Періодична таблиця елементів
Наведіть курсор на елемент, щоб побачити його дані. Клацніть, щоб відкрити його повну сторінку.
Проведіть убік, щоб побачити всю таблицю →
Енергія іонізації — це енергія, потрібна для відщеплення електрона від атома. Ця таблиця показує першу енергію іонізації кожного елемента в електронвольтах (eV). Вона зростає зліва направо вздовж періоду та спадає вниз по групі, тож гелій — найважчий для іонізації атом, а цезій — найлегший.
Як змінюється енергія іонізації від елемента 1 до 118
Один стовпчик на елемент, у порядку атомного номера. Пунктирні лінії позначають шляхетний газ, що завершує кожен період, тож повторювані піки показують періодичну закономірність. Наведіть курсор на стовпчик, щоб побачити значення; таблиця нижче містить їх усі.
Що означає перша енергія іонізації
Перша енергія іонізації — це енергія, потрібна для відщеплення найслабше утримуваного електрона від одного нейтрального атома в газовій фазі: X(g) → X⁺(g) + e⁻. Значення тут наведено в електронвольтах на атом; щоб перевести в кілоджоулі на моль, які використовують у багатьох підручниках, помножте на 96,485. Кожна клітинка показує значення в eV, а лоуренсій і важчі елементи, для яких значення не наведено, показують риску.
Відщеплення другого електрона завжди потребує більше енергії, ніж першого, а стрибок величезний, коли наступний електрон довелося б брати із заповненої внутрішньої оболонки. Натрій легко втрачає один електрон, але майже ніколи другий, тому він утворює Na⁺, а не Na²⁺.
Тенденція вздовж періодів і вниз по групах
Енергія іонізації зростає вздовж періоду. Заряд ядра збільшується, тоді як зовнішні електрони залишаються на тій самій оболонці, тож їх утримують міцніше. Кожен із періодів 2–6 починається з лужного металу, який має найнижче значення в ряду, і закінчується інертним газом, який має найвище.
Енергія іонізації зменшується вниз по групі. Кожна нова оболонка розміщує зовнішній електрон далі від ядра й за більшою кількістю внутрішніх електронів, тож його легше відірвати. Саме тому лужні метали реагують з водою тим бурхливіше, чим нижче вони в групі 1.
Винятки з тенденції
Два невеликі спади порушують зростання вздовж кожного періоду. Бор має нижчу енергію іонізації, ніж берилій (8,298 eV проти 9,323 eV), бо його зовнішній електрон перебуває на підрівні 2p, який вищий за енергією та частково екранований 2s-електронами. Кисень має нижче значення, ніж азот (13,618 eV проти 14,534 eV), бо його четвертий 2p-електрон мусить ділити орбіталь, а відштовхування між спареними електронами полегшує відрив одного. Ті самі спади є і в періоді 3: від магнію до алюмінію та від фосфору до сірки.
Нижче елементи, що йдуть після заповненого d- або f-підрівня, утримують електрони міцніше, ніж очікувалося, бо d- і f-електрони погано екранують ядро. Галій дещо важче іонізувати, ніж алюміній, а золото — значно важче, ніж срібло.
Розв’язаний приклад: натрій
Перша енергія іонізації натрію становить 5,139 eV. Множення на 96,485 дає приблизно 495,8 kJ/mol — значення з більшості підручників. Порівняйте з неоном, інертним газом перед ним, із 21,565 eV: відщеплення електрона від неону означає прорив у заповнену оболонку, що потребує приблизно вчетверо більше енергії.
Перша енергія іонізації всіх 118 елементів (eV)
Клацніть заголовок стовпця, щоб відсортувати.
