Эне́ргия иониза́ции — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (I1), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность.[1]
Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества.
Для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов (I2, I3 и т. д.), представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента[2]. Сложив все потенциалы ионизации, можно получить энергию полной ионизации атома, то есть энергию, необходимую для отрыва всех электронов нейтрального атома. Для самых тяжёлых элементов она может достигать сотен килоэлектрон-вольт. Так, для атома урана полная энергия связи электронов равна 694,4 кэВ[3].
Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение (это понятно, так как, чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, — самопроизвольно это произойти не может).
На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:
эффективный заряд ядра, являющийся функцией числа электронов в атоме, экранирующих ядро и расположенных на более глубоко лежащих внутренних орбиталях;
радиальное расстояние от ядра до максимума зарядовой плотности наружного, наиболее слабо связанного с атомом и покидающего его при ионизации, электрона;
межэлектронное отталкивание среди наружных (валентных) электронов.
На энергию ионизации оказывают влияние также и менее значительные факторы, такие как квантовомеханическое обменное взаимодействие, спиновая и зарядовая корреляция и др.
Энергии ионизации элементов измеряется в эВ/атом или в кДж/моль[4].
Энергии ионизации элементов.
Энергия последовательной ионизации In (кДж/моль) атомов элементов третьего периода[5]
