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Concept
Énergie d'ionisation
Résumé
thumb|right|600px|Graphique des premières énergies d'ionisation en eV, en fonction du numéro atomique. L'énergie d'ionisation augmente graduellement des métaux alcalins jusqu'aux gaz nobles. Et dans une colonne donnée du tableau périodique, l'énergie d'ionisation diminue du premier rang jusqu'au dernier, à cause de la distance croissante du noyau jusqu'à la couche des électrons de valence.
Le potentiel d'ionisation ou énergie d'ionisation d'un atome ou d'une molécule est l'énergie qu'il faut fournir à un atome neutre pour arracher un électron (le moins lié) à l'état gazeux et former un ion positif, le gaz étant au repos, c'est-à-dire, à 0 K. Plus généralement, la nième énergie d'ionisation est l'énergie requise pour arracher le nième électron après que les n-1 premiers électrons ont été arrachés. En chimie physique, le concept d'énergie d'ionisation est l'opposé de celui d'affinité électronique, c'est-à-dire l'énergie dégagée lorsqu'un atome neutre capte un électron et forme un anion.
La réaction de première ionisation de l'atome A s'écrit :
L'énergie d'ionisation s'exprime en électron-volts (eV) ou en kilojoules par mole (kJ/mol). Par exemple, les tableaux suivants indiquent que l'énergie de première ionisation de l'atome de sodium (Na) est de ou .
L'emploi des eV comme unité provient de la mesure des énergies d'ionisation par la méthode de l'impact électronique. Pour pouvoir arracher un électron d'un atome de sodium, un autre électron incident doit être accéléré à travers une différence de potentiel électrique de et alors une différence d'énergie potentielle électrostatique de . Le kJ/mol par contre convient pour comparer les énergies d'ionisation avec les enthalpies de réaction, et d'inclure les étapes d'ionisation aux calculs thermochimiques à l'aide de la loi de Hess ou du cycle de Born-Haber.
L'énergie d'ionisation est une grandeur qui est toujours positive, ce qui signifie qu'il faut toujours fournir de l'énergie à un atome pour lui arracher un ou plusieurs électrons.
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