Question

原子的第一电离能和原子最高能级电子的能量有什么关系? 高考水平的回答不要 谢谢！先给5分 答对有重奖！

例如设铝的第一电离能是E，那么铝原子最高能级（3d）上的一个电子是否就具有-E的能量？（以无穷远处为零势能点）；或者说，一个具有-E能量的最外层电子是否在接受E能量后就可以电离?是否需要考虑屏蔽效应等因素？
错了 不是3d是3p

Answer 1

1、首先要明白，原子轨道能量是负值
2、原子失去一个电子后，变成+1价离子，如果生成的这个离子电子云只是在原来的基础上少了一个电子，其他状况都没有发生变化，那此时电离能刚好等于失去的这个电子所在轨道的能量的绝对值
3、但是，实际情况并不是如此，原子失去电子变成离子后，电子云会收缩，能量会更低，相当于相对第2点提出的只失去电子而没发生其他变化的状态要放出热量，所以放出的热量能补偿给电离能，导致电离能用不着那么大，也即：电离能要小于原来电子所在轨道能量的绝对值。

Answer 2

亲你也是港中大的year 1 新生，修CHEM1070对吧？我都系啊……明天的midterm加油啊

追问

对啊 呵呵 你是？告诉我QQ号码 我加你

追答

給你發了站內消息哦

Answer 3

原子的第一电离能小于原子最高能级电子的能量的绝对值。这是因为，原子失去电子后，电子云会收缩，即原子将剩余电子吸引得更强，剩余电子的能量更低。即
E(n-1)原 > E(n-1)新
E(n) = E(n-1)新 - E = E(n-1)原 + E原
E原 < -E
注意电子在轨道上运动时能量是低的，即为负值。
对Al原子来说，其最高占有轨道能级不是3d，而是3p！
若假定Al的第一电离能为E，则3p轨道的能量< -E。
一个具有-E能量的最外层电子接受比E少的能量就可以电离了。

追问

非常感谢你的回答！解释的很有道理 但是还是不能完全肯定你的答案 呵呵
我们大学明天期中考试 （其实这是一道练习题） 如果对的话给你50分！

还有 如果我知道了铝的1.2.3级电离能（577.6、1816、2745），是否就可以估算出铝原子3p轨道的电子能量？

追答

如果这道题答错了，也没脸在高校混了。
理论上似乎可以；但电离能与能级之间的关联到底如何，目前还没有一个具体说法（肯定有关联的），做这方面的课题也很有趣。