電離能是元素性質的乙個重要引數。電離能的大小表示元素的原子失去電子的難易，說明元素通常呈現的化合價狀態。學好元素電離能的有關知識，可以幫助我們更好地了解元素的性質，理解元素原子核外電子的運動狀態。
為了幫助同學們更好地學習元素的第一電離能知識，特設計如下問答：
1什麼叫電離能？同一元素的各級電離能大小關係是怎樣的？為什麼？
答：使乙個基態的氣態原子失去乙個電子生成+1價氣態陽離子所需的能量叫元素的第一電離能。常用i1表示，單位為kj/mol。
從氣態+1價離子再失去乙個電子生成+2價氣態陽離子所需的能量叫該元素的第二電離能，用i2表示，餘類推。
m（g）→m+（g）+e i1
m+（g）→m2+（g）+e i2
m2+（g）→m3+（g）+e i3
i1＜i2＜i3……
因為原子移去乙個電子後成為帶正電荷的陽離子，
2影響電離能大小的因素有哪些？
答：電離能的大小主要取決於原子的有效核電荷、原子半徑以及原子的電子構型。一般說來，有效核電荷越大，原子半徑越小，電離能越大；電子構型越穩定，電離能越大。如
3元素的第一電離能大小的變化規律有哪些？
答：同週期元素從左到右，元素的第一電離能總的趨勢是逐漸增大的；同一主族自上而下元素的第一電離能依次減小。但在同一副族中，自上而下元素的第一電離能變化幅度不大，且不規則。
4元素的第一電離能大小與元素性質的關係
答：元素的第一電離能越大，元素的原子越難失去電子，元素的金屬性越弱；元素的第一電離能越小，元素的原子越易失去電子，元素的金屬性越強。
5為什麼第一電離能是be比b大，mg比al大，n比o大？
答：be和b的電子排布式分別為1s22s2、1s22s22p1，be的2s亞層有2個電子，為全充滿的穩定結構，失去其中乙個電子需要較高的能量，而b的2p亞層只有乙個電子，結構不穩定，失去這個電子需要的能量較低，所以第一電離能是be比b大。同理可以解釋「mg比al大」。
n和o的電子排布式分別為1s22s22p3、1s22s22p4，n的2p亞層有3個電子，為半充滿的較穩定結構，失去其中乙個電子需要較高的能量，而o的2p亞層有4個電子，結構不穩定，失去這個電子需要的能量較低，所以第一電離能是n比o大。
9稀有氣體的第一電離能如下表所示：
試說明其變化的規律性.
[解析] 稀有氣體的第一電離能是隨原子序數的增加而遞減的。因為稀有元素的原子的電子構型相似，隨著原子序數的增加,原子核的核電荷增加，內層電子的遮蔽作用也增大，削弱了原子核對外層電子的引力，同時原子半徑的遞增也使原子核對外層電子的引力減弱。所以稀有氣體元素的第一電離能是隨原子序數（或原子半徑）的增加而減小。
[點撥] 第一電離能的大小取決於原子核對外層電子的引力，引力小則電離能小。
10．下表是第二週期元素的第一電離能資料：
⑴將上表資料，分別以原子序數和電離能為橫、縱座標畫一草圖。
⑵討論li ~ ne電離能變化的總趨勢；
⑶試從電子構型解釋該圖中兩處反常現象。
[解析]⑴從li 到 ne電離能變化的總趨勢草圖如下：
⑵從電離能資料和圖象都可以看出，li ~ ne電離能變化的總趨勢為逐漸增大。因為同一週期從左到右（li ~ f），核電荷依次增大，原子半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的引力逐漸增大，失去電子的能力逐漸減弱，所以元素的第一電離能逐漸增大。ne的外層電子構型為全滿的穩定結構，所以氖元素的第一電離能最大。
⑶圖中兩處電離能大小反常的是be和b、n和o。be和b的電子排布式分別為1s22s2、1s22s22p1，be和b的最外層電子構型分別為2s2、2s22p1，be的2s亞層有2個電子，為全充滿的穩定結構，失去其中乙個電子需要較高的能量，而b的2p亞層只有乙個電子，結構不穩定，失去這個電子需要的能量較低，所以第一電離能是be比b大。n和o的最外層電子構型分別為2s22p3、2s22p4，n的2p亞層有3個電子，為半充滿的較穩定結構，失去其中乙個電子需要較高的能量，而o的2p亞層有4個電子，結構不穩定，失去這個電子後變成2p3的較穩定結構，失去這個電子需要的能量較低，所以第一電離能是n比o大。
[點撥]電子構型中，全滿（ns2、np6、nd10）、全空（ns0、np0、nd0）或半滿（ns1、np3、nd5）是較穩定的結構。
【例析】不同元素的氣態原子失去最外層乙個電子所需的能量叫第一電離能（設其為e），如下圖所示。是根據元素在週期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點，並回答下列問題。
（1）同主族內不同元素的e值變化的特點是
各主族中的e值的這種變化特點體現了元素性質的變化規律。
（2）同週期內，隨原子序數增大，e值增大。但個別元素的e值出現反常
現試**下列關係式中正確的是______（填寫編號，多選倒扣）
