Ionisation energy · Énergie d'ionisation
| English | Français |
|---|---|
| ionisation energy/ˌaɪənaɪˈzeɪʃn ˈenədʒi/ | énergie d'ionisation |
| gaseous/ˈɡeɪsɪəs/ | à l'état gazeux |
| nuclear charge/ˈnjuːklɪə tʃɑːdʒ/ | charge nucléaire |
| atomic radius/əˈtɒmɪk ˈreɪdɪəs/ | rayon atomique |
| shielding/ˈʃiːldɪŋ/ | blindage |
| spin-pair repulsion/spɪn peə rɪˈpʌlʃn/ | répulsion par appariement de spin |
How tightly are electrons held?
- Ionisation energy 电离能 is the energy to pull electrons off gaseous 气态 atoms.
- Its trends and dips are powerful evidence for shells and sub-shells.
- It is a favourite exam topic.
À quelle force les électrons sont-ils retenus ?
- L'énergie d'ionisation 电离能 est l'énergie nécessaire pour arracher des électrons à des atomes gazeux 气态.
- Ses tendances et creux constituent une preuve puissante pour les couches et sous-couches.
- C'est un sujet d'examen favori.
First and successive ionisation energies
- The first ionisation energy removes one electron from each atom in a mole of gaseous atoms (unit $\text{kJ}/\text{mol}$):
$$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
- Successive ionisation energies remove the next electron each time, e.g. $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
- Each successive value is larger — the electron leaves a more positive ion.
Premières énergies d'ionisation successives
- La première énergie d'ionisation retire un électron de chaque atome dans une mole d'atomes gazeux (unité $\text{kJ}/\text{mol}$) :
$$\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$$
- Les énergies d'ionisation successives retirent l'électron suivant à chaque fois, ex. $\text{X}^{+}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{2+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$.
- Chaque valeur successive est plus grande — l'électron quitte un ion plus positif.
Why are gaseous atoms specified in the definition of ionisation energy? · Pourquoi les atomes gazeux sont-ils spécifiés dans la définition de l'énergie d'ionisation ?
Using gaseous atoms means there are no interactions between particles, so the value measures only the atom's own attraction. · L'utilisation d'atomes gazeux signifie qu'il n'y a pas d'interactions entre les particules, donc la valeur mesure uniquement l'attraction propre à l'atome.
The energy to remove one mole of electrons from one mole of gaseous atoms is the first ______ energy. · L'énergie nécessaire pour retirer une mole d'électrons d'une mole d'atomes gazeux est la première énergie ______.
It measures how tightly the outer electron is held. · Elle mesure à quel point l'électron externe est retenu fermement.
Each successive ionisation energy is larger than the last because: · Chaque énergie d'ionisation successive est supérieure à la précédente car :
After each removal the ion is more positive, so the next electron is held more tightly. · Après chaque retrait, l'ion est plus positif, donc l'électron suivant est retenu plus fermement.
What it depends on
- nuclear charge 核电荷 — more protons → stronger pull → higher IE.
- atomic radius 原子半径 — outer electron further out → weaker pull → lower IE.
- shielding 屏蔽 — more inner shells → more shielding → lower IE.
Successive ionisation energies of sodium: big jumps reveal the 2,8,1 shells
Ce sur quoi cela dépend
- charge nucléaire 核电荷 — plus de protons → attraction plus forte → IE plus élevée.
- rayon atomique 原子半径 — électron externe plus loin → attraction plus faible → IE plus basse.
- blindage 屏蔽 — plus de couches internes → plus de blindage → IE plus basse.
Énergies d'ionisation successives du sodium : grands sauts révélant les couches 2,8,1
Which change would LOWER the first ionisation energy? · Quel changement baisserait l'énergie d'ionisation première ?
More shielding weakens the pull on the outer electron, lowering the ionisation energy. · Plus d'écran affaiblit l'attraction sur l'électron externe, baissant l'énergie d'ionisation.
