电离能：元素离子释放电子的难易程度及周期性分布

原子失去电子的难易程度可用电离能（ionization energy）来衡量，结合电子的难易程度，可用电子亲和能进行定性比较。电离能和电子亲和能只表征孤立气态原子或离子得失电子的能力。

基态气态原子或离子失去电子的过程称为电离，完成这一过程所需要的能量称为电离能，常用符号I表示，单位为kJ·mol－1。电离所需能量的多少反映了原子或离子失去电子的难易程度。

一个基态的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需的能量称为第一电离能（I1），由＋1价气态阳离子再失去一个电子形成＋2价气态阳离子所需的能量称为该元素原子的第二电离能（I2），依此类推，且I1<I2<I3<…。例如：

Li（g）－e－→Li＋（g）　I1＝520.2 kJ·mol－1

Li＋（g）－e－→Li2＋（g）　I2＝7 298.1 kJ·mol－1

Li2＋（g）－e－→Li3＋（g）　I3＝11 815 kJ·mol－1

通常所说的电离能是指第一电离能。移去电子永远需要额外提供能量，因此，电离能永远是正值。电离能用来衡量一个原子或离子丢失电子的难易程度，具有明显的周期性。元素的电离能越小，原子越容易失去电子，元素的金属性就越强；反之，元素的电离能越大，原子越难失去电子，元素的金属性就越弱。图2－27列出了元素的第一电离能数据。

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图2－27　第一电离能数据图

从以上数据可以看出：

①碱金属具有较小的第一电离能，容易失去1个电子；碱土金属较易失去2个电子；

②稀有气体的第一电离能总是处于极大值，而碱金属处于极小值；

③除过渡金属外，同一周期元素的第一电离能基本上随着原子序数的增加而增加，而同一族元素随着原子序数的增加而减小。因此，周期表中左下角的碱金属的第一电离能最小，最容易失去电子变成正离子，金属性最强。周期表右上角的稀有气体元素第一电离能最大，最不容易丢失电子。

对于第二电离能而言，碱金属具有极大值，而碱土金属具有最小的第二电离能。同理，碱土金属元素具有最大的第三电离能。

同一周期从左到右，主族元素原子核作用在最外层电子上的有效核电荷逐渐增大，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增强，元素的电离能呈增大趋势；副族元素由于增加的电子排布在次外层的轨道上，有效核电荷增加不多，原子半径减小缓慢，电离能增加不显著，且没有规律。

同一族自上而下，主族元素原子核作用在最外层电子上的有效核电荷增加不多，而原子半径明显增大，致使原子核对外层电子的吸引力减弱，因此元素的电离能减小。