原子結構與光譜

游離能(ionization energy)

想象把一塊磁鐵從冰箱門上撬下來。有的磁鐵輕輕一彈就掉了;有的吸得極牢,你得用力才能扯開。把一個電子從原子上徹底拔走所需的能量,就像那股拉力——而它有多難,揭示了原子把電子抓得有多牢。

游離能是把氣態的單個中性原子(或離子)中束縛得最鬆的那個電子移走、使其變成正離子所需的最小能量。通常引用的是第一游離能,即拔掉第一個電子所需的能量;繼續移走更多電子,所需能量依次增加,給出第二、第三乃至更高的游離能。

它是衡量電子被束縛得有多緊的一個直接、可測量的把手,因而緊貼週期性趨勢:它在一個週期內上升(有效核電荷更強),沿一族往下下降(外層電子更遠、屏蔽更好)。需要注意的是,這個趨勢帶有標誌性的凸起——例如從第 2 族到第 13 族、以及從第 15 族到第 16 族會略微下降,這是次層結構留下的指紋。

鈉極易交出第一個電子(約 496 千焦/莫耳),因為那個孤獨的 3s 電子束縛得鬆。但它的第二游離能猛增到將近十倍,因為那個電子必須從嚴絲合縫、類稀有氣體的內層中扯出——這一躍,洩露了鈉隱藏的殼層結構。

拔掉一個電子所需的能量——越高表示抓得越牢。

相鄰游離能之間的巨大跳躍,標誌著你開始從更深的滿殼層中移走電子的那一點——這暗示了一種元素有幾個價電子。

又稱
电离能游離能电离势游離勢