能量的正负在这里是这样规定的:
对于所研究的体系,放出能量为负,吸收能量为正
第一电离能是把最外层的电子拉出去所需要消耗的能量
我们对电子势能的零点定义在无限远处,越靠近原子核,势能就是个绝对值越大的负数。因此电离是需要吸收能量的,因此是正的。
按量子理论,电子可以处于各种态,而基态时电子的能量是最低的,所以要规定基态。
“电中性”是因为你所读到的这一章是讲原子的电离,原子要求是电中性的。
“失去一个电子”是指“第一”电离能,紧接着再失去一个电子所需要消耗的能量就是“第二”电离能。
至于为什么规定“气体”,是因为气体情况下可以保证原子之间彼此远离,一个原子失去电子所经历的能量变化过程和其他原子无关。否则,在固体情况下,一个电子将受到不止一个原子核的吸引,电离能就不仅仅和原子的种类有关,更和固体内原子的排序状态有关了。
“气态”,“基态”是设定一个标准,否则测得数据不同;“电中性”,“失去一个电子”是第一电离能的定义;不要把物理思维挪到化学,化学里很少区分正负的,就算有正负也是人为规定的,如吉布斯自由能等
如果你说固态更稳定,那我举个例子,C有两种固态单质,石墨和金刚石;S的固态单质更多,S2,S4,S8等等,取那一个做标准?而对于同一种物质,绝大部分其气态结构只有一种,少数气态物质也只能以多聚体的形式出现异构(如HF)。因此定义“气态”,“基态”不是要让它的能量最低,而是要减少特殊情况。
1.所有的原子都有第一电离能
2.所有的原子都有气态原子
所有的物质在任何情况下都存在三态变化,只是有些的幅度非常小,例如Fe常温下的蒸汽压只有10^-6Pa,但是这种情况下气态Fe原子非常多了,足够测定
而且有时候也不会直接测定,第一电离能=原子化焓+原子固态电离能
前一个问题是因为为了统一标准而进行的条件规定,至于后面的正负号是人为规定
气态下的原子处于能量最高状态、