Периодическая таблица элементов
Наведите курсор на элемент, чтобы увидеть его данные. Нажмите, чтобы открыть его полную страницу.
Проведите пальцем вбок, чтобы увидеть всю таблицу →
Энергия ионизации — это энергия, необходимая, чтобы оторвать электрон от атома. Эта таблица показывает первую энергию ионизации каждого элемента в электронвольтах (эВ). Она растёт слева направо вдоль периода и падает вниз по группе, поэтому гелий — атом, который труднее всего ионизировать, а цезий — легче всего.
Как меняется свойство «энергия ионизации» от элемента 1 до 118
Один столбик на каждый элемент, по порядку атомных номеров. Пунктирные линии отмечают благородный газ, которым заканчивается каждый период, поэтому повторяющиеся пики показывают периодичность. Наведите курсор на столбик, чтобы увидеть значение; в таблице ниже перечислены все.
Что означает первая энергия ионизации
Первая энергия ионизации — это энергия, необходимая, чтобы оторвать наиболее слабо удерживаемый электрон от одного нейтрального атома в газовой фазе: X(g) → X⁺(g) + e⁻. Значения здесь приведены в электронвольтах на атом; чтобы перевести их в килоджоули на моль, принятые во многих учебниках, умножьте на 96,485. В каждой клетке значение указано в эВ, а у лоуренсия и более тяжёлых элементов, для которых значение не приведено, стоит прочерк.
Отрыв второго электрона всегда требует больше энергии, чем первого, и скачок огромен, когда следующий электрон пришлось бы отрывать от заполненной внутренней оболочки. Натрий легко теряет один электрон, но почти никогда не теряет второй, поэтому он образует Na⁺, а не Na²⁺.
Закономерность вдоль периодов и вниз по группам
Энергия ионизации растёт вдоль периода. Заряд ядра увеличивается, а внешние электроны остаются на той же оболочке, поэтому они удерживаются прочнее. Каждый из периодов с 2 по 6 начинается со щелочного металла, у которого самое низкое значение в ряду, и заканчивается благородным газом, у которого оно самое высокое.
Энергия ионизации уменьшается вниз по группе. Каждая новая оболочка отодвигает внешний электрон дальше от ядра и ставит его за большим числом внутренних электронов, поэтому его легче оторвать. Вот почему щелочные металлы реагируют с водой тем бурнее, чем ниже они расположены в группе 1.
Исключения из закономерности
Два небольших провала нарушают рост вдоль каждого периода. У бора энергия ионизации ниже, чем у бериллия (8,298 эВ против 9,323 эВ), потому что его внешний электрон находится на подоболочке 2p, которая выше по энергии и частично экранирована 2s-электронами. У кислорода она ниже, чем у азота (13,618 эВ против 14,534 эВ), потому что его четвёртому 2p-электрону приходится делить орбиталь, а отталкивание между спаренными электронами облегчает отрыв одного из них. Те же провалы появляются и в периоде 3: от магния к алюминию и от фосфора к сере.
Ниже по таблице элементы, следующие за заполненной d- или f-подоболочкой, удерживают электроны прочнее, чем ожидается, потому что d- и f-электроны плохо экранируют ядро. Галлий ионизировать чуть труднее, чем алюминий, а золото — гораздо труднее, чем серебро.
Разбор примера: натрий
Первая энергия ионизации натрия равна 5,139 эВ. Умножив на 96,485, получаем около 495,8 кДж/моль — значение, которое приводят в большинстве учебников. Сравните с неоном, благородным газом прямо перед ним, у которого 21,565 эВ: отрыв электрона от неона означает вторжение в заполненную оболочку, на что требуется примерно в четыре раза больше энергии.
Первая энергия ионизации всех 118 элементов (эВ)
Нажмите на заголовок столбца, чтобы отсортировать.
