• Thời gian đăng: 10:05:15 AM 26/02/2024
  • 0 bình luận

Năng lượng ion hóa là gì? Đặc điểm và cách xác định

Năng lượng ion hóa là một trạng thái năng lượng nhất định và hình thành phân chia một cách đa dạng. Điều này giúp tạo ra các dạng năng lượng đa dạng trong cuộc sống. Cùng tìm hiểu ngay về dạng năng lượng này trong hóa học cùng VietChem khi bạn hứng thú với chủ đề này.

1. Năng lượng ion hóa là gì?

Năng lượng ion hóa có thể hiểu là năng lượng cần thiết để tách electron ra khỏi nguyên tử đó ở trạng thái cơ bản. Dạng năng lượng này ký hiệu là I, đơn vị là KJ/mol. Năng lượng ion này được phân chia ra làm nhiều loại và được gọi theo thứ tự xuất hiện như năng lượng ion hóa thứ nhất, thứ 2, thứ 3,...

nang-luong-ion-hoa-1

Năng lượng ion hóa là năng lượng cần thiết để tách electron ra khỏi nguyên tử xác định

Năng lượng ion hóa thứ nhất là gì thì đây là một dạng năng lượng cần thiết để tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử, ký hiệu là I1. Tiếp đó năng lượng ion hóa thứ 2 (I2), thứ 3 (I3) là dạng năng lượng cần thiết để tách electron thứ 2, thứ 3 ra khỏi các ion tương ứng và giá trị của chúng lớn hơn I1. 

Ví dụ: Na → Na+ + e. Để có thể tách 1 mol e ra khỏi 1 mol nguyên tử Natri thì cần tiêu tốn năng lượng là 497 KJ.mol. Vậy ta nói rằng năng lượng ion hóa thứ nhất của Na là 497 KJ/mol/

2. Năng lượng ion hóa có tính chất gì?

Dạng năng lượng này có tính chất rất đặc trưng của các nguyên tử. Nếu electron càng gần hạt nhân thì năng lượng ion hóa càng lớn hơn. Ngược lại nếu electron càng xa hạt nhân thì năng lượng ion càng nhỏ. Với tính chất này sẽ so sánh năng lượng ion hóa như sau : I1<I2< …<In. Nguyên tử càng dễ nhường e do tính kim loại mạnh thì I có trị số càng nhỏ hơn.

nang-luong-ion-hoa-2

Càng xa hạt nhân sự ion hóa càng nhỏ

3. Năng lượng ion hóa trong bảng tuần hoàn hóa học

Ion hóa được diễn ra dựa vào bán kính của nguyên tử, ái lực điện tử, độ âm điện và tính kim loại. Quá trình ion hóa này luôn tuân theo các xu hướng sau:

3.1. Xu hướng tăng dần khi di chuyển từ trái sang phải trong electron

Trong chu kỳ diễn ra của một nguyên tố hoặc một hàng nguyên tố hóa học thì năng lượng I sẽ luôn có xu hướng tăng dẫn. Bởi do bán kính nguyên tử giảm dần khi chuyển động theo chu kỳ. Điều này sẽ khiến lực hút hiệu dụng lớn hơn, tạo ra liên kết giữa các electron âm và hạt nhân điện tích dương.

Độ ion hóa có giá trị nhỏ nhất khi chúng được gắn với các hạt kim loại kiềm bên trái của bảng tuần hoàn hóa học. Chúng đạt cực đại khi liên kết với khí quý ngoài cùng bên phải bảng tuần hoàn. Khí quý sở hữu vỏ hóa trị lấp đầy giúp chống lại sự tách electron.

3.2. Xu hướng giảm dần khi di chuyển từ trên xuống dưới

Năng lượng ion hóa sẽ có xu hướng giảm dần khi di chuyển từ trên xuống dưới. Xu hướng này thường xuyên xảy ra của năng lượng ion và sẽ luôn có sự giảm dần từ trên xuống dưới của nhóm nguyên tố theo cột. Chúng được diễn ra do số lượng tử của electron lớp ngoài cùng tăng lên theo quy tắc.

Trong quá trình di chuyển, nguyên tử liên tục được bổ sung thêm proton từ một nhóm điện tích dương. Chúng tác dụng lên vỏ electron làm nhỏ hơn và lọc electron khỏi lực hấp dẫn hạt nhân. Càng bổ sung nhiều lớp vỏ electron di chuyển xuống nhóm sẽ đẩy xa các phân tử này khỏi hạt nhân.

nang-luong-ion-hoa-3

Xu hướng thay đổi của năng lượng ion hóa trên bảng tuần hoàn

3.3. Năng lượng ion hóa có thể chia thành các năng lượng khác nhau

Một xu hướng khác của I đó là có thể chia thành các năng lượng khác nhau, bao gồm I1, I2, I3 và các ion hóa tiếp theo. Ở năng lượng ion hóa thứ nhất sẽ dùng để bứt electron hóa trị ngoài cùng ra khỏi nguyên tử trung hòa. Năng lượng I2 tiếp tục làm nhiệm vụ loại bỏ các phân tử tiếp theo và các In tiếp theo cũng thực hiện nhiệm vụ này. Quá trình đó diễn ra liên tục cho đến khi vào tới hạt nhân nguyên tử.

