Chemische Elemente nach erster Ionisierungsenergie geordnet

Vergleichen Sie die ersten Ionisierungsenergien der Elemente: die Energie, die benötigt wird, um einem isolierten, neutralen, gasförmigen Atom im Grundzustand ein Elektron zu entziehen.

Vorgang: X(g) + Energie → X⁺(g) + e⁻. Die folgenden Werte sind in Elektronenvolt (eV) pro Atom angegeben. Ein niedrigerer Wert bedeutet, dass dieses erste Elektron weniger fest gebunden ist.

Erste Ionisierungsenergien: von niedrig nach hoch

Die NIST-Referenz enthält in dieser Auswahl 108 numerische Einträge, einschließlich berechneter und geschätzter Werte. Alle 118 Elemente sind weiterhin auf dieser Seite verlinkt; die übrigen zehn sind weiter unten gesondert aufgeführt.

Lesen Sie die linke Tabelle von oben nach unten und fahren Sie dann oben in der rechten Tabelle fort. Auf kleineren Bildschirmen werden die Spalten untereinander angezeigt. Z ist die Ordnungszahl. Die Energien sind auf höchstens vier Nachkommastellen gerundet; die Klammern der Quelle werden beibehalten.

Elemente ohne Wert in dieser NIST-Auswahl

Für diese zehn Elemente lieferte die Abfrage keine erste Ionisierungsenergie des neutralen Atoms. Das bedeutet nicht, dass ihre Ionisierungsenergie null ist oder dass keine theoretischen Vorhersagen existieren.

Was der Vergleich zeigt

• Caesium liegt am unteren Ende: etwa 3,8939 eV für seine erste Ionisierung.
• Helium liegt am oberen Ende: etwa 24,5874 eV. Die Bezeichnung als Edelgas allein bedeutet nicht, dass jedes Edelgas dieselbe Ionisierungsenergie hat.
• Die Ordnungszahl allein bestimmt nicht die Reihenfolge: Die Struktur der Elektronenschalen und die Bindung der Elektronen sind entscheidend. Dies ist eine Rangfolge nach Energie, nicht die Anordnung im Periodensystem.

Erste und aufeinanderfolgende Ionisierungsenergien im Vergleich

Bei der ersten Ionisierung wird einem neutralen Atom ein Elektron entzogen. Bei der zweiten wird ein Elektron aus X⁺ entfernt, wodurch X²⁺ entsteht. Dies sind unterschiedliche Prozesse; diese Tabelle enthält nur die ersten Ionisierungsenergien.

Beispielsweise beträgt die erste Ionisierungsenergie von Natrium etwa 5,1391 eV. Dies beschreibt ein gasförmiges Natriumatom und nicht die Bildung oder Entfernung von Natriumionen in einem Wasseraufbereitungsprozess. Der Gasphasenwert allein bestimmt weder die Löslichkeit noch das Redoxverhalten oder die Aufbereitungsleistung im Wasser.

Einheiten und Umrechnung in kJ/mol

Um dieselbe Energie für ein Mol Atome auszudrücken, multiplizieren Sie den Wert in eV mit 96.4853, um kJ/mol zu erhalten. Somit entsprechen die 5,1391 eV von Natrium etwa 495,8 kJ/mol.

Aktualisierte Referenzwerte

Zu den NIST-Werten gehören näherungsweise 7,1194 eV für Technetium und 4,96 eV für Lawrencium. Die angegebene Unsicherheit für Lawrencium beträgt 0,05 eV. Daher sollte die Reihenfolge nahe beieinanderliegender Werte nicht als exakt gesichert betrachtet werden.

Quellen und Hinweise zu den Daten

• NIST Atomic Spectra Database: Ionisierungsenergien (Version 5.12). Wählen Sie Spektren neutraler Atome (Stufe I), H–Og und eV aus, um die Datenauswahl zu reproduzieren.
• NIST-Hilfe zu Ionisierungsenergien: Definitionen, Unsicherheit und Klammernotation.
• IUPAC-Periodensystem: Elementnamen, Symbole und Ordnungszahlen.

Diese Tabelle dient als Referenz für Lernzwecke und enthält gerundete Werte. Wenn numerische Genauigkeit wichtig ist, verwenden Sie den zugrunde liegenden NIST-Eintrag und die zugehörige Unsicherheit. Schätzungen und Berechnungen werden entsprechend ihrer Kennzeichnung durch NIST beibehalten und nicht als Messwerte dargestellt.

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Sehen Sie sich das Periodensystem an, um die Elemente nach Gruppe und Periode zu vergleichen.