作业帮为什么镓的第一电离能比铝高?除了镓和铝以外还有铊比铟高,铅比锡高.为什么呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/08 10:13:10
为什么镓的第一电离能比铝高?除了镓和铝以外还有铊比铟高,铅比锡高.为什么呢?
为什么镓的第一电离能比铝高?
除了镓和铝以外还有铊比铟高,铅比锡高.为什么呢?
为什么镓的第一电离能比铝高?除了镓和铝以外还有铊比铟高,铅比锡高.为什么呢?
不清楚楼主是否学习过《结构化学》或《物质结构》,这里暂时按大学低年级所掌握的概念范畴来回答.
先简要回答：
元素的性质规律是复杂的,现代物理学理论能够解释很多传统周期规律的"例外"现象——
镓比铝的第一电离能高,是由于镓的3d层电子对其最外层的4p电子屏蔽作用很弱,比使得镓原子核对其最外层电子的吸引力得以提高,提高到足以和铝原子核对其最外层2p电子的吸引力相当的程度.
这可从镓原子半径(122皮米)比铝原子半径(143皮米)还要小得到佐证.实际上镓和铝的第一电离能非常接近.
铊的第一电离能比铟的高,铅的比锡的高
则都可归因为第六周期元素外层电子突出的相对论稳定效应（铊和铅都是第六周期元素）,使得它们相比于第五周期各自同族的元素铟和锡,反而具有更高的第一电离能.
进一步浅显的解释：
关于屏蔽效应——
元素的第一电离能不仅取决于原子核对该电子（最外层轨道上的电子）的吸引力,还取决于内层轨道上的电子对该电子的排斥力.（多数时候还要考虑电子自旋成对能）
这两种作用力合起来可以看成是内层轨道电子们所带的电荷对原子核所带电荷的一种削弱（我们称之为"屏蔽"）
Slater和徐光宪有两个经典的计算"屏蔽"的经验公式（具体可以参考周公度的《结构化学基础》与《量子化学》）
关于原子的"相对论稳定效应"——
电子所处轨道越靠外能量越高,它的"动能"越大,按照相对论质量公式,这个电子的质量也随之增大,为了平衡核对电子的引力,电子轨道必须收缩,从而引起轨道能降低,第一电离能升高.
计算发现,第六周期元素的相对论稳定效应非常突出,一至五周期元素的较小,不足以显著影响其性质（具体可参考《量子化学》）
第一电离能越大越不容易失去电子，仁兄似乎反了。
因为镓(Ga)有4个电子层
而铝(Al)有3个电子层
镓最外层电子离核较远,受核内质子束缚小,因此更容易失去电子,所以第一电离能更大些
铊比铟高 铅比锡高都是一个道理
楼主~您明白了吗