Match each change to its effect on first ionisation energy. · Reliez chaque changement à son effet sur l'énergie d'ionisation première.
IE rises with nuclear pull and falls with distance/shielding; successive ionisations always rise. · IE augmente avec l'attraction nucléaire et diminue avec la distance/l'écran ; les ionisations successives augmentent toujours.
Trends and the tell-tale dips
- Across a period IE generally rises; down a group it falls.
- But two dips appear in Period 3 — evidence for sub-shells:
- Al dip: its electron comes from a higher-energy 3p sub-shell.
- S dip: a paired 3p electron is easier to remove (spin-pair repulsion 自旋成对排斥).
Tendances et les creux caractéristiques
- Sur une période, l'IE augmente généralement ; dans un groupe, elle diminue.
- Mais deux creux apparaissent en Période 3 — preuve de sous-couches :
- Creux Al : son électron provient d'une sous-couche 3p à énergie plus élevée.
- Creux S : un électron 3p apparié est plus facile à retirer (répulsion de spin apparié 自旋成对排斥).
The ionisation-energy trend — and its dips · La tendance de l'énergie d'ionisation — et ses creux
First ionisation energy generally rises across a period, but DIPS where a new p sub-shell starts and where a p-orbital pair first forms. Step across to find the two tell-tale dips. · L'énergie d'ionisation première augmente généralement sur une période, mais DES CREUX apparaissent où commence une nouvelle sous-couche p et où se forme pour la première fois une paire d'électrons dans une orbitale p. Passez en revue pour trouver les deux creux caractéristiques.
The dip in first ionisation energy at aluminium (vs magnesium) is because: · Le creux de l'énergie d'ionisation première à l'aluminium (vs magnésium) est dû au fait que :
Al's outer electron is in 3p (higher energy than Mg's full 3s), so it is easier to remove — a dip. · L'électron externe de l'Al est dans 3p (énergie plus élevée que la 3s pleine du Mg), donc il est plus facile à retirer — un creux.
Successive IE → shells
- Big jumps appear when the next electron must come from a shell closer in.
- Counting the electrons removed before the first big jump gives the element's group.
Énergies d'ionisation successives → Couches
- De grands sauts apparaissent lorsque l'électron suivant doit provenir d'une couche plus interne.
- Compter les électrons retirés avant le premier grand saut donne le groupe de l'élément.
A big jump in successive ionisation energies happens when: · Un grand saut dans les énergies d'ionisation successives survient lorsque :
The big jump marks moving to an inner shell; counting electrons before the first jump gives the outer-shell number (the group). · Le grand saut marque le passage à une couche interne ; compter les électrons avant le premier saut donne le nombre d'électrons de la couche externe (le groupe).
A big jump in successive ionisation energies marks the move to a new, inner shell. · Un grand saut dans les énergies d'ionisation successives marque le passage à une nouvelle couche interne.
The jumps reveal the shell structure — e.g. sodium's successive IEs split into 1, then 8, then 2. · Les sauts révèlent la structure des couches — ex. : les IEs successives du sodium se divisent en 1, puis 8, puis 2.
You've got it
- 1st IE: $\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$ (gaseous, $\text{kJ}/\text{mol}$); successive values keep rising
- IE depends on nuclear charge, radius, shielding
- across a period IE rises (dips at Al = 3p starts, S = spin-pair); down a group it falls
- big jumps in successive IE reveal the shell structure (and the group)
Vous avez compris
- 1ère IE : $\text{X}(\text{g}) \rightarrow \text{X}^{+}(\text{g}) + \text{e}^{-}$ (gazeux, $\text{kJ}/\text{mol}$) ; les valeurs successives continuent d'augmenter
- L'IE dépend de la charge nucléaire, du rayon, du blindage
- sur une période, l'IE augmente (creux à Al = début 3p, S = spin apparié) ; dans un groupe, elle diminue
- grands sauts dans les énergies d'ionisation successives révèlent la structure des couches (et le groupe)