Éléments chimiques classés par première énergie d’ionisation

Comparez les premières énergies d’ionisation des éléments : l’énergie nécessaire pour arracher un électron à un atome gazeux isolé et neutre dans son état fondamental.

Processus : X(g) + énergie → X⁺(g) + e⁻. Les valeurs ci-dessous sont exprimées en électronvolts (eV) par atome. Une valeur plus faible signifie que ce premier électron est moins fortement lié.

Premières énergies d’ionisation : de la plus faible à la plus élevée

La référence du NIST fournit 108 valeurs numériques dans cette sélection, y compris des valeurs calculées et estimées. Les 118 éléments restent accessibles par des liens sur cette page ; les dix autres sont répertoriés séparément ci-dessous.

Parcourez le tableau de gauche de haut en bas, puis reprenez en haut du tableau de droite. Sur les écrans plus petits, les colonnes s’affichent l’une sous l’autre. Z est le numéro atomique. Les énergies sont arrondies à quatre décimales au maximum ; les crochets et parenthèses de la source sont conservés.

Éléments sans valeur dans cette sélection de données NIST

Aucune valeur de première énergie d’ionisation d’un atome neutre n’a été obtenue pour ces dix éléments. Cela ne signifie pas que leur énergie d’ionisation est nulle ni qu’il n’existe aucune prédiction théorique.

Ce que montre la comparaison

• Le césium se situe parmi les valeurs les plus faibles : environ 3,8939 eV pour sa première ionisation.
• L’hélium se situe parmi les valeurs les plus élevées : environ 24,5874 eV. Le seul fait d’être un gaz noble ne signifie pas que tous les gaz nobles ont la même énergie d’ionisation.
• Le numéro atomique ne détermine pas à lui seul le classement : la structure des couches électroniques et la liaison des électrons au noyau jouent également un rôle. Il s’agit d’un classement selon l’énergie, et non de la disposition des éléments dans le tableau périodique.

Première énergie d’ionisation et énergies d’ionisation successives

La première ionisation arrache un électron à un atome neutre. La deuxième arrache un électron à X⁺ pour former X²⁺. Ce sont deux processus différents ; ce tableau ne présente que les premières énergies d’ionisation.

Par exemple, la première énergie d’ionisation du sodium est d’environ 5,1391 eV. Cette valeur concerne un atome de sodium à l’état gazeux, et non la formation ou l’élimination d’ions sodium dans un procédé de traitement de l’eau. À elle seule, cette valeur en phase gazeuse ne détermine ni la solubilité, ni le comportement rédox, ni l’efficacité du traitement dans l’eau.

Unités et conversion en kJ/mol

Pour exprimer cette même énergie pour une mole d’atomes, multipliez la valeur en eV par 96.4853 pour obtenir des kJ/mol. Ainsi, les 5,1391 eV du sodium correspondent à environ 495,8 kJ/mol.

Valeurs de référence actualisées

Les valeurs du NIST comprennent environ 7,1194 eV pour le technétium et 4,96 eV pour le lawrencium. L’incertitude indiquée pour le lawrencium est de 0,05 eV ; les valeurs proches ne doivent donc pas être considérées comme établissant un ordre précis.

Sources et remarques sur les données

• Base de données des spectres atomiques du NIST : énergies d’ionisation (version 5.12). Sélectionnez les spectres neutres (stade I), de H à Og, et l’unité eV pour reproduire cette sélection de données.
• Aide du NIST sur les énergies d’ionisation : définitions, incertitudes et notation entre crochets.
• Tableau périodique de l’IUPAC : noms, symboles et numéros atomiques des éléments.

Ce tableau est une référence pédagogique dont les valeurs sont arrondies. Lorsque la précision numérique importe, consultez l’entrée correspondante du NIST et son incertitude. Les estimations et les calculs restent signalés comme tels par le NIST, plutôt que d’être présentés comme des mesures.

Explorer d’autres listes d’éléments

Noms de A à Z · Numéro atomique · Symboles · Masse atomique · Électronégativité · Densité · Point de fusion · Point d’ébullition · Rayon de van der Waals · Année de découverte · Nom de famille du découvreur · Éléments dans la croûte terrestre · Éléments dans le corps humain · Rayon covalent

Consultez le tableau périodique pour comparer les éléments par groupe et par période.