Pengertian Energi ionisasi, contoh, kecendrungan, satuan

Energi ionisasi atau potensial ionisasi (Ei) adalah energi yang diperlukan untuk memisahkan elektron dalam keadaan dasarnya dari atom dari suatu unsur dalam keadaan gas. Reaksi ionisasi dapat dinyatakan sebagai berikut:

Energi ini sesuai dengan ionisasi pertama. Energi ionisasi kedua mewakili energi yang diperlukan untuk mengurangi elektron kedua; Energi ionisasi kedua ini selalu lebih besar daripada yang pertama, karena gaya elektrostatik yang menarik elektron kedua dari ion positif dalam atom lebih besar.

Satuan energi ionisasi dinyatakan dalam elektron volt, joule, atau kilojoule per mol (kJ / mol).

1 eV = 1,6 × 10-19 C × 1 V = 1,6 × 10-19 J

Dalam unsur-unsur dari golongan atau kelompok yang sama, energi ionisasi berkurang dengan meningkatnya nomor atom, yaitu dari atas ke bawah.

Namun, peningkatannya tidak kontinu, karena dalam kasus berilium, nilai yang lebih tinggi diperoleh dari apa yang seharusnya diharapkan dibandingkan dengan unsur-unsur lain pada periode yang sama. Peningkatan energi ionisasi ini disebabkan oleh stabilitas konfigurasi s2 dan s2p3.

Energi ionisasi tertinggi dimiliki oleh gas mulia, karena konfigurasi elektronnya yang paling stabil, dan karenanya lebih banyak energi harus disediakan untuk mengambil elektron.

Pengertian

Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk memisahkan elektron dari atom atau molekul tertentu pada jarak sedemikian rupa sehingga tidak ada interaksi elektrostatik antara ion dan elektron. Awalnya, energi ionisasi didefinisikan sebagai potensial minimum yang diperlukan untuk sebuah elektron akan keluar dari atom yang terionisasi.

Potensial ionisasi diukur dalam volt. Namun, saat ini diukur dalam elektron volt (meskipun bukan satuan SI) meskipun diterima atau dalam joule per mol. Sinonim untuk energi ionisasi (EI) sering digunakan. Energi untuk memisahkan elektron ikatan terlemah dari atom adalah potensial ionisasi pertama; Namun, ada beberapa ambiguitas dalam terminologi. Dengan demikian, dalam kimia, potensial kedua untuk ionisasi lithium adalah energi dari proses tersebut.

Dalam fisika, potensial ionisasi kedua adalah energi yang diperlukan untuk memisahkan elektron dari tingkat berikutnya ke tingkat energi tertinggi dari atom atau molekul netral, mis.

Ini dapat dipelajari sebagai pi = q / r, di mana “q” adalah muatan unsur.

Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk menghilangkan elektron dari atom atau ion gas. Energi ionisasi pertama atau awal atau Ei dari atom atau molekul adalah energi yang diperlukan untuk menghilangkan satu mol elektron dari satu mol atom atau ion gas yang terisolasi.

Anda mungkin menganggap energi ionisasi sebagai ukuran kesulitan menghilangkan elektron atau kekuatan ikatan elektron. Semakin tinggi energi ionisasi, semakin sulit untuk menghilangkan elektron. Oleh karena itu, energi ionisasi berada dalam indikator reaktivitas. Energi ionisasi penting karena dapat digunakan untuk membantu memprediksi kekuatan ikatan kimia.

Atom dan molekul memiliki ukuran yang disebut energi ionisasi, yang berarti jumlah energi yang diperlukan untuk menghilangkan satu elektron ketika zat yang dalam keadaan gas.  Istilah ini digunakan sempat disebut potensial ionisasi, tapi itu tidak lagi digunakan. Energi ionosasi ini selalu diukur mulai dengan kulit luar, bergerak ke dalam menuju inti.

Energi ionisasi (EI) akan berkaitan dengan hal-hal yang disebut ion. Ion adalah atom yang telah diperoleh atau elektron yang hilang. Energi ionisasi adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral.

Beberapa unsur benar-benar memiliki beberapa energi ionisasi. Ketika hal ini terjadi, kita merujuk mereka sebagai ” energi ionisasi pertama ” atau ‘I’, ” energi ionisasi kedua ” atau ‘I2‘, dan seterusnya.

Perhatikan bahwa variabel energi berikut Ii mana i adalah orbital yang elektronnya hilang. Ionisasi mempunyai makna endotermik artinya atom atau molekul meningkatkan energi internal (mengambil energi dari sumber luar). Persamaan untuk energi ionisasi pertama ditunjukkan di bawah ini:

Na → Na+ + e-

Persamaan untuk energi ionisasi kedua adalah:

Na+ → Na2 + + e-

Nilai energi ionisasi yang biasanya sangat tinggi dan mengikuti kecendrungan di seluruh tabel periodik. Energi ionisasi meningkat dari bawah ke atas dan dari kiri ke kanan dalam tabel periodik.

Kecendrungan Energi ionisasi dalam tabel periodik
Kecendrungan Energi ionisasi dalam tabel periodik

Menariknya, saat elektron dihilangkan dari sebuah atom, akan menjadi lebih sulit untuk menghilangkan lebih banyak elektron dan membutuhkan energi ionisasi lebih banyak karena muatan atom sekarang telah berubah.

Ada satuan yang berbeda yang digunakan untuk mengukur EI, tergantung pada bidang ilmu yang terlibat. Dalam fisika, energi ionisasi diukur dalam elektron volt (eV) dan mengacu memindahkan elektron tunggal. Dalam kimia, IE diukur sebagai jumlah molar, yang ditetapkan dalam satuan kJ / mol atau kkal / mol. Itulah jumlah energi yang dibutuhkan untuk semua atom dalam satu mol zat setiap kehilangan satu elektron.