| 1 | Водень | H | 13,598 |
| 2 | Гелій | He | 24,587 |
| 3 | Літій | Li | 5,392 |
| 4 | Берилій | Be | 9,323 |
| 5 | Бор | B | 8,298 |
| 6 | Вуглець | C | 11,26 |
| 7 | Азот | N | 14,534 |
| 8 | Кисень | O | 13,618 |
| 9 | Фтор | F | 17,423 |
| 10 | Неон | Ne | 21,565 |
| 11 | Натрій | Na | 5,139 |
| 12 | Магній | Mg | 7,646 |
| 13 | Алюміній | Al | 5,986 |
| 14 | Кремній | Si | 8,152 |
| 15 | Фосфор | P | 10,487 |
| 16 | Сірка | S | 10,36 |
| 17 | Хлор | Cl | 12,968 |
| 18 | Аргон | Ar | 15,76 |
| 19 | Калій | K | 4,341 |
| 20 | Кальцій | Ca | 6,113 |
| 21 | Скандій | Sc | 6,561 |
| 22 | Титан | Ti | 6,828 |
| 23 | Ванадій | V | 6,746 |
| 24 | Хром | Cr | 6,767 |
| 25 | Манган | Mn | 7,434 |
| 26 | Залізо | Fe | 7,902 |
| 27 | Кобальт | Co | 7,881 |
| 28 | Нікель | Ni | 7,64 |
| 29 | Мідь | Cu | 7,726 |
| 30 | Цинк | Zn | 9,394 |
| 31 | Галій | Ga | 5,999 |
| 32 | Германій | Ge | 7,9 |
| 33 | Миш'як | As | 9,815 |
| 34 | Селен | Se | 9,752 |
| 35 | Бром | Br | 11,814 |
| 36 | Криптон | Kr | 14 |
| 37 | Рубідій | Rb | 4,177 |
| 38 | Стронцій | Sr | 5,695 |
| 39 | Ітрій | Y | 6,217 |
| 40 | Цирконій | Zr | 6,634 |
| 41 | Ніобій | Nb | 6,759 |
| 42 | Молібден | Mo | 7,092 |
| 43 | Технецій | Tc | 7,28 |
| 44 | Рутеній | Ru | 7,361 |
| 45 | Родій | Rh | 7,459 |
| 46 | Паладій | Pd | 8,337 |
| 47 | Срібло | Ag | 7,576 |
| 48 | Кадмій | Cd | 8,994 |
| 49 | Індій | In | 5,786 |
| 50 | Олово | Sn | 7,344 |
| 51 | Стибій | Sb | 8,64 |
| 52 | Телур | Te | 9,01 |
| 53 | Йод | I | 10,451 |
| 54 | Ксенон | Xe | 12,13 |
| 55 | Цезій | Cs | 3,894 |
| 56 | Барій | Ba | 5,212 |
| 57 | Лантан | La | 5,577 |
| 58 | Церій | Ce | 5,539 |
| 59 | Празеодим | Pr | 5,464 |
| 60 | Неодим | Nd | 5,525 |
| 61 | Прометій | Pm | 5,55 |
| 62 | Самарій | Sm | 5,644 |
| 63 | Європій | Eu | 5,67 |
| 64 | Гадоліній | Gd | 6,15 |
| 65 | Тербій | Tb | 5,864 |
| 66 | Диспрозій | Dy | 5,939 |
| 67 | Гольмій | Ho | 6,022 |
| 68 | Ербій | Er | 6,108 |
| 69 | Тулій | Tm | 6,184 |
| 70 | Ітербій | Yb | 6,254 |
| 71 | Лютецій | Lu | 5,426 |
| 72 | Гафній | Hf | 6,825 |
| 73 | Тантал | Ta | 7,89 |
| 74 | Вольфрам | W | 7,98 |
| 75 | Реній | Re | 7,88 |
| 76 | Осмій | Os | 8,7 |
| 77 | Іридій | Ir | 9,1 |
| 78 | Платина | Pt | 9 |
| 79 | Золото | Au | 9,226 |
| 80 | Ртуть | Hg | 10,438 |
| 81 | Талій | Tl | 6,108 |
| 82 | Свинець | Pb | 7,417 |
| 83 | Вісмут | Bi | 7,289 |
| 84 | Полоній | Po | 8,417 |
| 85 | Астат | At | 9,5 |
| 86 | Радон | Rn | 10,745 |
| 87 | Францій | Fr | 3,9 |
| 88 | Радій | Ra | 5,279 |
| 89 | Актиній | Ac | 5,17 |
| 90 | Торій | Th | 6,08 |
| 91 | Протактиній | Pa | 5,89 |
| 92 | Уран | U | 6,194 |
| 93 | Нептуній | Np | 6,266 |
| 94 | Плутоній | Pu | 6,06 |
| 95 | Америцій | Am | 5,993 |
| 96 | Кюрій | Cm | 6,02 |
| 97 | Берклій | Bk | 6,23 |
| 98 | Каліфорній | Cf | 6,3 |
| 99 | Ейнштейній | Es | 6,42 |
| 100 | Фермій | Fm | 6,5 |
| 101 | Менделевій | Md | 6,58 |
| 102 | Нобелій | No | 6,65 |
| 103 | Лоуренсій | Lr | — |
| 104 | Резерфордій | Rf | — |
| 105 | Дубній | Db | — |
| 106 | Сіборгій | Sg | — |
| 107 | Борій | Bh | — |
| 108 | Гасій | Hs | — |
| 109 | Мейтнерій | Mt | — |
| 110 | Дармштадтій | Ds | — |
| 111 | Рентгеній | Rg | — |
| 112 | Коперницій | Cn | — |
| 113 | Ніхоній | Nh | — |
| 114 | Флеровій | Fl | — |
| 115 | Московій | Mc | — |
| 116 | Ліверморій | Lv | — |
| 117 | Теннесин | Ts | — |
| 118 | Оганесон | Og | — |