이온화에너지

요약 바닥상태에 있는 원자 또는 분자에서 1개의 전자를 꺼내어 1개의 양이온과 자유전자로 완전히 분리하는 데 필요한 에너지이다. 예를 들어 수은원자의 이온화에너지는 1mol당 239kcal이다. 이 값은 전자볼트로 표현할 수 있으며, 수은의 경우 10.44eV이다. 전압을 구할 때에는 질량분석기를 이용하고, 파장으로 에너지를 구할 때에는 스펙트럼을 이용한다.

원자에서는 중성원자에서 전자를 1개 꺼낼 경우를 1차이온화에너지, 더 나아가서 1가(價)의 이온에서 또 1개의 전자를 꺼내는 경우를 2차이온화에너지라 한다. 분자에서는 중성분자 중에서 가장 높은에너지를 꺼내는 경우가 1차이온화에너지이다. 가령 기체상태의 수은원자에 파장 1187.96Å 이하의 빛(진공 자외선)을 쬐면 이온화가 일어나는데, 이것이 수은원자의 이온화에너지이며 그 값은 1mol당 239kcal이다.

이온화에너지를 전자볼트의 단위로 나타낼 때에는 이온화퍼텐셜 또는 이온화전압이라 하며, 앞에 예시한 수은의 경우에는 그 값을 환산해서 10.44eV가 된다. 실험적으로 구하는 방법으로는 가속전자 또는 광자(光子)를 측정하고자 하는 원자 또는 분자에 충돌시켜 이온화시키고 이온이 나타났을 때의 최저에너지, 즉 나타났을 때의 전압 또는 파장을 구한다. 이를 위해서는 전압의 경우에는 질량분석기를 사용하는 경우가 많고, 파장의 경우에는 원자 또는 분자의 방출스펙트럼이나 흡수스펙트럼의 계열 끝에서 구하는 방법이 있다.