Tool: Ionisierungsenergien und Energiestufen

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Die Ionisierungsenergie ist die Energie, die aufgewendet werden muss, um ein Elektron aus der Atomhülle zu entfernen. Die Angabe bezieht sich auf ein Mol Teilchen, daher die Einheit kJ/mol.

Die erste Ionisierungsenergie gehört zum ungeladenen Atom; dabei entsteht ein einfach positiv geladenes Ion. Jede weitere Abspaltung erfolgt aus dem Ion, das bei der vorigen Abspaltung entstanden ist. Die Kernladung ändert sich dabei nicht, aber es sind weniger Elektronen vorhanden, die sich gegenseitig abstoßen. Jedes verbleibende Elektron wird deshalb fester gehalten, und die Werte steigen von Ionisierung zu Ionisierung durchweg an.

Die sprunghaften Anstiege

Der Anstieg verläuft nicht gleichmäßig. An bestimmten Stellen steigt der Wert stark an. Dort wird zum ersten Mal ein Elektron aus einer niedrigeren Energiestufe abgespalten, weil die nächsthöhere Energiestufe leer geworden ist. Elektronen niedrigerer Energiestufen werden stärker festgehalten.

Der erste dieser sprunghaften Anstiege liegt genau hinter den Ionisierungsenergien der Valenzelektronen, der Elektronen der höchsten besetzten Energiestufe. Beim Magnesium-Atom betragen die ersten beiden Werte 740 und 1450 kJ/mol, der dritte dagegen 7730 kJ/mol – das 5,3-fache des zweiten. Genau zwei Elektronen ließen sich vergleichsweise leicht abspalten – und genau zwei Elektronen hat das Magnesium-Atom auf seiner höchsten besetzten Energiestufe. Die Lage des ersten sprunghaften Anstiegs gibt damit die Zahl der Valenzelektronen an – und daraus folgt die Hauptgruppe (Ausnahme: das Helium-Atom mit zwei Valenzelektronen steht in der VIII. Hauptgruppe).

Die Zahlenwerte

Die Werte sind auf 10 kJ/mol gerundet, ab 10 000 kJ/mol auf drei geltende Ziffern. In linearer Darstellung sind sehr kleine Werte neben sehr großen nicht mehr ablesbar: Beim Kalium-Atom ist die neunzehnte Ionisierungsenergie das 1133-fache der ersten (476 000 gegenüber 420 kJ/mol). Dafür steht die logarithmische Skala zur Verfügung: Dort entspricht jede Linie dem Zehnfachen, und die sprunghaften Anstiege treten deutlich hervor.

Quelle der Werte

Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team: NIST Atomic Spectra Database (Fassung 5.12). National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, abgerufen am 15.10.2026. Die dort angegebenen Werte in Elektronenvolt wurden mit dem Faktor 96,485 kJ/(mol · eV) umgerechnet.