Valence orbital ionization potentials of 1s ²2s ^m2p ⁿ atoms and ions

Abstract

The 2s and 2p valence orbital ionization potentials (VOIP) are determined systematically for atoms and ions with configurations 1s ²2s ^m2p ⁿ, using the Anno-Teruya values of the average energies of the configurations. All the cases with possible values of m and n, in conformity with the Pauli principle, are treated. The 2s or 2p VOIP of a particular ion with the configuration of this type is almost independent of the electron configuration. The VOIP's of an isoelectronic series are fitted to a quadratic equation in terms of atomic number Z: VOIP=A ₀+A ₁ Z+A ₂ Z ², by a least-squares method. There are remarkable regularities among A ₀'s, A ₁'s or A ₂'s, for different isoelectronic series, which may be explained by Slater's simple expression for the total energy of an atom (or ion) with the idea of screening effect due to inner electrons. Various screening constants have been determined from the analysis of such regularities.

Zusammenfassung

Unter Benutzung der Anno-Teruya-Werte für die durchschnittliche Energie der Konfigurationen werden systematisch für Atome und Ionen der Konfiguration 1^{s 2}2s ^m2p ⁿ die 2s- und 2p-VOIP's bestimmt. Alle FÄlle mit den nach dem Pauli-Prinzip möglichen Werten für m und n werden behandelt. Das 2s- oder 2p-VOIP eines besonderen Ions ist beinahe unabhÄngig von der Elektronenkonfiguration. Nach der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung werden die VOIP's einer isoelektronischen Serie mit Hilfe einer in Z (Z=Kernladungszahl) quadratischen Gleichung bestimmt: VOIP=A ₀ +A ₁ Z+A ₂ Z ². Die Koeffizienten A ₀,A₁ und A ₂ zeigen untereinander für verschiedene isoelektronische Serien bemerkenswerte RegelmÄ\igkeiten, die mit der einfachen Slaterformel für die Gesamtenergie eines Atoms oder Ions als Abschirmeffekte der inneren Elektronen erklÄrt werden können. Durch die Untersuchung dieser RegelmÄ\igkeiten konnten verschiedene Abschirmkonstanten bestimmt werden.

Résumé

Les potentiels d'ionisation des orbitales de valence (VOIP) 2s et 2p sont systématiquement déterminés pour les atomes et les ions de configuration 1s ²2s ^m2p ⁿ, en utilisant les valeurs de Anno-Teruya pour les énergies moyennes des configurations. Tous les cas possibles d'après le principe de Pauli sont traités. Le VOIP 2s ou 2p d'un ion donné avec une configuration de ce type est presque indépendant de la configuration électronique. Une relation quadratique en fonction du numéro atomique Z est ajustée pour les VOIP d'une série isoélectronique par la méthode des moindres carrés: VOIP=A ₀+A ₁ Z +A ₂ Z ². Des régularités remarquables se manifestent pour A ₀, A ₁, A ₂ dans différentes séries isoélectroniques; ceci peut Être expliqué à l'aide des expressions simples de Slater pour l'énergie totale d'un atome (ou d'un ion) avec l'idée d'un effet d'écran dğ aux électrons internes. Différentes constantes d'écran ont été déterminées par l'analyse de ces régularités.