4. Xác định năng lượng ion hóa bằng cách nào?

Để xác định năng lượng ion hóa thường sẽ sử dụng các phương pháp chính cụ thể như sau:

  • Dùng phương pháp chủ yếu là photoemission - Phương pháp này giúp xác định năng lượng ion do các electron phát ra nhờ 2 hiệu ứng, đó là  điện quang và quang phổ nguyên tử.
  • Phương pháp quang phổ điện tử cực tím, viết tắt UPS. Phương pháp này sử dụng kích thích nguyên tử và phân tử dựa vào bức xạ của tia cực tím. Năng lượng electron sau đó sẽ liên kết với hạt nhân nguyên tử để việc đo ion hóa dễ dàng hơn.
  • Phương pháp quang phổ bản sao của quang điện tử tia X. Phương pháp này vẫn áp dụng nguyên tắc sử dụng cũ như trước là kích thích electron lớp ngoài cùng để nghiên cứu sự khác biệt về các loại bức xạ tạo ra.

Việc xác định năng lượng ion hóa diễn ra nhanh hay chậm đều phụ thuộc phần lớn vào các loại máy móc sử dụng. Ngoài ra còn phụ thuộc vào tốc độ electron bị đẩy ra ngoài và độ phân giải thu nhận được.

nang-luong-ion-hoa-4

Xác định năng lượng ion hóa bằng phương pháp photoemission là chủ yếu

Hiểu rõ năng lượng ion hóa sẽ giúp tạo lợi ích trong vấn đề nghiên cứu nguyên tử để áp dụng vào các ứng dụng hóa học, công nghiệp sản xuất. Hy vọng bài viết này hữu ích với bạn đọc khi tìm hiểu. Xem thêm nhiều chủ đề liên quan, bạn đọc hãy đồng hành cùng VietChem trong các bài viết tiếp theo.

Bài viết liên quan

Yttrium (Y) - Vật liệu cốt lõi cho công nghệ LED, radar và siêu dẫn thế hệ mới

Yttrium là kim loại đất hiếm có đặc tính từ, quang học và dẫn điện đặc biệt, được ứng dụng trong laser, màn hình, gốm siêu bền và công nghệ năng lượng sạch. Tìm hiểu chi tiết về tính chất, ứng dụng và vai trò chiến lược của nguyên tố Yttrium.

0

Xem thêm

Palladium là gì? Đặc tính, ứng dụng và vai trò chiến lược trong công nghiệp toàn cầu

Palladium – một kim loại hiếm và quý ít được biết đến trong đời sống hàng ngày, nhưng lại là “trái tim thầm lặng” của nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Từ bộ chuyển đổi khí thải trong ô tô, vi mạch điện tử, pin nhiên liệu cho đến các phản ứng hóa học then chốt, palladium giữ vai trò không thể thay thế nhờ vào tính chất xúc tác và dẫn điện vượt trội. Bài viết này sẽ giúp bạn khám phá toàn diện về palladium – từ đặc điểm kỹ thuật, ứng dụng, nguồn cung đến tiềm năng phát triển trong tương lai.

0

Xem thêm

Beryllium là gì? Tính chất, ứng dụng và vai trò chiến lược trong công nghiệp công nghệ cao

Beryllium – một nguyên tố kim loại nhẹ nhưng có độ cứng vượt trội, là vật liệu chiến lược không thể thiếu trong ngành hàng không vũ trụ, điện tử và công nghệ hạt nhân. Dù chỉ cần một lượng nhỏ, beryllium có thể tăng cường đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị trong những điều kiện khắc nghiệt nhất. Bài viết dưới đây sẽ đưa bạn đến cái nhìn toàn diện về beryllium: từ tính chất hóa học, nguồn gốc, ứng dụng công nghiệp cho đến tầm quan trọng của nó trong chiến lược công nghệ tương lai.

0

Xem thêm

Zirconium là gì? Tính chất, vai trò và ứng dụng

Zirconium – nguyên tố kim loại với vẻ ngoài không quá nổi bật nhưng lại sở hữu sức mạnh vượt trội về độ bền, khả năng kháng hóa chất và tính tương thích sinh học. Là vật liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp hạt nhân, zirconium đang âm thầm giữ vai trò cốt lõi trong hàng loạt công nghệ hiện đại. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về zirconium: từ đặc tính hóa học, nguồn gốc, ứng dụng công nghiệp cho đến tiềm năng chiến lược trong tương lai.

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0985 357 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Tống Đức Nhuận

Tống Đức Nhuận

Hóa Chất Công Nghiệp

0915 866 828

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Lê Thị Mộng Vương

Lê Thị Mộng Vương

Hóa Chất Công Nghiệp

0964 674 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Thiên Bảo

Thiên Bảo

Hóa Chất Công Nghiệp

0939 702 797

Trương Mỷ Ngân

Trương Mỷ Ngân

Hóa Chất Công Nghiệp

0901 041 154

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI ĐÀ NẴNG & CÁC TỈNH MIỀN TRUNG
Phạm Văn Trung

Phạm Văn Trung

Hóa Chất Công Nghiệp

0918 986 544 0328.522.089

Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Hương

Hóa Chất Công Nghiệp

0377 609 344 0325.281.066

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963 029 988 Hà Nội - Mr. Tống Nhuận : 0915 866 828 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929 Đà Nẵng : 0918 986 544