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Ionisierungsenergie


Was ist die Ionisierungsenergie? Definition und Erklärung…

Die Ionisierungsenergie, in der Literatur auch Ionisierungsenthalpie oder Ionisationsenergie genannt, gibt die Energie an die benötigt wird, um ein Elektron aus einem Atom bzw. Molekül zu entfernen, welches sich im gasförmigen Aggregatzustand befindet.
Ionisation beschreibt ganz allgemein die Trennung eines Elektron aus einem Atom, z.B. durch ionisierende Strahlung. Dies hat bei einem neutral geladenen Atom zur Folge, dass es nach Entfernung des Elektrons über eine positive Ladung verfügt. Denn Elektronen sind negativ geladen. Die 'Wegnahme' dieser negativen Ladung führt zu einem positiven Ladungsüberschuss im Atom.
Angegebene Werte im Periodensystem beziehen sich in aller Regel auf die erste Ionisierungsenergie. Diese bezieht sich auf die benötigte Energie, um das erste, am wenigsten stark gebundenste Elektron, zu entfernen. Natürlich können auch mehr Elektronen, sofern vorhanden, aus dem Atom entfernt werden. In diesem Zusammenhang spricht man dann von 'Zweiter Ionisierungsenergie', 'Dritter Ionisierungsenergie', und so weiter. Die dafür benötigte Energie steigt mit jedem weiter zu entfernenden Elektron immer mehr an.
Die Anziehungskraft des Atomkerns bestimmt im Wesentlichen die benötigte Energie für die Ionisation. Je höher die Anziehungskraft des Atomkerns auf das Elektron, desto mehr Energie muss aufgewendet werden. Helium ist das chemische Element mit der höchsten Ionisierungsenergie. Das liegt insbesondere an der Elektronenkonfiguration bzw. der Elektronenschale von Helium. Die Valenzschale, also die äußerste mit Elektronen besetzte Schale in der Elektronenhülle, ist zugleich auch die einzige Elektronenschale beim Helium. Dadurch ist die Anziehungskraft des Atomkerns auf das Elektron besonders hoch. Ganz im Gegensatz zu einem Element wie etwa Silber: Mit insgesamt fünf Elektronenschalen, liegt die Valenzschale deutlich weiter vom Atomkern entfernt, womit die Anziehungskraft auf die Valenzelektronen geringer ausfällt. Allerdings muss auch mitbedacht werden, dass Silber eine deutlich höhere Kernladungszahl aufweist. Damit ist die Anziehungskraft des Atomkerns deutlich stärker, als bei Helium. Dennoch überwiegt die geringere Anziehungskraft auf die Elektronen, verursacht durch die weiter außenliegende Valenzschale. Hieraus sind nun zwei Regeln abzuleiten:
1. Die Ionisierungsenergie sinkt innerhalb einer Gruppe des Periodensystems, weil neue Elektronenschalen hinzukommen (damit sinkt die Anziehungskraft des Atomkerns auf die weiter entfernten Valenzelektronen).
2. Die Ionisierungsenergie steigt innerhalb einer Periode des Periodensystems, weil die Kernladungszahl zunimmt (und damit auch die Anziehungskraft des Atomkerns).