Es la mínima energía necesaria para liberar el electrón más externo de un átomo gaseoso en su estado fundamental:
X(g) + energía à X+(g) + e–
donde X(g) es el átomo gaseoso, X+ el ión formado y e- el electrón liberado.
En un período, la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha al aumentar el número atómico. En un grupo, la energía de ionización disminuye de arriba hacia abajo al aumentar el número atómico.
Energía
de Ionización de átomos Polielectrónicos.
Para un átomo polielectrónico, la cantidad de energía requerida para quitar el primer electrón del átomo en su estado fundamental es...
energía + X(g) à X+(g) + e–
... y se le llama primera energía de ionización(I1). A diferencia de un átomo que esta en fase condensada (líquido o sólido), un átomo en fase gaseosa está virtualmente sin influencia de sus vecinos. La segunda energía de inonización (I2) y la tercera energía de ionización (I3) se muestran en las siguientes ecuaciones:
energía + X+(g) à X2+(g) + e– (I2)
energía + X+2(g) à X3+(g) + e– (I3)
El patrón continua para la eliminación de los electrones subsecuentes.
Despues de que un electrón se ha quitado de un átomo neutro, la repulsión entre los electrones restantes disminuye. Dado que la carga nuclear efectiva permanece constante, se necesita mayor energía para sacar otro electrón del ión cargado positivamente. Así, las energías de ionización siempre aumentan en el siguiente orden:
I1 < I2 < I3 < ...
La siguiente tabla muestra las energías de ionización de los primeros 20 elementos. Por convención, la energía absorbida por los átomos (o iones) en el proceso de ionización tiene valor positivo. Así que las energías de ionización son todas cantidades positivas.
Hay algunos puntos importantes a considerar:
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Las
energías de ionización de los elementos de un periodo aumentan al
incrementarse el número atómico. |
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En
un grupo dado, la energía de ionización disminuye al aumentar el número
atómico. |
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Una
mayor carga efectiva implica un electrón externo más fuertemente enlazado,
y por lo tanto una primera energía de ionización mayor. |
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Los
valores máximos corresponden a los gases nobles. |
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El
Helio (He) tiene la primera energía de ionización más elevada de todos
los elementos. |
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Los
elementos del grupo 1A (los metales alcalinos) tienen las menores energías
de ionización. |
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El
grupo de elementos 2A (metales alcalinotérreos) tienen valores más altos
para la primera energía de ionización que los metales alcalinos. |
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Los
metales tienen relativamente bajos valores energías de ionización,
mientras que los no metales tienen poseen valores mucho mayores de energía
de ionización. |
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La diferencia en las energías de ionización explica por qué los metales siempre forman cationes y los no metales forman aniones en los compuestos iónicos. |