Metode untuk menentukan energi ionisasi

Cara paling langsung adalah melalui aplikasi spektroskopi atom. Berdasarkan spektrum radiasi cahaya, yang pada dasarnya memancarkan warna dalam kisaran cahaya tampak, tingkat energi yang diperlukan untuk melepaskan setiap elektron dari orbitnya dapat ditentukan.

Kecendrungan energi ionisasi dalam tabel periodik

Peningkatan energi ionisasi dalam tabel periodik terlihat ketika kita berjalan dari kiri ke kanan, yang menghasilkan peningkatan terkait keelektronegatifan, kontraksi ukuran atomik dan peningkatan jumlah elektron dari kulit valensi. Penyebabnya adalah muatan inti secara efektif meningkat dalam satu periode, menghasilkan energi ionisasi yang semakin tinggi. Ada perbedaan dalam variasi bertahap dalam kecendrungan horisontal dan vertikal ini, yang dapat dipertimbangkan berdasarkan kekhususan konfigurasi elektronik.

Kami akan menyoroti beberapa aspek yang terkait dengan energi ionisasi pertama yang disimpulkan oleh blok dan posisi unsur dalam tabel periodik:

  • Unsur-unsur alkali, golongan 1, adalah yang dengan energi ionisasi terendah dalam kaitannya dengan  periode mereka. Hal ini disebabkan konfigurasi elektron terluar ns1, yang memfasilitasi penghapusan elektron yang sedikit tertarik pada inti.
  • Dalam unsur alkali tanah, golongan 2, dua aspek bertemu, muatan inti efektif lebih besar, dan konfigurasi kulit terluar ns2 dengan kekuatan kuantum yang besar, sehingga mereka memiliki energi ionisasi yang lebih tinggi daripada pendahulunya.
  • Jelas, unsur-unsur dalam golongan 18 dari tabel periodik, gas mulia, adalah mereka yang menunjukkan energi tertinggi karena konfigurasi elektron simetri kuantumnya yang tinggi.
  • Unsur-unsur golongan 17, halogen, terus berperilaku mirip unsur-unsur golongan 18, karena mereka memiliki kecenderungan tinggi untuk menangkap elektron sehingga mencapai stabilitas gas mulia.

Contoh Ionisasi Energi:

  • Hidrogen (H) – 13,6
  • Helium (He) – 24.59
  • Boron (B) – 8.3
  • Carbon (C) – 11.26
  • Nitrogen (N) – 14.53
  • Oksigen (O) – 13.62
  • Sodium (Na) – 5.14
  • Aluminium (Al) – 5.99
  • Klorin (Cl) – 12.97
  • Kalsium (Ca) – 6.11

Semua nilai-nilai ini, adalah untuk tingkat ionisasi pertama saja. Itu berarti bahwa untuk mengetahui tingkat berikutnya EI, kalikan tingkat energi ionisasi pertama setiap unsur dengan 96,4689.

Energi Ionisasi Pertama, Kedua, dan Selanjutnya

Energi yang diperlukan untuk menghilangkan elektron valensi terluar dari atom netral adalah energi ionisasi pertama. Energi ionisasi kedua adalah yang diperlukan untuk menghilangkan elektron berikutnya, dan seterusnya. Energi ionisasi kedua selalu lebih tinggi dari energi ionisasi pertama. Ambil contoh, atom logam alkali. Menghapus elektron pertama relatif mudah karena kehilangannya memberikan atom kulit elektron yang stabil. Menghapus elektron kedua melibatkan kulit elektron baru yang lebih dekat dan lebih terikat erat ke inti atom.

Energi ionisasi pertama dari hidrogen dapat diwakili oleh persamaan berikut:

H(g) → H+(g) + e

ΔH ° = -1312.0 kJ / mol

Pengecualian untuk Kecendrungan Energi Ionisasi

Jika Anda melihat bagan energi ionisasi pertama, dua pengecualian untuk tren sudah jelas. Energi ionisasi pertama boron lebih kecil dari berilium dan energi ionisasi pertama oksigen kurang dari nitrogen.

Alasan untuk perbedaan ini adalah karena konfigurasi elektron dari unsur-unsur ini dan aturan Hund. Untuk berilium, elektron potensial ionisasi pertama berasal dari orbital 2s, meskipun ionisasi boron melibatkan elektron 2p. Untuk nitrogen dan oksigen, elektron berasal dari orbital 2p, tetapi putarannya sama untuk semua elektron nitrogen 2p, sementara ada satu set elektron berpasangan di salah satu orbital oksigen 2p.

Ringkasan

  • Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk menghilangkan elektron dari atom atau ion dalam fase gas.
  • Satuan energi ionisasi yang paling umum adalah kilojoule per mol (kJ / M) atau elektron volt (eV).
  • Energi ionisasi menunjukkan periodisitas pada tabel periodik.
  • Kecenderungan umum adalah energi ionisasi meningkat bergerak dari kiri ke kanan melintasi periode unsur. Bergerak ke kiri ke kanan melintasi suatu periode, jari-jari atom menurun, sehingga elektron lebih tertarik ke inti (lebih dekat).
  • Kecenderungan umum adalah untuk energi ionisasi berkurang bergerak dari atas ke bawah ke bawah golongan tabel periodik. Dari atas ke bawah tabel periodik, valensi ditambahkan. Elektron terluar lebih jauh dari inti bermuatan positif, sehingga lebih mudah untuk dihilangkan.

Related Posts