de elementen op het periodiek systeem. Onthoud dat elementen aan de bovenkant van het periodiek systeem en verder rechts van het periodiek systeem hogere ionisatie-energieën hebben. U kunt eenvoudig periodieke tabellen vinden met de afzonderlijke ionisatie-energieën voor elk element om u bij deze taak te helpen