中文名称：第一电离能

英文名称：The first ionization energy

应用学科：化学（一级学科）

定义：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫 做第一电离能。

意义

符号及表达式

规律

氢元素到钙元素的第一电离能

被电离的电子是否单独存在于p轨域中

意义

电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度（可近似理解为金属性）。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。

符号及表达式

第一电离能的符号为I1，单位是kJ/mol。气态原子形成+1价气态阳离子的过程可表示为：

M(g)_e- → M+ (g)

规律

1.随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈现周期性变化。

2.总体上金属元素第一电离能较小非金属元素第一电离能较大。

3.同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。所以同一周期第一电离能最小的是碱金属元素,最大的是稀有气体元素。

4.同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折。当外围电子在能量相等的轨道上形成全空(p0, d0, fo)、半满(p3, d5, f7)或全满(p6, d10, f14)结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大。特例是第二主族的第一电离能大于第三主族，第五主族的第一电离能大于第六主族。

5.同一主族元素从上到下，原子半径增加，有效核电荷增加不多，则原子半径增大的影响起主要作用，第一电离能由大变小，元素的金属性逐渐增强。

6.同一副族第一电离能变化不规则

氢元素到钙元素的第一电离能

元素的第一电离能具有周期性。就是说它在周期表中的变化具有一定的重复性。举例来说，从 Li 到 Ne 的第一电离能变化和从Na 到 Ar 的第一电离能变化之间存在着相似性。

通过应用原子的电子排布知识，我们可以对第一电离能的所有变化进行解释。

电离能是某特定电子摆脱原子核引力所需的能量。电离能高表明原子核和电子间的吸引力强。

原子核的质子越多，其所带的电荷就越多，对电子的吸引就越强。

随着距离加大，吸引力会迅速减小。比起离原子核稍远的电子，紧靠原子核的电子所受到的吸引要强烈的多。

举例来说，钠原子的电子排列是2,8,1。(在这里用这个标记法更方便一些!)

钠的外层能级电子往原子核的方向看， 并不能看清原子核。因为在它和原子核之间存在第一和第二能级的电子。内层能级的10个电子对外层能级的电子有排斥作用，这种排斥作用与原子核11个质子对外层电子的吸引作用共存。两相抵消后，外层电子能感觉到来自原子核的约 1+ 左右的净吸引力。内层电子的这种抵消被称为内层电子对外层电子的屏蔽(screening) 。

警告! 电子当然不可能 "看见" 东西! 只是为了有助于大家理解，我才这样说。在考试中千万不要像我这样说! 这种不严谨用词会让阅卷人感到为难。

被电离的电子是否单独存在于p轨域中

同一p轨域中的两个电子间存在一定的排斥作用，这种排斥作用有利于电子脱离原子；所以同一p轨域中的配对电子比单个电子更容易被电离。

氢(H)的电子排布为 1s1。氢原子很小，氢原子唯一的一个电子紧靠原子核，并被原子核强烈地吸引着。而且电子和原子核之间没有屏蔽，所以氢原子的电离能比较高 (1310 kJ mol-1) 。

氦(He)的电子排布为 1s2。氦的电子所在的轨域与氢原子相同。电子离原子核近且没有屏蔽。氦的电离能 (2370 kJ mol-1) 比氢高得多，这是由于氦原子有2个质子吸引电子，而氢原子只有一个。

锂(Li) 1s22s1。的外层电子位于第二能级，离原子核更远。如果有人辩解锂原子核多出的一个质子会抵消距离所带来的吸引力减小， 那么他一定是忘了 1s2 电子的屏蔽作用：外层电子实际上不能充分感受到来自原子核的吸引。