이온화 에너지
다음으로 원자가 형성 할 수있는 화학 결합의 수와 유형을 결정하는 중요한 순서는 원소의 이온화 에너지입니다. 원소의 원자에서 전자를 제거 하는 데 필요한 최소 에너지 이다. 에너지는 원자의 모든 전자가 핵의 양전하에 의해 끌리기 때문에 요구되고,양이온을 생성하기 위하여 원자 떨어져 전자를 끌기 위하여 일은 끝나야 한다. 화학 결합 형성 전송 또는 전자의 공유에서 유래 하 고 그래서 전자를 제거 하는 데 필요한 에너지는 결합을 형성 하는 원자의 능력에 중요 한 기준.
넓은 용어로,주기율표 전체의 이온화 에너지의 변화는 원자 반경의 변화를 반영하며,작은 원자는 일반적으로 높은 이온화 에너지를 가지며 큰 원자는 일반적으로 작은 에너지를 갖는다. 따라서 이온화 에너지가 가장 낮은 원소(따라서 전자가 가장 쉽게 제거되는 원소)는 주기율표의 왼쪽 아래,세슘 및 프란슘 근처에서 발견되며 이온화 에너지가 가장 높은 원소는 불소와 헬륨에 가까운 표의 오른쪽 상단에 있습니다. 이온화 에너지의 변화는 원자 반경의 변화와 관련이 있는데,부피가 큰 원자의 원자가 전자가 평균적으로 핵에서 멀리 떨어져 있기 때문에 약한 매력 만 경험하기 때문입니다. 다른 한편으로,작은 원자의 원자가 전자는 부모 핵에 가깝고 강한 인력을 받는다.
이 시점에서 불활성 가스의 상대적 불활성을 부분적으로 설명 할 수 있습니다. 그들은 주기율표의 오른쪽에 있으며 헬륨(즉,네온 및 아르곤)에 가장 가까운 가족 구성원은 모든 원소 중 가장 높은 이온화 에너지를 가지고 있습니다. 따라서,그들의 전자는 결합 형성에 쉽게 이용 가능하지 않다. 그룹에서만,크립톤과 크세논에 낮추고십시오,이온화 에너지는 그밖 성분의 그들에 대등하게 되고,이 성분은 충분히 공격적인 시약에 의해 합성 대형으로 달래질 수 있습니다(특히 불소에 의하여).
이온화 에너지의 중요한 특징은 원자로부터 제 2 전자를 제거하는 데 필요한 에너지가 항상 제 1 전자를 제거하는 데 필요한 에너지보다 높다는 것이다. 일단 전자가 제거되면,양이온에서 서로 격퇴 할 전자가 적기 때문에 다음 전자를 핵으로부터 끌어 내기 위해 더 많은 작업을 수행해야합니다. 두 번째 전자보다 더 적게 사용할 수있는 세 번째 전자도 마찬가지입니다. 그러나 중요한 점은 전자가 원자의 핵심에서 제거되어야하는 경우(나트륨에서 제거 된 두 번째 전자의 경우와 같이)이온화 에너지가 상당히 높을 수 있으며 일반적인 화학 반응 과정에서 달성 할 수 없다는 것입니다(아래에서 정당화 될 것입니다). 핵심 전자의 높은 이온화 에너지에 대한 이유는 이러한 전자가 원자가 전자보다 핵에 훨씬 더 가까이 놓여 있기 때문에 훨씬 더 강하게 포착되기 때문입니다.
원자가 껍질에 하나,둘 또는 세 개의 전자를 가진 주기율표의 왼쪽 원소의 경우 화학 반응에서 충분한 에너지를 얻을 수 있지만 내부 껍질에서 전자를 제거 할 수있는 에너지는 충분하지 않다는 것이 일반적입니다. 따라서 나트륨은 노나+이온을 형성 할 수 있고 마그네슘은 마그네슘 2+이온을 형성 할 수 있으며 알루미늄은 알 3+이온을 형성 할 수 있습니다.
화학 결합 형성에서 고귀한 가스 구성의 중요성에 대한 한 가지 이유가 이제 명백해진다. 일단 불활성 가스,닫히 포탄 윤곽이 얻어지면,양이온을 형성하는 전자의 준비되어 있는 제거는 중단합니다(공유 결합의 대형에서 요구된 공유를 위한 전자의 부분적인 제거를 위한 기회가,아래에 토론되는 것과 같이). 원자의 원자가 전자의 제거를 넘어 갈 때 큰 에너지 장벽이 발생합니다.
이온화 에너지는 전자를 제거하는 데 필요한 에너지를 결정하는 핵으로부터 전자의 거리를 벗어나는 다른 영향이 있기 때문에 원자 반경과 정확히 상관 관계가 없습니다. 이러한 영향에는 원자가 껍질의 궤도 점령에 대한 세부 사항이 포함됩니다. 다시 한번,경쟁에 대한 추가 가능성의 기원은 명백해진다.이 경우 크기만으로 인한 효과와 이온화를위한 에너지 요구 사항에 의해 결정되는 효과 사이에서.