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電離エネルギーとは?

でんりえねるぎー

電離エネルギーとは、原子分子から電子を一つ取り除いてイオンにするために必要なエネルギーの量です。

電離エネルギーイオン化エネルギーとも呼ぶ)は、気体状態にある原子分子から最も外側にある電子を一つ引き離し、陽イオンにするために外部から与えなければならない最小エネルギーです。単位はeV(電子ボルト)またはkJ/molで表されます。

電子を一つ取り除くのに必要なエネルギーを「第一イオン化エネルギー」と呼び、さらに二つ目の電子を取り除くものを「第二イオン化エネルギー」、以降同様に続きます。一般に第二以降のイオン化エネルギーは第一よりも大きく、閉殻(希ガス配置)の内側の電子を取り除こうとすると急激に大きな値となります。これにより各元素の最外殻電子の数(価電子数)を間接的に確認できます。

元素の周期表において電離エネルギーは規則的な傾向を示します。

  • 同じ周期では原子番号が大きくなるほど(右へ行くほど)おおむね増加する
  • 同じ族では原子番号が大きくなるほど(下へ行くほど)減少する
  • 希ガスは最も大きく、アルカリ金属は最も小さい

電離エネルギーは元素の化学的性質、とくにイオン結合の形成や酸化数の決定と深く関わっています。電離エネルギーが小さい元素は電子を失いやすく、陽性が強い(金属的)傾向があります。一方、電離エネルギーが大きい元素は電子を保持しやすく、陰性が強い傾向があります。

使い方・例文

ナトリウム(Na)は第一電離エネルギーが小さいため電子を失いやすく、Na⁺イオンになって塩素と結びつき食塩(NaCl)を形成します。一方、ヘリウムやネオンなどの希ガスは電離エネルギーが非常に大きく、ほとんどイオン化しません。

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