Tìm kiếm khái niệm hóa học

Hãy nhập vào khái niệm bất kỳ để bắt đầu tìm kiếm

Năng lượng ion hóa | Khái niệm hoá học

Năng lượng Ion hóa I là năng lượng cần tiêu tốn để tách một electron ra khỏi nguyên tử ở thể khí không bị kích thích. Năng lượng ion hóa là đại lượng đặc trưng cho khả năng nhường electron của nguyên tử, nghĩa là đặc trưng cho tính kim loại của nguyên tố. I càng nhỏ nguyên tử càng dễ nhường electron, do đó tính kim loại và tính khử của nguyên tố càng mạnh.


1. Khái niệm

Năng lượng Ion hóa I là năng lượng cần tiêu tốn để tách một electron ra khỏi nguyên tử ở thể khí không bị kích thích

X (k) + I X+(k) + e

Như vậy, năng lượng năng lượng ion hóa là đại lượng đặc trưng cho khả năng nhường electron của nguyên tử, nghĩa là đặc trưng cho tính kim loại của nguyên tố. I càng nhỏ nguyên tử càng dễ nhường electron, do đó tính kim loại và tính khử của nguyên tố càng mạnh. 

Năng lượng ion hóa thường được biểu diễn bằng kJ/ntg hay eV/nt. Khi biểu diễn bằng eV thì năng lượng ion hóa có trị số bằng thế ion hóa tính theo V

Năng lượng ion hóa được xác định dựa trên các dữ kiện thực nghiệm quang phổ.

Năng lượng ion hóa của nguyên tử phụ thuộc vào điện tích hạt nhân, số lượng tử chính n, tác dụng chắn hạt nhân của các electron bên ngoài. Khi điện tích hạt nhân và khả năng xâm nhập của electron bên ngoài tăng thì năng lượng ion hóa tăng. Ngược lại, khi số lượng tử chính và tác dụng chắn của các lớp electron bên trong tăng thì năng lượng ion hóa lại giảm. Như vậy, năng lượng ion hóa cũng phụ thuộc vào cấu trúc electron nguyên tử.

2. Sự biến đổi năng lượng ion hóa 

hinh-anh-nang-luong-ion-hoa-139-0

Đối với nguyên tử nhiều electron chúng ta sẽ có nhiều giá trị năng lượng ion hóa ứng với quá trình bứt electron thứ nhất (I1), thứ hai (I2), thứ ba (I3).... trong đó I1 < I2 < I3... Vì bây giờ việc bứt electron thứ hai, thứ ba... không phải ra khỏi nguyên tử mà là ra khỏi ion dương có điện tích +1, +2... do đó đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng lớn hơn.

Đặc trưng thay đổi tuần hoàn năng lượng ion hóa của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn được thể hiện rõ trên đường cong biểu diễn sự phuộc của năng lượng tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử (I1) vào điện tích hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố. Chúng ta thấy, năng lượng ion hóa của các nguyên tố nói chung tăng dần từ đầu đến cuối chu kì, trong đó các nguyên tố s nhóm I có I1 nhỏ nhất, còn các nguyên tố p nhóm VIII có I1 lớn nhất.

Tuy nhiên, trên các đoạn đường cong ứng với sự tăng năng lượng ion hóa nói trên chúng ta thấy có những cực đại và cực tiểu nhỏ. Chẳng hạn đối với các chu kì II, III, IV những cực trị này xuất hiện ở các cặp nguyên tố: Be - B; N - O; Mg - Al; P-S; Zn - Ga, As - Se...

Nguyên tố Na đầu chu kì có I1 nhỏ nhất. Nguyên tố Mg tiếp theo có I1 lớn hơn là do sự tăng điện tích hạt nhân gây nên. Nhưng sự tăng tiếp tục điện tích hạt nhân ở nguyên tố sau Mg và Al không làm tăng I1 của nó. Sỡ dĩ như vậy là vì khi so sánh cấu tạo nguyên tử của các nguyên tố Mg và Al chúng ta thấy 2 electron phân lớp ngoài cùng (3s) của Mg có khả năng xâm nhập vào vùng gần hạt nhân sâu hơn electron phân lớp ngoài cùng 3p của Al nên chúng bị hạt nhân hút mạnh hơn electron này.

Mặt khác, do xâm nhập sâu hơn nên các electron 3s có tác dụng chắn hạt nhân nguyên tử đối với electron 3p. Như vậy, electron 3p của Al vừa ở xa hạt nhân hơn lại vừa bị chắn với hạt nhân mạnh hơn so với các electron 3s của Mg, do đó liên kết với hạt nhân nguyên tử kém bền hơn, đưa đến nguyên tố Al có I1 nhỏ hơn so với nguyên tố Mg. 

Đối với hai nguyên tố tiếp theo Al là Si và P năng lượng ion hóa lại tiếp tục tăng lên. Nguyên nhân của nó cũng là sự tăng điện tích hạt nhân. Nhưng đến đây, khi chuyển sang nguyên tố S tiếp theo năng lượng ion hóa lại giảm xuống. Điều này có thể được giải thích như sau: trong khi cấu trúc bán bão hòa 3p3 của P củng cố thêm độ bền của cấu hình 3s2 thì việc thêm một electron ghép đôi vào orbital 3p trong nguyên tử S lại dẫn đến giảm lực hút của hạt nhân do sự xuất hiện lực đẩy giữa hai electron có spin ngược nhau trên orbital 3p này.

