【プロ講師解説】このページでは『第一イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度の違い』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

第一イオン化エネルギーとは

電子を奪うために必要な力
Point!

第一イオン化エネルギーとは、原子の最外殻から電子を1個奪うときに必要な最低限のエネルギーである。

図で表してみよう。

第一イオン化エネルギーは、原子から電子を「奪うときに必要」なエネルギーなので、小さい方がより原子から電子を奪いやすい(=原子は電子を出しやすい)ということになる。
以下のように、イオン化エネルギーを具体的な数字で表すと分かり易い。

また、以上のことを踏まえると第一イオン化エネルギーはその原子の防御力の指標として考えることができる。

第一イオン化エネルギー 大

電子を奪われにくい → 防御力 高

第一イオン化エネルギー 小

電子を奪われやすい → 防御力 低

Point!

電子親和力とは

電子親和力 = 電子との仲の良さ
Point!

電子親和力とは、原子に電子1個をくっつけたときに放出されるエネルギーのことである。

第一イオン化エネルギーよりも少し想像しづらいので、視点を変えて説明していこう。電子親和力は「電子との仲の良さ」と考えると理解しやすい。

電子親和力が大きいほど、電子と仲がいい。電子と仲がいいということは、電子を他から奪う力が強い。

反対に、電子親和力が小さい場合、電子とあまり仲が良くないので、電子を他から奪う力が弱い。

こう考えると(第一イオン化エネルギーを防御力と表したのに対応させて)電子親和力はその原子の攻撃力の指標と見ることができる。

電子親和力 大

電子と仲がいい → 他から電子を奪いやすい → 攻撃力 高

電子親和力 小

電子と仲が悪い → 他から電子を奪いにくい → 攻撃力 低

Point!

電気陰性度とは

異なる2つの原子が結合するとき、お互いが電子を1コずつ出し合い共有電子対を形成する。

このとき、原子が共有電子対を自分の方に引っ張る強さのことを電気陰性度という。
電気陰性度が高い原子がより強く共有電子対を自分側に引き寄せる。

電気陰性度・イオン化エネルギー・電気陰性度の違いと関係

ここまで読んでピンと来た人もいるかも知れないが、電気陰性度は「第一イオン化エネルギーと電子親和力を総合的に考えたもの」である。

共有電子対は「自分の電子」と「相手の電子」が組み合わさってできたもの。
したがって、電気陰性度、つまり「共有電子対を自らの方に引っ張る力」というのは、自分の電子を守る力(=守備力=第一イオン化エネルギー)と相手の電子を奪い取る力(=攻撃力=電子親和力)の両方を合わせた総合力ということになる。

第一イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度をエネルギー図で考える

最後に、だめ押しとして第一イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度の関係をエネルギー図を使って説明していこうと思う。(やや難易度高め。化学が苦手・熱化学をやっていない人は読み飛ばしてOK)

第一イオン化エネルギーは原子から電子を奪い取るために必要なエネルギーだった。

原子に第一イオン化エネルギーが加わり、陽イオンと電子になっているね。

ここで、原子と陽イオン・電子の関係をエネルギー図を使って表してみると…

このようになる。
熱化学の所でやったように、物質は“カタマリ”よりも“バラバラ”の方がエネルギーが高いため、原子よりも「陽イオン+電子」の方が高い位置に書かれているね。

先ほどから説明しているように、第1イオン化エネルギーは「原子から電子を奪うために必要なエネルギー」なので、このエネルギー図に書き加えると次のようになる。

次に、電子親和力のエネルギー図について確認していこう。

電子親和力は原子に電子1個をくっつけたときに放出されるエネルギーだった。

原子に電子がくっついて陰イオンが生成しているね。

ここで、原子と陰イオン・電子の関係をエネルギー図を使って表してみると…

このようになる。
イオン化エネルギー同様、よりバラバラである「原子+電子」の方が陰イオンより上に書かれているね。

先ほどから説明しているように電子親和力は「原子に電子1個をくっつけたときに放出されるエネルギー」なので、エネルギー図に書き加えると次のようになる。

最後に、電気陰性度のエネルギー図について。

電気陰性度は、共有電子対を引っ張る強さであり、自身の電子を守る第一イオン化エネルギーと相手の電子を引っ張る電子親和力の両方を考慮したものだった。

したがって、エネルギー図で考えると以下のような立ち位置になる。

これはあくまでイメージで、単純にイオン化エネルギーと電気陰性度の和になるというわけではない(あくまで2つのエネルギーの和に“比例する”のである)が、このように把握しておくと非常に覚えやすく忘れにくいので困ったらエネルギー図でイメージするという考えは持っておくようにしよう。

「電気陰性度は第一イオン化エネルギーと電子親和力の和に比例する」の真実はこれ

電気陰性度は第一イオン化エネルギーと電子親和力の和に比例するというのは「マリケンの評価方法」というものに基づいて言われていることである。

マリケンの評価方法では「イオン化エネルギーと電子親和力の平均が電気陰性度になる」と考えて原子の電気陰性度を評価する。この式を見れば確かにイオン化エネルギーと電子親和力の和が電気陰性度に比例することが理解できるね。

※マリケンの定義は昔使われていたが正確性に欠けることがわかり現在はあまり使われていない。代わりにポーリングの定義というものが用いられている。

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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

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