①e（砷）＞e（硒） ②e（砷）＜e（硒）
③e（溴）＞e（硒） ④e（溴）＜e（硒）
（3）估計1mol氣態ca原子失去最外層乙個電子所需能量e值的範圍e
（4）10號元素e值較大的原因是
解析：此題考查了元素第一電離能的變化規律和學生的歸納總結能力。
①從h、li、na、k等可以看出，同主族元素隨元素原子序數的增大，e值變小；h到he、li到ne、na到ar呈現明顯的週期性。
②從第二、三週期可以看出，第ⅲa、第ⅵa族元素比同週期相鄰兩種元素的e值都低。由此可以推測：e（砷）＞e（硒），e（溴）＜e（硒）
③根據同主族、同週期元素的性質遞變規律可知：同週期從左到右e依次增大，同主族自上而下e依次減小。則有：e（鉀）＜e（鈣）＜e（鎂）
④10號元素是稀有氣體元素氖，達到穩定結構。此時失去乙個電子就需要很高的能量。
答案：⑴隨著原子序數增大，e值變小週期性
⑵①③⑶485 738
⑷10號元素是氖，該元素的原子最外層電子排布已達到8電子穩定結構。
例5. 下圖為週期表中部分元素某種性質（x值）隨原子序數變化的關係。
（1）短週期中原子核外p亞層上電子數與s亞層上電子總數相等的元素是______（寫元素符號）。
（2）同主族內不同元素的x值變化的特點是同週期內，隨著原子序數的增大，x值變化總趨勢是週期表中x值的這種變化特點體現了元素性質的變化規律。
（3）x值較小的元素集中在元素週期表的
a. 左下角 b. 右上角 c. 分界線附近
（4）下列關於元素此性質的說法中正確的是選填代號）。
a. x值可反映元素最高正化合價的變化規律
b. x值可反映原子在分子中吸引電子的能力
c. x值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強弱
解析：短週期元素中原子核外p能級上電子數與s能級上電子總數相等的元素有：o：
1s22s22p4，mg：1s22s22p63s2；由圖可知：同主族內，隨著原子序數的遞增，x逐漸減小，同週期內，隨著原子序數的遞增，x逐漸增大，它體現了元素性質的週期性變化規律，根據該規律可知：
x最大的元素在週期表的右上角，而x最小的元素在週期表的左下角，它說明x體現了元素的得電子能力的相對大小，即元素的原子吸引電子的能力或元素的金屬性與非金屬性的相對強弱。
答案：（1）o，mg；（2）同一主族，從上到下，x值逐漸減小；逐漸增大；週期性；
（3）a； （4）bc
例6. 不同元素的氣態原子失去最外層乙個電子所需要的能量（設其為e）如圖所示。試根據元素在週期表中的位置，分析圖中折線的變化特點，並回答下列問題。
（1）同主族內不同元素的e值變化的特點是
各主族中e值的這種變化特點體現了元素性質的變化規律。
（2）同週期內，隨原子序數增大，e值增大。但個別元素的e值出現反常
現試**下列關係式中正確的是______（填寫編號，多選倒扣）
①e（砷）＞e（硒） ②e（砷）＜e（硒）
③e（溴）＞e（硒） ④e（溴）＜e（硒）
（3）估計1mol氣態ca原子失去最外層乙個電子所需能量e值的範圍e
（4）10號元素e值較大的原因是
解析：此題考查了元素第一電離能的變化規律和學生的歸納總結能力。
①從h、li、na、k等可以看出，同主族元素隨元素原子序數的增大，e值變小；h到he、li到ne、na到ar呈現明顯的週期性。
②從第二、三週期可以看出，第ⅲa、第ⅵa族元素比同週期相鄰兩種元素的e值都低。由此可以推測：e（砷）＞e（硒），e（溴）＜e（硒）
③根據同主族、同週期元素的性質遞變規律可知：同週期從左到右e依次增大，同主族自上而下e依次減小。則有：e（鉀）＜e（鈣）＜e（鎂）
④10號元素是稀有氣體元素氖，達到穩定結構。此時失去乙個電子就需要很高的能量。
答案：⑴隨著原子序數增大，e值變小週期性
⑵①③⑶485 738
⑷10號元素是氖，該元素的原子最外層電子排布已達到8電子穩定結構。
14、下表是元素週期表的一部分，回答下列有關問題
（1）寫出下列元素符號：
① ⑥ ⑦ ⑩
（2）在這些元素中，最活潑的金屬元素是 ，最活潑的非金屬元是 ，最不活潑的元素是 。電負性最大的是 。
（3）在這些元素的最**氧化物對應水化合物中，酸性最強的是 ，鹼性最強的是 ，呈兩性的氫氧化物是 （只寫一種），寫出三者之間相互反應的化學方程式。
15、短週期元素a、b、c的原子序數逐漸增大，它們形成的離子具有相同的電子層結構，b和c的單質都能跟水劇烈反應，b為電負性數值最大的元素。b單質與 h2o反應產生a單質，0.5molc單質跟水反應時，在標準狀況下放出5.
6lh2，此時c轉化成具有氖原子核外電子層結構的離子。問：
（1）a、b、c各是什麼元素？
（2）寫出這三種元素所形成化合物的化學式，並用電子式表示它們的形成過程。
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