Bảng tuần hoàn các nguyên tố
Rê chuột lên một nguyên tố để xem dữ liệu. Nhấp để mở trang đầy đủ.
Vuốt ngang để xem toàn bộ bảng →
Năng lượng ion hóa là năng lượng cần để tách một electron khỏi một nguyên tử. Bảng này cho thấy năng lượng ion hóa thứ nhất của mọi nguyên tố tính bằng electron volt (eV). Nó tăng từ trái sang phải trong một chu kì và giảm khi đi xuống một nhóm, nên helium là nguyên tử khó ion hóa nhất và xesi là dễ nhất.
Cách năng lượng ion hóa thay đổi từ nguyên tố 1 đến 118
Một cột cho mỗi nguyên tố, theo thứ tự số hiệu nguyên tử. Các đường đứt nét đánh dấu khí hiếm kết thúc mỗi chu kỳ, nên các đỉnh lặp lại cho thấy quy luật tuần hoàn. Rê chuột lên một cột để xem giá trị; bảng bên dưới liệt kê tất cả.
Năng lượng ion hóa thứ nhất có nghĩa là gì
Năng lượng ion hóa thứ nhất là năng lượng cần để tách electron được giữ lỏng lẻo nhất khỏi một nguyên tử trung hòa ở pha khí: X(g) → X⁺(g) + e⁻. Các giá trị ở đây tính bằng electron volt cho mỗi nguyên tử; để quy đổi sang kilojoule trên mol mà nhiều sách giáo khoa dùng, hãy nhân với 96,485. Mỗi ô hiển thị giá trị theo eV, và lawrenci cùng các nguyên tố nặng hơn, không có giá trị nào được cho, hiển thị dấu gạch ngang.
Tách electron thứ hai luôn cần nhiều năng lượng hơn electron thứ nhất, và bước nhảy là rất lớn khi electron tiếp theo đến từ một lớp bên trong đã đầy. Natri dễ mất một electron nhưng hầu như không bao giờ mất electron thứ hai, đó là lí do nó tạo Na⁺ chứ không phải Na²⁺.
Xu hướng dọc theo chu kì và xuống các nhóm
Năng lượng ion hóa tăng dọc theo một chu kì. Điện tích hạt nhân tăng trong khi các electron ngoài cùng vẫn ở cùng một lớp, nên chúng được giữ chặt hơn. Các chu kì 2 đến 6 đều bắt đầu bằng một kim loại kiềm, có giá trị thấp nhất trong hàng, và kết thúc bằng một khí hiếm, có giá trị cao nhất.
Năng lượng ion hóa giảm khi đi xuống một nhóm. Mỗi lớp mới đặt electron ngoài cùng xa hạt nhân hơn và sau nhiều electron bên trong hơn, nên nó dễ tách ra hơn. Đó là lí do các kim loại kiềm càng ở thấp trong nhóm 1 thì phản ứng với nước càng mạnh.
Các ngoại lệ của xu hướng
Hai chỗ trũng nhỏ phá vỡ sự tăng dọc theo mỗi chu kì. Boron có năng lượng ion hóa thấp hơn beryllium (8,298 eV so với 9,323 eV) vì electron ngoài cùng của nó ở phân lớp 2p, có năng lượng cao hơn và được các electron 2s che chắn một phần. Oxygen thấp hơn nitrogen (13,618 eV so với 14,534 eV) vì electron 2p thứ tư của nó phải ghép đôi trong một orbital, và lực đẩy giữa các electron ghép đôi khiến một electron dễ tách ra hơn. Các chỗ trũng tương tự xuất hiện ở chu kì 3, từ magie đến nhôm và từ photpho đến lưu huỳnh.
Xa hơn về phía dưới, các nguyên tố đứng sau một phân lớp d hoặc f đã đầy giữ electron chặt hơn dự kiến, vì các electron d và f che chắn hạt nhân kém. Gali khó ion hóa hơn nhôm một chút, và vàng khó hơn bạc nhiều.
Ví dụ minh họa: natri
Năng lượng ion hóa thứ nhất của natri là 5,139 eV. Nhân với 96,485 cho khoảng 495,8 kJ/mol, giá trị có trong hầu hết sách giáo khoa. Hãy so sánh với neon, khí hiếm đứng ngay trước nó, ở 21,565 eV: tách một electron khỏi neon nghĩa là phá vào một lớp đầy, cần khoảng gấp bốn lần năng lượng.
Năng lượng ion hóa thứ nhất của cả 118 nguyên tố (eV)
Nhấp vào tiêu đề cột để sắp xếp.
