Energi ionisasi adalah konsep penting dalam kimia dan fisika, tetapi sulit untuk dipahami. Arti menyentuh pada beberapa rincian struktur atom dan khususnya seberapa kuat elektron terikat pada inti pusat dalam unsur-unsur yang berbeda. Singkatnya, energi ionisasi mengukur berapa banyak energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom dan mengubahnya menjadi ion, yang merupakan atom dengan muatan bersih.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Energi ionisasi mengukur jumlah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari orbitnya di sekitar atom. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang terikat paling lemah adalah energi ionisasi pertama. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang terikat paling lemah berikutnya adalah energi ionisasi kedua dan seterusnya.
Secara umum, energi ionisasi meningkat saat Anda bergerak melintasi tabel periodik dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas. Namun, energi spesifik mungkin berbeda, jadi Anda harus mencari energi ionisasi untuk setiap elemen spesifik.
Apa Itu Energi Ionisasi?
Elektron menempati "orbital" tertentu di sekitar inti pusat di atom mana pun. Anda dapat menganggap ini sebagai orbit dengan cara yang mirip dengan bagaimana planet mengorbit matahari. Dalam sebuah atom, elektron bermuatan negatif tertarik ke proton bermuatan positif. Daya tarik ini membuat atom tetap bersama.
Sesuatu harus mengatasi energi tarik-menarik untuk melepaskan elektron dari orbitalnya. Energi ionisasi adalah istilah untuk jumlah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sepenuhnya dari atom dan daya tariknya ke proton dalam inti. Secara teknis, ada banyak energi ionisasi yang berbeda untuk unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang tertarik paling lemah adalah energi ionisasi pertama. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron berikutnya yang paling lemah tertarik adalah energi ionisasi kedua dan seterusnya.
Energi ionisasi diukur dalam kJ/mol (kilojoule per mol) atau eV (elektron-volt), dengan yang pertama lebih disukai dalam kimia, dan yang terakhir lebih disukai ketika berhadapan dengan atom tunggal dalam fisika.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Energi Ionisasi
Energi ionisasi tergantung pada beberapa faktor yang berbeda. Secara umum, ketika ada lebih banyak proton dalam nukleus, energi ionisasi meningkat. Ini masuk akal karena dengan lebih banyak proton yang menarik elektron, energi yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya tarik-menarik menjadi lebih besar. Faktor lainnya adalah apakah kulit dengan elektron terluar terisi penuh dengan elektron. Kulit yang penuh – misalnya, kulit yang mengandung kedua elektron dalam helium – lebih sulit untuk melepaskan elektron daripada kulit yang terisi sebagian karena tata letaknya lebih stabil. Jika ada kulit penuh dengan satu elektron di kulit terluar, elektron di kulit penuh "melindungi" elektron di kulit terluar. kulit terluar dari beberapa gaya tarik menarik dari nukleus, sehingga elektron di kulit terluar membutuhkan lebih sedikit energi untuk menghapus.
Energi Ionisasi dan Tabel Periodik
Tabel periodik mengatur unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom, dan strukturnya memiliki hubungan erat dengan kulit dan orbital yang ditempati elektron. Ini memberikan cara mudah untuk memprediksi elemen mana yang memiliki energi ionisasi lebih tinggi daripada elemen lainnya. Secara umum, energi ionisasi meningkat saat Anda bergerak dari kiri ke kanan melintasi tabel periodik karena jumlah proton dalam nukleus meningkat. Energi ionisasi juga meningkat ketika Anda berpindah dari baris bawah ke atas tabel, karena unsur-unsur di baris bawah memiliki lebih banyak elektron yang melindungi elektron terluar dari muatan pusat di inti. Ada beberapa penyimpangan dari aturan ini, jadi cara terbaik untuk menemukan energi ionisasi atom adalah dengan mencarinya di tabel.
Produk Akhir Ionisasi: Ion
Ion adalah atom yang memiliki muatan bersih karena keseimbangan antara jumlah proton dan elektron telah rusak. Ketika suatu unsur terionisasi, jumlah elektron berkurang, sehingga menyisakan kelebihan proton dan muatan positif bersih. Ion bermuatan positif disebut kation. Garam meja (natrium klorida) adalah senyawa ionik yang mencakup versi kation dari atom natrium, yang elektronnya telah dihilangkan melalui proses yang memberikan energi ionisasi. Meskipun mereka tidak diciptakan oleh jenis ionisasi yang sama karena mereka mendapatkan elektron ekstra, ion bermuatan negatif disebut anion.