Energi ionisasi pertama dari setiap atom yang terisolasi dan dalam keadaan dasarnya ditetapkan sebagai energi yang diperlukan untuk melepaskan elektronnya yang paling energik (yaitu elektron yang paling lemah terikat pada nukleus), mengubahnya menjadi ion monopositif.
Penjelasan yang diberikan oleh Quantum Mechanics untuk fenomena ini adalah sebagai berikut:
Di seluruh golongan: karena bilangan kuantum N (n menyatakan jumlah tingkat energi) meningkat (dan oleh karena itu jari-jari atom juga meningkat), elektron valensi akan semakin sedikit terikat pada nukleus, menjadi semakin mudah untuk mengekstraknya. dari mereka ke atom.
Sepanjang periode: ketika muatan inti meningkat sepanjang periode dan jari-jari atom berkurang, elektron valensi semakin terikat kuat ke nukleus, sehingga semakin sulit untuk melepaskannya dari atom.
Energi ionisasi digunakan untuk menghitung transisi elektronik. Ini adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom atau molekul untuk jarak sedemikian rupa sehingga interaksi elektrostatik antara ion dan elektron tidak ada lagi.
Kita dapat menarik elektronnya dari atom mana pun satu per satu. Ini adalah proses yang terhuyung-huyung, karena elektron keluar dalam urutan tertentu. Pertama elektron valensi dan baru kemudian elektron dari tingkat terdalam, yang diperlukan energi yang cukup untuk setiap fase proses.
Ketika sebuah elektron dalam sebuah atom menyerap energi, transisi yang mungkin terjadi dapat direpresentasikan pada diagram energi. Transisi batas adalah transisi di mana elektron menyerap energi yang cukup untuk memisahkan diri dari nukleus. Atom terionisasi dan berubah menjadi ion positif.
Energi minimum ini, yang sesuai dengan pelepasan elektron dari pengaruh nukleus, jika elektron yang sama memperoleh kecepatan, diberi nama energi ionisasi. Ini umumnya diwakili oleh Ei dan satuannya dalam sistem satuan internasional adalah Joule (J).
Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terjauh dari nukleus, yaitu elektron yang terikat pada tingkat yang lebih rendah, disebut energi ionisasi pertama.
Energi ionisasi kedua, ketiga, dan lebih tinggi juga dapat diukur.
Energi harus lebih besar dan lebih besar, karena, ketika jumlah elektron berkurang, gaya tolak menolak antara elektron berkurang, gaya tarik menarik yang diberikan oleh nukleus berlaku, dan semakin banyak energi diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom.
Dengan cara ini, energi ionisasi kedua sering dianggap sebagai energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari ion bermuatan monopositif, energi ionisasi ketiga adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari ion positif dan prosesnya terus berlanjut sampai hanya nukleus yang tersisa.
Mengenai energi penyisihan, istilah yang sering muncul terkait dengan proses akibat terjadinya efek fotolistrik, di mana emisi elektron oleh suatu bahan, umumnya logam, terjadi ketika terkena radiasi elektromagnetik dengan frekuensi yang cukup tinggi.
Perbedaan besar antara energi ionisasi dan energi penyisihan terjadi, oleh karena itu, fakta bahwa ionisasi berhubungan dengan pelepasan elektron secara bertahap (energi ionisasi pertama sesuai dengan pelepasan elektron yang paling luar dari nukleus)., sedangkan energi pelepasan sesuai dengan pelepasan elektron. energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang dapat berasal dari salah satu lapisan atom (termasuk yang paling dekat dengan nukleus.
Kita harus memperhatikan fakta bahwa energi penyisihan tidak mengambil nilai tunggal untuk semua elektron dari atom tertentu, tetapi sama dengan energi ionisasi elektron yang dilepaskan.