Energi ionisasi: potensial, metode untuk penentuannya
Energi ionisasi mengacu pada jumlah minimum energi, biasanya dinyatakan dalam satuan kilojoule per mol (kJ / mol), yang diperlukan untuk menghasilkan detasemen elektron yang terletak di atom dalam fase gas yang berada dalam keadaannya. mendasar
Keadaan gas mengacu pada keadaan di mana ia bebas dari pengaruh yang dapat dilakukan oleh atom-atom lain pada diri mereka sendiri, sama seperti interaksi antar molekul yang dibuang. Besarnya energi ionisasi adalah parameter untuk menggambarkan gaya yang terkait dengan elektron pada atom yang menjadi bagiannya.
Dengan kata lain, semakin besar jumlah energi ionisasi yang dibutuhkan, semakin rumit detasemen elektron yang dimaksud.
Potensi ionisasi
Potensi ionisasi atom atau molekul didefinisikan sebagai jumlah minimum energi yang harus diterapkan untuk menyebabkan pelepasan suatu elektron dari lapisan terluar atom dalam keadaan dasarnya dan dengan muatan netral; yaitu energi ionisasi.
Perlu dicatat bahwa ketika berbicara tentang potensi ionisasi, istilah yang telah tidak digunakan lagi digunakan. Ini karena sebelumnya penentuan properti ini didasarkan pada penggunaan potensi elektrostatik pada sampel yang diinginkan.
Dengan menggunakan potensi elektrostatik ini, dua hal terjadi: ionisasi spesies kimia dan percepatan proses pelepasan elektron yang diinginkan untuk dihilangkan.
Jadi ketika mulai menggunakan teknik spektroskopi untuk penentuannya, istilah "potensi ionisasi" telah digantikan oleh "energi ionisasi".
Juga, diketahui bahwa sifat-sifat kimia atom ditentukan oleh konfigurasi elektron yang ada pada tingkat energi paling luar dalam atom-atom ini. Kemudian, energi ionisasi spesies ini berhubungan langsung dengan stabilitas elektron valensi mereka.
Metode untuk menentukan energi ionisasi
Seperti disebutkan sebelumnya, metode untuk menentukan energi ionisasi terutama diberikan oleh proses photoemission, yang didasarkan pada penentuan energi yang dipancarkan oleh elektron sebagai konsekuensi dari penerapan efek fotolistrik.
Meskipun dapat dikatakan bahwa spektroskopi atom adalah metode paling cepat untuk penentuan energi ionisasi sampel, kami juga memiliki spektroskopi fotoelektronika, di mana energi yang terkait dengan elektron terkait dengan atom diukur.
Dalam hal ini, spektroskopi fotoelektron ultraviolet (juga dikenal sebagai UPS untuk akronimnya dalam bahasa Inggris) adalah teknik yang menggunakan eksitasi atom atau molekul melalui penerapan radiasi ultraviolet.
Hal ini dilakukan untuk menganalisis transisi energi dari elektron paling eksternal pada spesies kimia yang dipelajari dan karakteristik ikatan yang mereka bentuk.
Spektroskopi fotoelektron sinar-X dan radiasi ultraviolet ekstrem juga diketahui, yang menggunakan prinsip yang sama yang dijelaskan di atas dengan perbedaan dalam jenis radiasi yang tertimpa pada sampel, kecepatan dikeluarkannya elektron dan resolusi diperoleh.
Energi ionisasi pertama
Dalam kasus atom yang memiliki lebih dari satu elektron pada tingkat terluarnya - yaitu, yang disebut atom polelektronika - nilai energi yang diperlukan untuk memulai elektron pertama dari atom yang berada dalam kondisi dasarnya diberikan oleh persamaan berikut:
Energi + A (g) → A + (g) + e-
"A" melambangkan atom unsur apa pun dan elektron yang terlepas diwakili sebagai "e-". Ini menghasilkan energi ionisasi pertama, yang disebut sebagai "I 1 ".
Seperti dapat dilihat, reaksi endotermik sedang dilakukan, karena atom disuplai dengan energi untuk memperoleh elektron yang ditambahkan ke kation unsur tersebut.
Demikian juga, nilai energi ionisasi pertama dari unsur-unsur yang ada pada periode yang sama meningkat secara proporsional dengan peningkatan jumlah atomnya.
Ini berarti bahwa ia berkurang dari kanan ke kiri dalam suatu periode, dan dari atas ke bawah dalam kelompok tabel periodik yang sama.
Dalam pengertian ini, gas mulia memiliki energi ionisasi yang sangat besar, sementara unsur-unsur yang termasuk logam alkali dan alkali tanah memiliki nilai energi yang rendah.
Energi ionisasi kedua
Dengan cara yang sama, ketika memulai elektron kedua dari atom yang sama, energi ionisasi kedua diperoleh, dilambangkan sebagai "I 2 ".
Energi + A + (g) → A2 + (g) + e-
Skema yang sama diikuti untuk energi ionisasi lainnya ketika memulai elektron berikut, mengetahui bahwa, mengikuti pelepasan elektron dari atom dalam keadaan dasarnya, efek tolakan antara elektron yang tersisa berkurang.
Karena sifat yang disebut "muatan nuklir" tetap konstan, sejumlah besar energi diperlukan untuk memulai elektron lain dari spesies ionik yang memiliki muatan positif. Jadi energi ionisasi meningkat, seperti terlihat di bawah:
I 1 <I 2 <I 3 <... <I n
Akhirnya, di samping pengaruh muatan nuklir, energi ionisasi dipengaruhi oleh konfigurasi elektronik (jumlah elektron dalam kulit valensi, jenis orbital yang ditempati, dll.) Dan muatan nuklir efektif dari elektron yang akan terlepas.
Karena fenomena ini, sebagian besar molekul alam organik memiliki nilai energi ionisasi yang tinggi.
