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物理の光電効果のところででてくる仕事関数(W)と化学で習うイオン化エネルギーって同じことをいっているのでしょうか?
例えばナトリウムの場合、両方一番外側の電子を放出するのに必要なエネルギーのことだと理解していますが、間違っているのでしょうか?
よろしくお願いします

A 回答 (2件)

 こんにちわ。

面白そうなので、調べてみました。

セシウム(Cs)の第一イオン化エネルギーは、3.894eV
仕事関数は、1.93eV
金(Au)の第一イオン化エネルギーは、9.22eV
仕事関数は、5.1eV
なので、上記2例について言えば、2倍程度異なっているようです。(特にセシウムはかなり2倍に近い)

 電磁気学的に解釈すると、第一イオン化エネルギーというのは、+eに帯電した原子と-eの電荷を持つ電子が、距離 r 隔てているときのポテンシャルエネルギーに等しいと見なせそうなので、
 E1 = e^2 / (4πe0 r)
という式で表せると思います。

 一方、仕事関数は、金属の塊から電子1個を引き剥がすエネルギーなので、微視的に見ると、+eに帯電した無限平面と、-eの電荷を持つ電子が、距離 r 隔てている状態であり、これは鏡像法により、+eの電荷と-eの電荷が、距離 2r 隔たっている状態と等価なので、そのポテンシャルエネルギーは、
 E2 = E1 / 2
になると思われます。

 上記は、かなり強引に簡単化・モデル化しているので、現実はもっといろいろな要素が絡むと思いますが、なにぶんこの分野はしろうとなので、自信がありません。詳しい方がおられましたら、批評お願いします。
 
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イオン化エネルギー 原子1個での話


仕事関数 金属のかたまりでの話

この回答への補足

ありがとうございます♪
ということは、かたまりでも話である仕事関数のほうが大きなエネルギーということでしょうか!?

補足日時:2005/08/27 10:57
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