电离能的半导体

对于半导体来说，电离能即为将电子从价带顶移到真空能级所需的最小能量

I = χs+Eg

其中I 为电离能，χs为电子亲合能，Eg为价带顶到导带底的能量差。

电离能

电离能(I)

基态的气态原子失去一个电子形成气态一价正离子时所需能量称为元素的第一电离能（I1）。元素气态一价正离子失去一个电子形成气态二价正离子时所需能量称为元素的第二电离能（I2）。第三、四电离能依此类推，并且I1＜I2＜I3…。由于原子失去电子必须消耗能量克服核对外层电子的引力，所以电离能总为正值，SI单位为J• mol-1，常用kJ•mol-1。通常不特别说明，指的都是第一电离能.

电离能可以定量的比较气态原子失去电子的难易，电离能越大，原子越难失去电子，其金属性越弱；反之金属性越强。所以它可以比较元素的金属性强弱。影响电离能大小的因素是：有效核电荷、原子半径、和原子的电子构型。

（1）同周期主族元素从左到右作用到最外层电子上的有效核电荷逐渐增大，电离能也逐渐增大，到稀有气体由于具有稳定的电子层结构，其电离能最大。故同周期元素从强金属性逐渐变到非金属性，直至强非金属性。

（2）同周期副族元素从左至右，由于有效核电荷增加不多，原子半径减小缓慢，有电离能增加不如主族元素明显。由于最外层只有两个电子，过渡元素均表现金属性。

（3）同一主族元素从上到下，原子半径增加，有效核电荷增加不多，则原子半径增大的影响起主要作用，电离能由大变小，元素的金属性逐渐增强。

（4）同一副族电离能变化不规则。

【半导体】

对于半导体来说，电离能即为将电子从价带顶移到真空能级所需的最小能量

I = χs+Eg

其中I 为电离能，χs为电子亲合能，Eg为价带顶到导带底的能量差。

基态的气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量称为元素的电离能。电离能可以定量的比较气态原子失去电子的难易，电离能越大，原子越难失去电子，其还原性越弱，非金属性越强；反之金属性越强。所以它可以比较元素的金属性强弱。影响电离能大小的因素是：有效核电荷、原子半径、和原子的电子构型。电子亲和能是指真空的自由电子能级与导带底能级之间的能量差，也就是把导带底的电子拿出到真空去而变成自由电子所需要的能量。元素的第一电子亲和能越大，表示元素由气态原子得到电子生成负离子的倾向越大，该金属非金属性越强。影响电子亲和能大小的因素与电离能相同，即原子半径、有效核电荷和原子的电子构型。它的变化趋势与电离能相似，具有大的电离能的元素一般电子亲和能也很大。电子亲和能有如下特点：（1）大多数元素原子的第一电子亲和能是负值，少数是正值。这一点与电离能不同。（2）第一亲和能值较小，与电离能相比，元素的第一电子亲和能的绝对值要小得多。（3）第二电子亲和能是正值。这是因为使一个负一价的离子再结合一个电子必须克服负离子与电子间的静电排斥力，克服排斥力需要吸收能量。应用：电离能的大小可以用来衡量原子失去电子的难易，也可以用来判断原子失去电子的数目和形成的阳离子所带的电荷。如果I2>>I1，则原子易形成+1价阳离子而不易形成+2价阳离子；如果I3>>I2>I1，即I在I2和I3之间突然增大，则元素R可以形成R+或R2+而难于形成R3+。

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