7.2.1 元素电离能、电子亲和能和电负性的变化规律

　　　　　§7.2元素性质变化的一般规律　　 　　　　　　　　　　　 　{本节教师视频讲解}

　　元素的性质主要是由它们的原子结构决定的，随元素所在周期和族的不同而有规律地变化。但是，既然一组相类似元素的电子层结构只是类似而不完全相同，那么同一主族或同一副族的元素性质就不应该是简单重复，而是或多或少地有规律地变化。元素的化学性质取决于它的原子得、失电子的能力。这可通过原子的电离能、电子亲和能和电负性来衡量。

　　7.2.1 元素电离能、电子亲和能和电负性的变化规律

　　1.元素电离能

　　基态气体原子失去最外层一个电子所需的能量叫做电离能，用式子表示则为下述过程：

　　　　 E0 + I = E+ + e-

　　　　　　　　　　　　　　　　　电离能变化趋势图

　　所对应的能量I,电离能的单位是kJ/mol或eV/atom。用eV/atom作单位的电离能在数值上等于以伏特作单位的电离势。对多电子体系，往往有多级电离能，I1、I2、I3、…，分别对应于原子的第一、第二、第三级电离过程。它们的数值大小关系为I1＜I2＜I3…。原子的电离能大小取决于它的电子构型。原子第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线具有明显的周期性。IA族元素电离能最低，而零族元素电离能最高。对主族元素，从IA到ⅦA，再到零族，电离能随核电荷数的增加而增加。对于s区和p区元素，同族内电离能变化的总趋势是由上到下逐渐减小，这种趋势造成金属活泼性按同一方向递增，但d区元素从3d到5d．电离能稍有增加对于第六周期的过渡元素还由于镧系收缩的原因，使得它的电离能进一步增加。

　　2． 电子亲和能 　　　　　　　　　　　　　　电子亲和能的表示图

　　电子亲和能是指当一个气态中性原子E得到一个电子变成一个负离子E-时所放出的能量E。用公式表示即为 　　　　　　　　　　　　　　E + e- = E- + E 　　它的单位为kJ /mol或eV/atom，正值表示放出能量，负值表示吸收能量。在数值上，它与带负电荷的阴离子E-的电离能是相等的，但符号相反。 　　零族具有S2P6型的稀有气体元素原子的电子亲和能最小，同一周期元素随原子序数的递增，电子亲和能递增。IIA族具有心构型的原子的电子亲和能明显低于同周期的ZA族具有ns2构型的原子。

　　3． 电负性

　　电负性这个概念可用来估计在一种给定的化合物中给定元素的原子与其他元素原子相比吸引电子的能力，这种能力取决于原子的电离能和电子亲和能。根据Mulliken的计算，原子的电负性X可用它的电离能和电子亲和能之和的1/2 来表示。即：X=1/2 (I+E)。大约共有20种不同标度的电负性，它们的数值是参照各种不同物质的标准计算得到的。标度不同，所得到电负性数值不同，但物质在本组中的相对位置几乎完全相同，鲍林标度的电负性是以元素氟(F)的电负性X＝4.0为标准。 　　　　　　　　　　　　　　　 电负性变化表示图

　　同一周期元素从左至右，电负性总体上是增大的，同一主族元素从上到下，电负性是减小的；第IA族元素电负性最低，而第ⅦA族元素电负性最高。严格说来，一种元素有不只一个电负性值，因为它的数值受许多因素影响，主要有元素的化合价，它所在的化合物的类型等等。然而，这个概念仍可用来定性地解释化学键和化合物的性质。