Pengertian Energi ionisasi adalah merupakan sesuatu yang merujuk kepada energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari tiap mol spesies dalam keadaan gas. Energi untuk mengeluarkan satu elektron pertama (dari atom netralnya) disebut sebagai energi ionisasi pertama dan untuk mengeluarkan satu elektron ke dua disebut energi ionisasi kedua, dan begitu seterusnya untuk pengeluaran satu elektron berikutnya.
Contoh dari energi ionisasi unsur dalam elektron volt (eV)
- Nitrogen, 14.53
- Oksigen, 13.62
- Fluor, 17.42
- Neon, 21.56
- Hidrogen, 13.6
- Helium, 24.59
- Lithium, 5.39
- Berilium, 9.32
- Boron, 8.3
- Karbon, 11.26
Contoh energi ionisasi adalah ketika harus melakukan percobaan untuk menguji tekanan listrik yang dihasilkan oleh pelepasan atom menjadi elektron-elektron. Percobaan bisa dilakukan dengan menempatkan satu spesies gas di sebuah tabung, kemudian naikkanlah tegangan di dalam tabungan dengan perlahan. Pertama tidak akan ditemukan arus listrik hingga pada poin voltase tertentu, dimana elektron telah dilepaskan oleh spesies tersebut. Poin atau harga voltase ketika terjadinya arus listrik dimulai yang disebut sebagai energi ionisasi. Jadi energi ini juga disebut sebagai potensial ionisasi.
Tidak mudah memang memahami mengenai pembahasan ini jika belum mengerti akan definisi dari ionisasi energi. Namun setelah mengetahui tentang definisi dan bagaimana proses terjadinya, maka kita akan paham mengenai bagaimana sebuah arus listrik dapat diciptakan melalui atom-atom yang melepaskan sejumlah elektron secara bertahap.
Walaupun jumlahnya tergantung akan seberapa kuat elektron saling berkaitan dengan inti atom tersebut. Keterkaitan antara elektron dengan inti atom akan menimbulkan potensi saling tarik menarik yang disebut sebagai gaya tarik elektrostatik coulomb. Gaya ini akan memiliki sebuah harga atau poin terendah untuk muatan inti yang kecil namun dengan jari-jari atom yang besar.
Energi ionisasi ini memiliki beberapa kecenderungan yaitu kecenderungan dalam golongan dan kecenderungan didalam periode. Di dalam golongan muatan inti akan berpengaruh terhadap elektron yang dihasilkan dalam keadaan yang konstan atau stabil. Hal ini ditandai dengan semakin naiknya jumlah nomor atom maka akan bertambahnya fungsi perisai atom. Dan jumlah jari-jari atom akan bertambah seiring dengan bertambahnya kulit pada elektron pertama. Jadi, dapat disimpulkan dalam golongan energi tersebut akan menurun seiring dengan jumlah nomor atom yang bertambah.
Dalam kecenderungan periode memiliki hal yang berlawanan dengan kecenderungan golongan. Energi ionisasi dalam satu periode akan naik secara kontinu untuk setiap penambahan jumlah atom, yang membuat jari-jari atom akan menjadi semakin kecil atau pendek. Dengan kondisi seperti itu, untuk menghasilkan electron bagian terluar akan semakin susah untuk dikeluarkan atau dilepas, sehingga energi yang terbentuk semakin besar.
Apa itu energi ionisasi ?
Sifat – sifat kimia dari setiap atom ditentukan oleh konfigurasi elektron valensi pada atom. Kestabilan elektron terluar tersebut dapat langsung diketahui pada energi ionisasi atom tersebut. Energi Ionisasi (Potensial Ionisasi), merupakan energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari atom berwujud gas pada keadaan dasarnya.
Besarnya energi ionisasi merupakan ukuran usaha yang diperlukan untuk memaksa satu atom untuk melepaskan elektronnya atau bagaimana suatu elektron dapat terikat eratnya dalam atom. Makin besar energi ionisasi, maka semakin sukar untuk melepaskan elektronnya. Untuk unsur yang segolongan, kecenderungan nya energi ionisasi makin ke bawah makin kecil, sedangkan unsur yang seperiode, kecenderungannya energi ionisasi makin ke kanan makin besar.
Berdasarkan hal tersebut, gas-gas mulia memiliki energi ionisasi yang sangat tinggi, hal ini bersesuaian dengan hampir semua gas mulia tidak reaktif secara kimia. Unsur – unsur golongan IA (logam alkali) mempunyai energi ionisasi terendah, akibatnya logam alkali akan mudah untuk melepaskan satu elektron. Dari pengamatan tersebut, dapat dilihat bahwa logam – logam memiliki energi ionisasi yang relatif lebih rendah, sedangkan non-logam memiliki energi ionisasi yang jauh lebih besar.
Jika suatu atom netral dalam kondisi gas melepaskan elektron maka besar energi yang diperlukan pada proses tersebut disebut energi ionisasi tingkat pertama (EI1) (EI_1)
Sedangkan Energi ionisasi kedua (EI2) (EI_2) dinyatakan sebagai energi yang dibutuhkan untuk melepaskan 1 elektron dari ion$$ X^+} $$ dan energy ionisasi ketiga (EI3)dinyatakan sebagai energi yang dibutuhkan untuk melepaskan 1 elektron dari ion X2+ X^{2+} ditunjukkan dalam persamaan sebagai berikut:
Pola ini berkelanjutan untuk pelepasan elektron berikutnya.
Jika sebuah elektron dilepaskan dari suatu atom netral, maka tolakan di antara elektron – elektron yang tersisa akan berkurang. Hal ini dikarenakan muatan inti tetap tidak berubah sehingga lebih banyak energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron lain dari ion bermuatan positif. Oleh karena itu, untuk unsur yang sama, energi ionisasi selalu bertambah sesuai dengan urutan sebagai berikut:
Keteraturan energi ionisasi dalam sistem periodik adalah :
- Dalam satu perioda, umumnya energi ionisasi(EI) meningkat dari kiri ke kanan, searah dengan meningkatnya nomor atom. Hal ini dikarenakan kulit valensinya tetap sementara muatan inti bertambah positif sehingga volume inti atom meningkat dan nilai jari-jari atom berkurang. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik-menarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat. Akibatnya, EI semakin besar.
- Dalam satu golongan, energi ionisasi(EI) menurun dari atas ke bawah searah meningkatnya nomor atom. Hal ini dikarenakan muatan inti bertambah positif sehingga kulit atom bertambah (volume bertambah) dan nilai jari-jari atom meningkat. Keadaan ini menyebabkan gaya tarik-menarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah. Akibatnya, EI semakin berkurang.
- Energi ionisasi(EI) pertama selalu lebih rendah dari EI kedua. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin sulit melepaskan elektron berikutnya. Keadaan ini dikarenakan semakin dekatnya elektron dengan inti atom sehingga semakin kuatnya gaya tarik-menarik inti terhadap elektron.
- Energi ionisasi(EI) pertama unsur golongan VIIIA paling tinggi di antara golongan unsur yang lain. Hal itu terjadi karena konfigurasinya yang penuh pada kulit terluar yang membuatnya stabil. Kestabilan ini disebabkan atom-atom gas mulia memiliki elektron valensi paling banyak (8 elektron). Oleh karena itu, untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom gas mulia memerlukan EI yang sangat besar.