A-level 化學/AQA/模組 1/週期性

電離能

電離能是指從原子/離子/分子中去除一個電子所需的能量。第一電離能是指去除最鬆散束縛電子的能量。第二電離能是指去除第二鬆散束縛電子的能量，依此類推。

一個電子的電離能大小與該電子與其所束縛的原子核之間的吸引力大小相關。有4個因素影響這種吸引力的強度。

原子核中質子的數量。
原子核中質子的數量越多，其總的正電荷就越高，它與帶負電的電子之間的靜電吸引力就越高。

電子與其所束縛的原子核之間的距離。
吸引力隨距離的增加而減弱。

電子和原子核之間存在著中間電子——“遮蔽效應”。
中間電子帶負電荷，會排斥其他電子，從而減弱電子與原子核之間的吸引力。這就是所謂的遮蔽效應。需要注意的是，中間電子並不會像字面意義上那樣“阻擋”吸引力，而是透過提供相反的排斥力來減弱吸引力。

所考慮的電子是否在其軌道中單獨存在，還是與另一個電子配對。
成對的電子會相互排斥，從而減弱電子與原子核之間的吸引力。

電離能變化在族和週期內的變化

第一電離能沿著**第二主族**向下**減小**。這是因為每個元素都有一個新的電子層，增加了遮蔽效應和原子半徑。

第一電離能沿著**第三週期**向右**增加**。這是因為

• 有效核電荷由於質子數量增加而增加。
• 隨著原子序數的增加，原子半徑減小，因此去除外層電子所需的能量更多。
• 電子層的數量保持不變；導致遮蔽效應相同。

從鎂到鋁有一個下降，因為有一個新的亞層，其能量更高（去除外層電子需要更多能量）。從磷到硫還有一個下降，因為兩個電子現在都填滿了3p亞層，導致一些排斥。

原子半徑的變化

沿著第三週期（鈉到氬），隨著原子核中質子數量的增加，有效核電荷增加，但內層電子遮蔽效應保持不變，因為新電子進入與它們所吸引的質子相同的電子層。這反過來會導致原子半徑減小。