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  Erste Ionisierungsenergie


Als erste Ionisierungsenergie wird die Energie bezeichnet, die zur vollständigen Abtrennung des am wenigsten fest gebundenen Elektrons von einem Atom im Grundzustand aufzuwenden ist. Folgerichtig wird die Energie, die aufgewendet werden muß, um weitere Elektronen zu entfernen, als zweite, dritte usw. Ionisierungsenergie bezeichnet. Je mehr Elektronen aus dem Verband entfernt werden, desto mehr Energie muß aufgewendet werden.


Die Ionisierungsenergie stellt ein direktes Maß für den Energiezustand des betreffenden Elektrons dar - sie ist um so kleiner, je höher dessen Energie ist - und ist eine der wenigen grundlegenden Eigenschaften eines Atoms, die der direkten Messung zugänglich sind. Die Größe der Ionisierungsenergie der Elemente ist periodischen Änderungen unterworfen. Folgende allgemeine Tendenzen lassen sich erkennen:

  • Die Ionisierungsenergie nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts zu. Die Wegnahme eines Elektrons wird immer schwieriger, weil die Atome kleiner werden und die effektive Kernladung zunimmt.

  • Die Ionisierungsenergie nimmt innerhalb einer Hauptgruppe mit zunehmender Ordnungszahl ab. Die Zunahme der Kernladung wird weitgehend von der Abschirmung durch die inneren Elektronen kompensiert. Die Atomgröße nimmt zu, das zu entfernende Elektron entstammt von Element zu Element einer zunehmend weiter außen liegenden Schale; das Entfernen eines Elektrons wird also leichter.



Die Alkalimetalle haben innerhalb ihrer jeweiligen Periode die niedrigste Ionisierungsenergie und die Edelgase die jeweils die höchste. Die besonders hohen Werte der Edelgase sind die eigentliche Ursache dafür, daß man sie lange Zeit generell für unfähig gehalten hat, Verbindungen einzugehen. Erst in jüngerer Zeit wurde deutlich, daß zumindest die schweren Edelgase im begrenzten Maße zu Reaktionen fähig sind. Die niedrigste 1. Ionisierungsenergie haben Cäsium und Francium und die höchste haben Helium und Neon.



Innerhalb einer Periode nimmt die Ionisierungsenergie bei den Nebengruppenelementen weniger stark zu als bei den Hauptgruppenelementen. In der Lanthanoiden-Reihe bleibt sie sogar annähernd gleich, da bei ihnen mit steigender Ordnungszahl die Elektronen einer innenliegenden Schalen zugefügt werden, so daß die zunehmende Kernladungszahl durch eine Zunahme der Abschirmung ausgeglichen wird.



Für Metalle ist eine relativ niedrige Ionisierungsenergie charakteristisch. Bei chemischen Reaktionen verlieren sie leicht Elektronen und werden zu positiv geladenen Ionen. Nichtmetalle haben dagegen relativ hohe Ionisierungsenergien.

 

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