Zanim przeanalizujemy różnicę między pierwszą a drugą energią jonizacji, omówmy najpierw, czym jest energia jonizacji. Zasadniczo energię jonizacji określa się jako energię wymaganą do usunięcia elektronu z atomu gazowego lub jonu. Ponieważ elektrony są przyciągane do jądra dodatniego, energia musi zostać dostarczona do tego procesu. Jest to uważane za proces endotermiczny. Energie jonizacji wyrażone są w kJ mol-1. The kluczowa różnica między pierwszą a drugą energią jonizacji najlepiej wyjaśnić ich definicje; Energia pochłonięta przez obojętny gazowy atom do wytworzenia jonu naładowanego +1 (w celu usunięcia elektronu) jest nazywany pierwsza energia jonizacji natomiast energia pochłonięta przez dodatnio naładowany (+1) jon gazowy w celu wytworzenia jonu o ładunku +2 jest nazywany druga energia jonizacji. Energia jonizacji jest obliczana dla 1 mola atomów lub jonów. Innymi słowy; pierwsza energia jonizacji dotyczy neutralnych atomów gazowych, a druga energia jonizacji dotyczy jonów gazowych o ładunku (+1). Wielkość energii jonizacji zmienia się w zależności od ładunku jądra, odległości formy elektronowej jądra i liczby elektronów między jądrem a elektronami zewnętrznej powłoki.
Pierwszą energię jonizacji definiuje się jako energię pochłoniętą przez 1 mol obojętnych atomów gazowych w celu usunięcia najbardziej luźno związanego elektronu z atomu w celu wytworzenia 1 mol jonów gazowych o ładunku +1. Wielkość pierwszej energii jonizacji wzrasta wzdłuż okresu w układzie okresowym i maleje wzdłuż grupy. Pierwsza energia jonizacji ma okresowość; ma wielokrotnie ten sam wzór wzdłuż układu okresowego pierwiastków.
Druga energia jonizacji jest zdefiniowana jako energia pochłonięta przez 1 mol dodatnio naładowanych jonów gazowych w celu wytworzenia 1 mola jonów gazowych o ładunku +2, poprzez usunięcie luźno związanego elektronu z jonu +1. Druga energia jonizacji wykazuje również okresowość.
Pierwsza energia jonizacji (I1MI): Energia wymagana do usunięcia najbardziej luźno związanego elektronu z 1 mola gazowych atomów w celu wytworzenia 1 mola gazowych jonów o ładunku dodatnim (+1).
X (sol) X+ (sol) + mi-
(1 mol) (1 mol) (1 mol)
Druga energia jonizacji (I2)MI): Energia potrzebna do usunięcia najbardziej luźno związanego elektronu z 1 mola jonów gazowych o ładunku +1 do wytworzenia mola jonów gazowych o ładunku +2.
X+ (sol) X2)+ (sol) + mi-
(1 mol) (1 mol) (1 mol)
Zwykle wydalenie pierwszego elektronu ze stanu gazowego atomu podstawowego jest łatwiejsze niż wydalenie drugiego elektronu z dodatnio naładowanego jonu. Dlatego też pierwsza energia jonizacji jest mniejsza niż druga energia jonizacji, a różnica energii między pierwszą i drugą energią jonizacji jest znacznie duża.
Element | Pierwsza energia jonizacji (I1MI) /kJ mol-1 | Druga energia jonizacji (I2)mi) / kJ mol-1 |
Wodór (H) | 1312 | |
Hel (He) | 2372 | 5250 |
Lit (Li) | 520 | 7292 |
Beryl (Be) | 899 | 1757 |
Bor (B) | 800 | 2426 |
Węgiel (C) | 1086 | 2352 |
Azot (N) | 1402 | 2855 |
Tlen (O) | 1314 | 3388 |
Fluor (F) | 680 | 3375 |
Neon (Ne) | 2080 | 3963 |
Sód (Na) | 496 | 4563 |
Magnez (Mg) | 737 | 1450 |
Pierwsza energia jonizacji (I1MI): Pierwsze wartości energii jonizacji atomów w każdym okresie wykazują tę samą zmienność. Wielkość jest zawsze mniejsza niż druga wartość energii jonizacji
Druga energia jonizacji (I2)MI): Wartości energii drugiej jonizacji atomów w każdym okresie wykazują tę samą zmienność; wartości te są zawsze wyższe niż wartości pierwszej energii jonizacji.Zdjęcie dzięki uprzejmości:
„Układ okresowy energii jonizacji” autorstwa Cdanga i Adrignoli. (CC BY-SA 3.0) za pośrednictwem Wikimedia Commons