• 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

Vinyl là gì? Ứng dụng, đặc tính và công nghệ sản xuất vinyl trong công nghiệp

Từ một nhóm chức hóa học đơn giản –CH=CH₂, vinyl đã trở thành nền tảng vật liệu của cả một thế kỷ công nghiệp. Tên gọi “vinyl” gắn liền với các sản phẩm quen thuộc như ống nhựa, dây cáp, túi truyền dịch, tấm pin mặt trời... nhưng đằng sau sự phổ biến đó là cả một hệ sinh thái polymer phức tạp, đa dạng và đang không ngừng đổi mới để thích ứng với yêu cầu công nghệ, môi trường và kinh tế hiện đại.

0

Xem thêm

Công nghiệp phụ trợ | Xương sống của chuỗi giá trị sản xuất

Trong nền kinh tế hiện đại, khi nhắc đến các ngành sản xuất quy mô lớn như ô tô, điện tử, dệt may hay cơ khí, người ta thường nghĩ ngay đến những sản phẩm hoàn chỉnh. Tuy nhiên, ít ai để ý rằng phía sau mỗi chiếc xe, mỗi chiếc điện thoại hay từng mét vải là một mạng lưới dày đặc các doanh nghiệp cung cấp linh kiện, nguyên vật liệu, dịch vụ kỹ thuật và bán thành phẩm. Đó chính là công nghiệp phụ trợ – một hệ thống không hào nhoáng nhưng giữ vai trò cực kỳ quan trọng, là nền tảng để các ngành công nghiệp chính có thể phát triển bền vững.

0

Xem thêm

Chất dẻo là gì? Thành phần, phân loại và ứng dụng thực tế

Chất dẻo là vật liệu đã định hình thế giới hiện đại – từ bao bì, ô tô đến thiết bị y tế. Nhưng đằng sau sự tiện lợi ấy là cả một ngành công nghiệp phức tạp, đầy thách thức và đang trên đà chuyển mình. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu sâu bản chất, cơ hội và tương lai của chất dẻo – vật liệu không thể thay thế nhưng buộc phải đổi thay.

0

Xem thêm

Dioctyl Phthalate (DOP)  là gì? Tính chất lý hóa, quy trình sản xuất và ứng dụng thực tế

Dioctyl phthalate (DOP), hay còn gọi là di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm phthalate, được sử dụng rộng rãi như một chất hóa dẻo trong ngành công nghiệp nhựa, đặc biệt là polyvinyl chloride (PVC). Với vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính linh hoạt và độ bền của vật liệu, DOP đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nó cũng gây ra nhiều tranh cãi về tác động đến sức khỏe và môi trường. Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu trúc, quy trình sản xuất, ứng dụng, tác động và các quy định liên quan đến DOP.

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
Trần Sĩ Khoa

Trần Sĩ Khoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 851 648

Mai Văn Đền

Mai Văn Đền

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 337 431

Thiên Bảo

Thiên Bảo

Hóa Chất Công Nghiệp

0939 702 797

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. Đức Nhuận : 0915 866 828 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929 Đà Nẵng : 0918 986 544