| 1 | Водород | H | 13,598 |
| 2 | Гелий | He | 24,587 |
| 3 | Литий | Li | 5,392 |
| 4 | Бериллий | Be | 9,323 |
| 5 | Бор | B | 8,298 |
| 6 | Углерод | C | 11,26 |
| 7 | Азот | N | 14,534 |
| 8 | Кислород | O | 13,618 |
| 9 | Фтор | F | 17,423 |
| 10 | Неон | Ne | 21,565 |
| 11 | Натрий | Na | 5,139 |
| 12 | Магний | Mg | 7,646 |
| 13 | Алюминий | Al | 5,986 |
| 14 | Кремний | Si | 8,152 |
| 15 | Фосфор | P | 10,487 |
| 16 | Сера | S | 10,36 |
| 17 | Хлор | Cl | 12,968 |
| 18 | Аргон | Ar | 15,76 |
| 19 | Калий | K | 4,341 |
| 20 | Кальций | Ca | 6,113 |
| 21 | Скандий | Sc | 6,561 |
| 22 | Титан | Ti | 6,828 |
| 23 | Ванадий | V | 6,746 |
| 24 | Хром | Cr | 6,767 |
| 25 | Марганец | Mn | 7,434 |
| 26 | Железо | Fe | 7,902 |
| 27 | Кобальт | Co | 7,881 |
| 28 | Никель | Ni | 7,64 |
| 29 | Медь | Cu | 7,726 |
| 30 | Цинк | Zn | 9,394 |
| 31 | Галлий | Ga | 5,999 |
| 32 | Германий | Ge | 7,9 |
| 33 | Мышьяк | As | 9,815 |
| 34 | Селен | Se | 9,752 |
| 35 | Бром | Br | 11,814 |
| 36 | Криптон | Kr | 14 |
| 37 | Рубидий | Rb | 4,177 |
| 38 | Стронций | Sr | 5,695 |
| 39 | Иттрий | Y | 6,217 |
| 40 | Цирконий | Zr | 6,634 |
| 41 | Ниобий | Nb | 6,759 |
| 42 | Молибден | Mo | 7,092 |
| 43 | Технеций | Tc | 7,28 |
| 44 | Рутений | Ru | 7,361 |
| 45 | Родий | Rh | 7,459 |
| 46 | Палладий | Pd | 8,337 |
| 47 | Серебро | Ag | 7,576 |
| 48 | Кадмий | Cd | 8,994 |
| 49 | Индий | In | 5,786 |
| 50 | Олово | Sn | 7,344 |
| 51 | Сурьма | Sb | 8,64 |
| 52 | Теллур | Te | 9,01 |
| 53 | Иод | I | 10,451 |
| 54 | Ксенон | Xe | 12,13 |
| 55 | Цезий | Cs | 3,894 |
| 56 | Барий | Ba | 5,212 |
| 57 | Лантан | La | 5,577 |
| 58 | Церий | Ce | 5,539 |
| 59 | Празеодим | Pr | 5,464 |
| 60 | Неодим | Nd | 5,525 |
| 61 | Прометий | Pm | 5,55 |
| 62 | Самарий | Sm | 5,644 |
| 63 | Европий | Eu | 5,67 |
| 64 | Гадолиний | Gd | 6,15 |
| 65 | Тербий | Tb | 5,864 |
| 66 | Диспрозий | Dy | 5,939 |
| 67 | Гольмий | Ho | 6,022 |
| 68 | Эрбий | Er | 6,108 |
| 69 | Тулий | Tm | 6,184 |
| 70 | Иттербий | Yb | 6,254 |
| 71 | Лютеций | Lu | 5,426 |
| 72 | Гафний | Hf | 6,825 |
| 73 | Тантал | Ta | 7,89 |
| 74 | Вольфрам | W | 7,98 |
| 75 | Рений | Re | 7,88 |
| 76 | Осмий | Os | 8,7 |
| 77 | Иридий | Ir | 9,1 |
| 78 | Платина | Pt | 9 |
| 79 | Золото | Au | 9,226 |
| 80 | Ртуть | Hg | 10,438 |
| 81 | Таллий | Tl | 6,108 |
| 82 | Свинец | Pb | 7,417 |
| 83 | Висмут | Bi | 7,289 |
| 84 | Полоний | Po | 8,417 |
| 85 | Астат | At | 9,5 |
| 86 | Радон | Rn | 10,745 |
| 87 | Франций | Fr | 3,9 |
| 88 | Радий | Ra | 5,279 |
| 89 | Актиний | Ac | 5,17 |
| 90 | Торий | Th | 6,08 |
| 91 | Протактиний | Pa | 5,89 |
| 92 | Уран | U | 6,194 |
| 93 | Нептуний | Np | 6,266 |
| 94 | Плутоний | Pu | 6,06 |
| 95 | Америций | Am | 5,993 |
| 96 | Кюрий | Cm | 6,02 |
| 97 | Берклий | Bk | 6,23 |
| 98 | Калифорний | Cf | 6,3 |
| 99 | Эйнштейний | Es | 6,42 |
| 100 | Фермий | Fm | 6,5 |
| 101 | Менделевий | Md | 6,58 |
| 102 | Нобелий | No | 6,65 |
| 103 | Лоуренсий | Lr | — |
| 104 | Резерфордий | Rf | — |
| 105 | Дубний | Db | — |
| 106 | Сиборгий | Sg | — |
| 107 | Борий | Bh | — |
| 108 | Хассий | Hs | — |
| 109 | Мейтнерий | Mt | — |
| 110 | Дармштадтий | Ds | — |
| 111 | Рентгений | Rg | — |
| 112 | Коперниций | Cn | — |
| 113 | Нихоний | Nh | — |
| 114 | Флеровий | Fl | — |
| 115 | Московий | Mc | — |
| 116 | Ливерморий | Lv | — |
| 117 | Теннессин | Ts | — |
| 118 | Оганесон | Og | — |