Trước khi phân tích sự khác biệt giữa năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai, trước tiên chúng ta hãy thảo luận về năng lượng ion hóa là gì. Nói chung, năng lượng ion hóa được gọi là năng lượng cần thiết để loại bỏ electron khỏi nguyên tử khí hoặc ion. Vì các electron bị thu hút vào hạt nhân dương, nên năng lượng cần được cung cấp cho quá trình này. Đây được coi là một quá trình nhiệt nội. Năng lượng ion hóa được biểu thị bằng kJ mol-1. Các sự khác biệt chính giữa năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai được giải thích tốt nhất trong định nghĩa của chúng; Năng lượng được hấp thụ bởi một nguyên tử khí trung tính để tạo ra ion tích điện +1 (để loại bỏ electron) được gọi là năng lượng ion hóa đầu tiên trong khi năng lượng được hấp thụ bởi một ion khí tích điện dương (+1) để tạo ra ion có điện tích +2 được gọi là năng lượng ion hóa thứ hai. Năng lượng ion hóa được tính cho 1 mol nguyên tử hoặc ion. Nói cách khác; năng lượng ion hóa thứ nhất liên quan đến các nguyên tử khí trung tính và năng lượng ion hóa thứ hai liên quan đến các ion khí có điện tích (+1). Độ lớn của năng lượng ion hóa thay đổi tùy thuộc vào điện tích của hạt nhân, khoảng cách của dạng electron của hạt nhân và số lượng electron giữa hạt nhân và electron lớp vỏ ngoài.
Năng lượng ion hóa đầu tiên được định nghĩa là năng lượng được hấp thụ bởi 1 mol nguyên tử khí trung tính để loại bỏ electron liên kết lỏng lẻo nhất khỏi nguyên tử để tạo ra 1 mol ion khí có điện tích +1. Độ lớn của năng lượng ion hóa đầu tiên tăng dọc theo một khoảng thời gian trong bảng tuần hoàn và giảm dọc theo một nhóm. Năng lượng ion hóa đầu tiên có tính tuần hoàn; nó có cùng một kiểu lặp đi lặp lại dọc theo bảng tuần hoàn.
Năng lượng ion hóa thứ hai được định nghĩa là năng lượng được hấp thụ bởi 1 mol các ion khí tích điện dương để tạo ra 1 mol các ion khí có điện tích +2, bằng cách loại bỏ electron liên kết lỏng lẻo khỏi ion +1. Năng lượng ion hóa thứ hai cũng cho thấy tính tuần hoàn.
Năng lượng ion hóa đầu tiên (I1E): Năng lượng cần thiết để loại bỏ electron liên kết lỏng lẻo nhất khỏi 1 mol nguyên tử khí để tạo ra 1 mol ion khí mang điện tích dương (+1).
X (g) X+ (g) + e-
(1 mol) (1 mol) (1 mol)
Năng lượng ion hóa thứ hai (I2E): Năng lượng cần thiết để loại bỏ electron liên kết lỏng lẻo nhất khỏi 1 mol ion khí có điện tích +1 để tạo ra mol ion khí có điện tích +2.
X+ (g) X2+ (g) + e-
(1 mol) (1 mol) (1 mol)
Thông thường trục xuất electron thứ nhất khỏi nguyên tử khí ở trạng thái cơ bản dễ hơn so với trục xuất electron thứ hai khỏi ion tích điện dương. Do đó, năng lượng ion hóa thứ nhất ít hơn năng lượng ion hóa thứ hai và chênh lệch năng lượng giữa năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai là lớn đáng kể.
Thành phần | Năng lượng ion hóa đầu tiên (I1E) /kJ mol-1 | Năng lượng ion hóa thứ hai (I2E) / kJ mol-1 |
Hydro (H) | 1312 | |
Heli (Anh) | 2372 | 5250 |
Liti (Li) | 520 | 7292 |
Beryllium (Be) | 899 | 1757 |
Boron (B) | 800 | 2426 |
Carbon (C) | 1086 | 2352 |
Nitơ (N) | 1402 | 2855 |
Oxy (O) | 1314 | 3398 |
Flo (F) | 680 | 3375 |
Nôn | 2080 | 3963 |
Natri (Na) | 496 | 4563 |
Magiê (Mg) | 737 | 1450 |
Năng lượng ion hóa đầu tiên (I1E): Giá trị năng lượng ion hóa đầu tiên của các nguyên tử trong mọi thời kỳ cho thấy sự biến đổi giống nhau. Độ lớn luôn nhỏ hơn giá trị năng lượng ion hóa thứ hai
Năng lượng ion hóa thứ hai (I2E): Giá trị năng lượng ion hóa thứ hai của các nguyên tử trong mọi thời kỳ cho thấy sự biến đổi giống nhau; những giá trị này luôn cao hơn giá trị năng lượng ion hóa đầu tiên.Hình ảnh lịch sự:
Bảng tuần hoàn năng lượng ion hóa Ion của Cdang và Adrignola. (CC BY-SA 3.0) qua Wikimedia Commons