电离能、电子亲合能和电负性(转）
2008-12-27 15:45阅读：
1． 电离能
使气态的基态原子失去一个电子，变成带一个正电荷的气态离子所需的最低能量，称为该元素原子的第一电离能（I1）；使气态的基态正一价离子失去一个电子，变成气态正二价离子所需的最低能量，称为第二电离能（I2）；依次类推，还有第三、第四电离能I3、I4等，电离能的单位常用kJ/mol。例如：
Na(g)--->Na+(g)＋e
I1＝498 kJ/mol
Na+(g)--->Na2+(g)＋e
I2＝4 562 kJ/mol
可见给定元素的电离能是逐渐增大的，I >
0表示吸收能量。若未特别指出，一般说的电离能是指第一电离能。电离能的数据可用真空紫外光谱法、表面电离质谱法等准确测定。
电离能的大小可以衡量原子在气态时失去电子的难以程度，可以用于衡量元素金属活泼性的强弱。电离能越小，越易失去电子，金属活泼性越强，反之亦然。
同一主族各元素，从上到下，有效核电荷增加很少，甚至基本相同，但电子层数增加，原子半径增大，故电离能递减，金属活泼性增强。
同一周期的主族元素，从左到右，有效核电荷增加较多，电子层数不变，原子半径减小，故总的趋势是电离能递增，金属活泼性减弱。
副族元素电离能的变化幅度不大，规律性较差。一般同一周期从左到右或同一副族从上到下，电离能略有增加。同一周期副族元素的电离能总比s区元素的电离能大。
2． 电子亲合能
气态的基态原子获得一个电子变成气态的负一价离子时所吸收（取正值）或放出（取负值）的能量，称为该原子的第一电子亲合能（E1）。与电离能类似，也有第二、第三……电子亲合能E2、E3……，电子亲合能的单位常用kJ/mol。例如：
O(g)＋e--->O-(g)
E1＝-142 kJ/mol
O-(g)＋e--->O2-(g)
E2＝844 kJ/mol
大多数情况下，中性原子吸收一个电子时要放出能量，E1 <
0；但E2总是大于零，必须吸收较大的能量才能克服负离子与电子间的排斥力。
直接用实验测定电子亲合能比较困难，因此，电子亲合能的实验数据较少，许多是由间接计算而得，数据的可靠性较差。元素的电子亲合能数据负得越多，体系放出能量越多，表示这种元素的原子越易获得电子，非金属性越强。
应当指出，从电子亲合能的数据看氧和氟的电子亲合能分布比硫和氯的负值少，但氧和氟的氧化性仍然比硫和氯强。这是因为电子亲合能只涉及气态原子和气态负离子，实际的化学反应过程是由这种分子或晶体生成另外的分子或晶体，整个过程是由许多因素共同决定的。
此外，某元素的电离能高，难失去电子，并不意味着它一定容易结合电子和具有更高的电子亲合能（负得多），稀有气体及其他某些元素都有这种情况。故当两种元素的原子相互作用时，比较二着吸引电子的强弱，不能单看电离能或电子亲合能。
3． 电负性
无论在单质或化合物中原子都是以化学键相互结合在一起的原子，简称键合原子。每个键合原子都有得失电子的能力。为了综合表示元素的原子得失电子的能力，美国科学家鲍林（Pauling）首先提出了电负性的概念。他指出，元素的原子吸引成键电子的相对能力可以用该元素的相对电负性来表示，简称电负性（X）。原子吸引成键电子的能力越强，其电负性就越大；原子吸引成键电子的能力越弱，电负性就越小。
对于元素电负性的标度（取值）许多科学家提出了不同的方案，至今仍是一个很活跃的课题。目前广泛使用的仍是Pauling从热化学实验数据整理而得的一套元素电负性标度。
ⅠA族电负性较小，最小的是Cs和Fr（0.7）；ⅦA族电负性较大，最大的是F（4.0）。一般金属元素的电负性小于2，非金属元素的电负性大于2。
在周期表中，元素的电负性呈明显的周期性变化。同一周期的元素从左到右，由于有效核电荷递增、原子半径递减，原子吸引成键电子的能力逐渐增强，电负性逐渐增大。同一主族中，从上到下，有效核电荷基本相同，外层电子构型相同，但原子半径增加较多，故原子吸引成键电子的能力减弱，电负性递减。但是副族元素电负性的变化较复杂。ⅢB族电负性的变化与主族相似，镧系元素的电负性很小（1.0～1.2），它们是很活泼的金属。由于镧系收缩，使同一副族第五、六周期元素的电负性很接近。
