イオン化エネルギー
基底状態の中性原子/分子が最もエネルギーの高い電子を放出して、無限遠に静止した電子と基底状態の1価の陽イオンとなるときに吸収するエネルギーを(第1)イオン化エネルギーという。
同様にして、
原子核からの引力による不安定化と、電子同士の反発の減少による安定化によって決まる。正電荷を帯びた原子核に引きつけるクーロン力に反して電子を無限遠点に取り去るので、常に安定化によるエネルギーの減少以上のエネルギーを要し、イオン化エネルギーは正となる。
電子親和力
基底状態の中性原子/分子が無限遠点にある電子と結合して基底状態の一価の陰イオンとなるときに放出されるエネルギーを(第1)電子親和力という。
同様にして、
原子核からの引力による安定化と、電子同士の反発の増加による不安定化によって決まる。希ガスなどでは安定化の効果が小さく不安定化の効果が大きいので電子親和力は負となる。
イオン化エネルギーと電子親和力の大きさ
イオン化エネルギーは電子親和力に比べて大きい。これは、イオン化エネルギーにおいては正電荷を持つ陽イオンから負電荷を持つ電子をクーロン力に逆らって引き離すエネルギーが大きい一方で、電子親和力においては中性の粒子に電子を近づけるため、こうしたエネルギーがないことによる。
周期律
電子を失って陽イオンになるとき、周期表で左側の原子は安定な希ガス配置に近づくが、右側の原子は電子を失うと安定な希ガス配置から遠ざかる。そのため、一般に同周期ではイオン化エネルギーは周期表の左側ほど小さく、右側ほど大きいという周期性を持つ。最小は1族、最大は18族である。ただし、電子軌道が閉殻や半閉殻のときは特に安定するので、その前後では逆転が起こる。
また、同族間では、最高エネルギー軌道にある電子までの距離がより遠くなる周期表の下側ほど、中心核が電子を引きつけるクーロン力が小さくなるためイオン化エネルギーも小さくなる。
電子を得て陰イオンになるとき、周期表で右側の原子は安定な希ガス配置に近づくが、左側の原子は電子を得ると安定な希ガス配置から遠ざかる。そのため、一般に同周期では電子親和力は周期表の左側ほど小さく、右側ほど大きいという周期性を持つ。最小は18族、最大は17族である。ただし、電子軌道が閉殻や半閉殻のときは特に安定するので、その前後では逆転が起こる。
また、同族間では、最高エネルギー軌道にある電子までの距離がより遠くなる周期表の下側ほど、中心核が電子を引きつけるクーロン力が小さくなるため電子親和力も小さくなる。また電子親和力では同族間で