| 1 | Hiđro | H | 13,598 |
| 2 | Heli | He | 24,587 |
| 3 | Liti | Li | 5,392 |
| 4 | Berili | Be | 9,323 |
| 5 | Bo | B | 8,298 |
| 6 | Cacbon | C | 11,26 |
| 7 | Nitơ | N | 14,534 |
| 8 | Oxi | O | 13,618 |
| 9 | Flo | F | 17,423 |
| 10 | Neon | Ne | 21,565 |
| 11 | Natri | Na | 5,139 |
| 12 | Magie | Mg | 7,646 |
| 13 | Nhôm | Al | 5,986 |
| 14 | Silic | Si | 8,152 |
| 15 | Photpho | P | 10,487 |
| 16 | Lưu huỳnh | S | 10,36 |
| 17 | Clo | Cl | 12,968 |
| 18 | Agon | Ar | 15,76 |
| 19 | Kali | K | 4,341 |
| 20 | Canxi | Ca | 6,113 |
| 21 | Scandi | Sc | 6,561 |
| 22 | Titan | Ti | 6,828 |
| 23 | Vanađi | V | 6,746 |
| 24 | Crom | Cr | 6,767 |
| 25 | Mangan | Mn | 7,434 |
| 26 | Sắt | Fe | 7,902 |
| 27 | Coban | Co | 7,881 |
| 28 | Niken | Ni | 7,64 |
| 29 | Đồng | Cu | 7,726 |
| 30 | Kẽm | Zn | 9,394 |
| 31 | Gali | Ga | 5,999 |
| 32 | Gecmani | Ge | 7,9 |
| 33 | Asen | As | 9,815 |
| 34 | Selen | Se | 9,752 |
| 35 | Brom | Br | 11,814 |
| 36 | Krypton | Kr | 14 |
| 37 | Rubiđi | Rb | 4,177 |
| 38 | Stronti | Sr | 5,695 |
| 39 | Itri | Y | 6,217 |
| 40 | Zirconi | Zr | 6,634 |
| 41 | Niobi | Nb | 6,759 |
| 42 | Molipden | Mo | 7,092 |
| 43 | Tecneti | Tc | 7,28 |
| 44 | Rutheni | Ru | 7,361 |
| 45 | Rhodi | Rh | 7,459 |
| 46 | Paladi | Pd | 8,337 |
| 47 | Bạc | Ag | 7,576 |
| 48 | Cadmi | Cd | 8,994 |
| 49 | Indi | In | 5,786 |
| 50 | Thiếc | Sn | 7,344 |
| 51 | Antimon | Sb | 8,64 |
| 52 | Telu | Te | 9,01 |
| 53 | Iot | I | 10,451 |
| 54 | Xenon | Xe | 12,13 |
| 55 | Xesi | Cs | 3,894 |
| 56 | Bari | Ba | 5,212 |
| 57 | Lantan | La | 5,577 |
| 58 | Xeri | Ce | 5,539 |
| 59 | Praseodim | Pr | 5,464 |
| 60 | Neodim | Nd | 5,525 |
| 61 | Prometi | Pm | 5,55 |
| 62 | Samari | Sm | 5,644 |
| 63 | Europi | Eu | 5,67 |
| 64 | Gadolini | Gd | 6,15 |
| 65 | Terbi | Tb | 5,864 |
| 66 | Dysprosi | Dy | 5,939 |
| 67 | Holmi | Ho | 6,022 |
| 68 | Erbi | Er | 6,108 |
| 69 | Tuli | Tm | 6,184 |
| 70 | Ytterbi | Yb | 6,254 |
| 71 | Lutexi | Lu | 5,426 |
| 72 | Hafni | Hf | 6,825 |
| 73 | Tantali | Ta | 7,89 |
| 74 | Vonfram | W | 7,98 |
| 75 | Reni | Re | 7,88 |
| 76 | Osmi | Os | 8,7 |
| 77 | Iridi | Ir | 9,1 |
| 78 | Platin | Pt | 9 |
| 79 | Vàng | Au | 9,226 |
| 80 | Thủy ngân | Hg | 10,438 |
| 81 | Tali | Tl | 6,108 |
| 82 | Chì | Pb | 7,417 |
| 83 | Bitmut | Bi | 7,289 |
| 84 | Poloni | Po | 8,417 |
| 85 | Astatin | At | 9,5 |
| 86 | Radon | Rn | 10,745 |
| 87 | Franxi | Fr | 3,9 |
| 88 | Radi | Ra | 5,279 |
| 89 | Actini | Ac | 5,17 |
| 90 | Thori | Th | 6,08 |
| 91 | Protactini | Pa | 5,89 |
| 92 | Urani | U | 6,194 |
| 93 | Neptuni | Np | 6,266 |
| 94 | Plutoni | Pu | 6,06 |
| 95 | Americi | Am | 5,993 |
| 96 | Curi | Cm | 6,02 |
| 97 | Berkeli | Bk | 6,23 |
| 98 | Californi | Cf | 6,3 |
| 99 | Einsteini | Es | 6,42 |
| 100 | Fermi | Fm | 6,5 |
| 101 | Mendelevi | Md | 6,58 |
| 102 | Nobeli | No | 6,65 |
| 103 | Lorenxi | Lr | — |
| 104 | Rutherfordi | Rf | — |
| 105 | Dubni | Db | — |
| 106 | Seaborgi | Sg | — |
| 107 | Bohri | Bh | — |
| 108 | Hassi | Hs | — |
| 109 | Meitneri | Mt | — |
| 110 | Darmstadti | Ds | — |
| 111 | Roentgeni | Rg | — |
| 112 | Copernixi | Cn | — |
| 113 | Nihoni | Nh | — |
| 114 | Flerovi | Fl | — |
| 115 | Moscovi | Mc | — |
| 116 | Livermori | Lv | — |
| 117 | Tennessin | Ts | — |
| 118 | Oganesson | Og | — |