Sau đó năng lượng ion hóa lại tiếp tục tăng lên đối với những nguyên tố còn lại của chu kì và đạt được giá trị cực đại ở nguyên tố cuối chu kì là Ar. Sự tăng I1 ở đây cũng do sự tăng điện tích hạt nhân gây nên. Cấu hình bão hòa s2p6 là cấu hình có tính đối xứng cao nhất và bền nhất, nên trong chu kì III Ar là nguyên tố có năng lượng ion hóa lớn nhất.

Sự thay đổi năng lượng ion hóa trong các phân nhóm chính (s và p) và phụ (d) xảy ra khác nhau. Trong các phân nhóm chính theo chiều tăng điện tích hạt nhân năng lượng ion hóa giảm, ngược lại trong phân nhóm phụ theo chiều này năng lượng ion hóa lại tăng. 

Sự giảm I1 trong các phân nhóm chính là do theo chiều tăng điện tích hạt nhân, số lớp electron tăng lên, đồng thời hiệu ứng chắn của các electron bên trong cũng tăng lên, tất cả điều này đưa đến giảm lực hút giữa hạt nhân và những electron bên ngoài. Còn sự tăng I1 trong phân nhóm phụ được giải thích bằng ưu thế của việc tăng điện tích hạt nhân và hiệu ứng xâm nhập của các electron s lớp ngoài cùng.

 

Tổng số đánh giá:

Xếp hạng: / 5 sao

Các khái niệm hoá học liên quan

Năng lượng liên kết

Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết. Năng lượng liên kết là năng lượng cần tiêu tốn để phá hủy liên kết hay là năng lượng được giải phóng ra khi tạo thành liên kết. Năng lượng phá hủy liên kết và năng lượng tạo thành liên kết có trị số bằng nhau nhưng có dấu khác nhau, tương ứng là dương và âm.

Xem chi tiết

Hydrocarbon no

Hydrocarbon no là các Hydrocarbon mà các nguyên tử carbon trong phân tử của nó liên kết với nhau bằng liên kết đơn. Còn những hóa trị còn lại được bão hòa bởi các nguyên tử hydro. Hydrocarbon no bao gồm hai loại: loại thứ nhất là ankan (hay còn gọi là parafin) có công thức tổng quát là CnH2n+2 (n≥1)và loại thứ hai là cycloankan với công thức tổng quát CnH2n (n≥3).

Xem chi tiết

Phép đo Permanganat

Nguyên tắc của phương pháp Permanganat vận dụng khả năng oxy hóa của permanganat. Phản ứng thường được thực hiện trong môi trường acid và muối duy nhất được sử dụng là muối kali.

Xem chi tiết

Kim loại kiềm

Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. Nhóm này bao gồm những nguyên tố: Liti (Li), natri (Na); Kali (K); Rubidi (Rb), Xeci (Cs) và Franxi (Fr). Sở dĩ được gọi là kim loại kiềm vì hidroxit của chúng là chất kiềm mạnh. Franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Chúng là các nguyên tố hoạt động mạnh và ít khi tìm thấy ở dạng đơn chất trong tự nhiên.

Xem chi tiết

Phản ứng oxi hóa - khử trong hóa hữu cơ

Trong Hóa hữu cơ, những phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa cũng được gọi là phản ứng oxi hóa - khử, cách tính số oxi hóa cho mỗi nguyên tử cũng tuân theo các quy tắc như đối với các hợp chất vô cơ. Tuy nhiên, vì tiêu điểm của sự chú ý tập trung vào phân tử chất hữu cơ (chứ không phải đồng đều cho cả tác nhân vô cơ) nên để xác định đâu là sự oxi hóa, đâu là sự khử người ta thường xem xét sự thay đổi số oxi hóa ở phân tử hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng.

Xem chi tiết
Xem tất cả khái niệm hoá học

Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.

Mol là gì?

Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ - được gọi là hằng số Avogadro.

Xem thêm

Độ âm điện là gì?

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.

Xem thêm

Kim loại là gì?

Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.

Xem thêm

Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.

Xem thêm

Phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.

Xem thêm

Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết

Sự thật thú vị về Hidro

Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.

Xem thêm

Sự thật thú vị về heli

Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Lithium

Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium - một kim loại tuyệt vời!

Xem thêm

Sự thật thú vị về Berili

Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Boron

Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.

Xem thêm

So sánh các chất hoá học phổ biến.

Na2ReO3Na2ReH9

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Natri Rhenit(IV) và chất Natri nonahydridorhenat

Xem thêm

ReF6Re(CO)5Br

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Rheni florua và chất Bromopentacarbonylrhenium(I)

Xem thêm

ReBr3ReCl5

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Rheni(III) bromua và chất Rheni(V) clorua

Xem thêm

Co(C5H5)2Ni(C5H5)2

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Cobaltocene và chất Nickelocene

Xem thêm