Mengapa ionisasi pertama logam alkali tanah lebih besar daripada energi ionisasi pertama logam alkali?

Energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari atom atau ion gas . Energi ionisasi pertama atau awal atau E i dari sebuah atom atau molekul adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu mol elektron dari satu mol atom atau ion gas yang terisolasi.

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

Juga Dikenal Sebagai: potensi ionisasi, IE, IP, ΔH °

Satuan : Energi ionisasi dilaporkan dalam satuan kilojoule per mol (kJ / mol) atau elektron volt (eV).

Ionisasi, bersama dengan jari-jari atom dan ionik , elektronegativitas, afinitas elektron, dan logam, mengikuti tren pada tabel periodik unsur.

Energi ionisasi umumnya meningkat dari kiri ke kanan melintasi periode elemen (baris). Ini karena jari-jari atom pada umumnya menurun dalam suatu periode, sehingga terdapat tarikan efektif yang lebih besar antara elektron yang bermuatan negatif dan inti yang bermuatan positif. Ionisasi adalah nilai minimum untuk logam alkali di sisi kiri tabel dan maksimum untuk gas mulia di sisi paling kanan suatu periode. Gas mulia memiliki kulit valensi yang terisi, sehingga menahan pelepasan elektron.
Ionisasi menurun bergerak dari atas ke bawah ke bawah suatu kelompok elemen (kolom). Ini karena bilangan kuantum utama dari elektron terluar meningkat bergerak ke bawah suatu kelompok. Ada lebih banyak proton dalam atom yang bergerak ke bawah suatu kelompok (muatan positif lebih besar), namun efeknya adalah menarik kulit elektron, membuatnya lebih kecil dan menyaring elektron terluar dari gaya tarik inti atom. Lebih banyak kulit elektron ditambahkan ke bawah suatu kelompok, sehingga elektron terluar menjadi semakin jauh dari inti.

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

Energi ionisasi pertama hidrogen dapat diwakili oleh persamaan berikut:

H ( g ) → H + ( g ) + e -

Δ H ° = -1312,0 kJ / mol

Jika Anda melihat grafik energi ionisasi pertama, ada dua pengecualian untuk tren ini. Energi ionisasi pertama boron lebih kecil dari berilium dan energi ionisasi pertama oksigen lebih kecil dari pada nitrogen.

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

Energi ionisasi adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari atom atau ion dalam fasa 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 sepanjang periode unsur. Bergerak dari kiri ke kanan dalam satu periode, jari-jari atom berkurang, sehingga elektron lebih tertarik ke inti (yang lebih dekat).
Kecenderungan umum untuk energi ionisasi menurun bergerak dari atas ke bawah ke bawah dalam kelompok tabel periodik. Bergerak ke bawah grup, kulit valensi ditambahkan. Elektron terluar lebih jauh dari inti yang bermuatan positif, sehingga lebih mudah untuk dihilangkan.

F.Albert Cotton dan Geoffrey Wilkinson, Advanced Anorganic Chemistry (edisi ke-5, John Wiley 1988) hal.1381.
Lang, Peter F .; Smith, Barry C. " Energi Ionisasi Atom dan Ion Atom ". J ournal Pendidikan Kimia . 80 (8).

Energi ionisasi (IE) adalah 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. Mudah dipahami bahwa mengeluarkan satu elektron pertama dari atom netralnya akan lebih mudah daripada mengeluarkan satu elektron kedua dan seterusnya dari kation yang bersangkutan karena pengaruh muatan inti menjadi semakin lebih efektif terhadap elektron yang semakin berkurang jumlahnya.

Betapapun lemahnya, pasti ada interaksi ikatan antara elektron valensi dengan inti atom, sehingga untuk mengeluarkan selalu diperlukan energi ; dengan demikian, energi ionisasi selalu berharga positif. Energi ionisasi ini dapat ditentukan secara eksperimen dengan menempatkan spesies gas di dalam tabung. Kemudian tegangan (voltase) dalam tabung dinaikkan secara perlahan, praktis tidak ada arus listrik sampai dengan harga voltase tertentu pada saat sebuah elektron dilepas oleh spesies yang bersangkutan. Harga voltase pada saat mulai terjadinya arus listrik inilah yang didefinisikan sebagai energi ionisasi; oleh karena itu, energi ionisasi biasanya dinyatakan dalam satuan SI, elektron volt, eV (1 eV = 1,60 × 10–19 J = 96,485 kJ.mol–1, dan sering pula disebut sebagai potensial ionisasi.

Dengan batasan tersebut berarti bahwa energi ionisasi bergantung pada seberapa kuat elektron terikat oleh atomnya atau seberapa kuat muatan inti efektif Zef berpengaruh terhadap elektron terluar yang akan dikeluarkan. Dengan demikian, energi ionisasi bervariasi seiring dengan bervariasinya gaya tarik elektrostatik Coulomb, yaitu mempunyai harga terendah untuk Zef terkecil dan r (jari-jari atom) terbesar.

Kecenderungan perubahan sifat unsur segolongan dan seperiode mengenai

Untuk unsur-unsur dalam satu golongan dalam tabel sistem periodik unsur, pengaruh muatan inti efektif terhadap elektron valensi relatif konstan atau naik sangat sedikit dengan naiknya nomor atom karena bertambahnya muatan inti diimbangi pula dengan bertambahnya fungsi perisai elektron (screening / shielding effect) sedangkan jari-jari atom bertambah secara tajam dengan bertambahnya kulit elektron utama. Dengan demikian dapat dipahami bahwa secara umum energi ionisasi menurun dengan bertambahnya nomor atom.

Untuk unsur-unsur dalam satu periode dalam tabel periodik unsur, dengan naiknya nomor muatan inti efektif semakin membesar secara kontinu, yaitu naik kira-kira sebesar 0,65 satuan untuk setiap tambahan satu elektron, yang berakibat jari-jari atom semakin mengecil. Dengan demikian, elekton terluar semakin sukar dikeluarkan yang berarti energi ionisasi semakin besar. Jadi, unsur-unsur alkali mempunyai energi ionisasi terendah sedangkan unsur-unsur gas mulia mempunyai energi ionisasi tertinggi. Namun demikian, terdapat beberapa kekecualian yaitu naiknya energi ionisasi unsur-unsur dalam satu periode ternyata tidak menunjukkan alur yang mulus.