Apakah Tenaga Ionisasi?

Electrical4u

Medan: Elektrik Asas

China

Kemampuan suatu unsur untuk melepaskan elektron terluarnya untuk membentuk ion positif ditunjukkan oleh jumlah tenaga yang disediakan kepada atom-atomnya yang cukup untuk mengeluarkan elektron dari mereka. Tenaga ini dikenali sebagai Tenaga Ionisasi. Dengan kata lain, Tenaga Ionisasi adalah tenaga yang disediakan kepada atom atau molekul yang terasing untuk mengetuk keluar elektron valensi paling longgar ikatannya untuk membentuk ion positif. Unitnya adalah electron-volt eV atau kJ/mol dan diukur dalam tabung pelepasan elektrik di mana elektron bergerak cepat bertembung dengan unsur gas untuk mengeluarkan salah satu elektronnya. Semakin rendah Tenaga Ionisasi (IE), semakin baik kemampuannya untuk membentuk kation.

lonization energy.1.png

Ini boleh dijelaskan dengan Model Atom Bohr, di mana ia mempertimbangkan atom seperti hidrogen di mana elektron berputar mengelilingi nukleus bercas positif kerana daya tarikan kolomb dan elektron hanya boleh memiliki tahap energi tetap atau kuantum. Energi elektron dalam model Bohr dikuantumkan dan diberikan seperti berikut :
Di mana, Z adalah nombor atom dan n adalah nombor kuantum utama di mana n adalah integer. Untuk atom hidrogen, Tenaga Ionisasi adalah 13.6eV.

Tenaga Ionisasi (eV) adalah tenaga yang diperlukan untuk mengambil elektron dari n = 1 (keadaan dasar atau keadaan paling stabil) hingga ketakterhinggaan. Oleh itu, mengambil rujukan 0 (eV) pada ketakterhinggaan, Tenaga Ionisasi boleh ditulis sebagai :Konsep Tenaga Ionisasi menyokong bukti Model Atom Bohr bahawa elektron boleh berputar mengelilingi nukleus pada tahap energi tetap atau diskret yang diwakili oleh nombor kuantum utama 'n'. Apabila elektron pertama pergi dari kawasan nukleus bercas positif, maka lebih banyak tenaga diperlukan untuk mengeluarkan elektron selanjutnya yang lebih longgar ikatannya kerana daya tarikan elektrostatik meningkat, iaitu, Tenaga Ionisasi kedua lebih besar daripada yang pertama.

Sebagai contoh, tenaga ionisasi pertama Sodium (Na) diberikan sebagai :
Dan Tenaga Ionisasi keduanya adalah

Oleh itu, IE2 > IE1 (eV). Ini juga benar jika terdapat K bilangan ionisasi, maka IE1 < IE2 < IE3……….< IEk

Logam mempunyai Tenaga Ionisasi yang rendah. Tenaga Ionisasi yang rendah bermaksud konduktiviti unsur tersebut lebih baik. Sebagai contoh, konduktiviti Perak (Ag, nombor atom Z = 47) adalah 6.30 × 107 s/m dan Tenaga Ionisasinya adalah 7.575 eV dan untuk Tembaga (Cu, Z = 29) adalah 5.76 × 107 s/m dan Tenaga Ionisasinya adalah 7.726 eV. Dalam konduktor, Tenaga Ionisasi yang rendah menyebabkan elektron bergerak sepanjang rangkaian bercas positif, membentuk awan elektron.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Tenaga Ionisasi

Dalam jadual berkala, trend umum adalah Tenaga Ionisasi meningkat dari kiri ke kanan dan menurun dari atas ke bawah. Jadi, faktor-faktor yang mempengaruhi tenaga ionisasi dapat diringkaskan seperti berikut:

Saiz Atom: Tenaga Ionisasi menurun dengan saiz atom kerana apabila jejari atom meningkat, daya tarikan kolomb antara nukleus dan elektron terluar menurun dan sebaliknya.
Kesan Penapisan: Kehadiran elektron cangkerang dalaman menapis atau melemahkan daya tarikan kolomb antara nukleus dan elektron cangkerang valensi. Oleh itu, tenaga ionisasi menurun. Bilangan elektron dalaman bermaksud penapisan yang lebih banyak. Walau bagaimanapun, dalam kes emas, Tenaga Ionisasi lebih besar daripada perak walaupun saiz emas lebih besar daripada perak. Ini disebabkan oleh penapisan yang lemah yang ditawarkan oleh orbit d dan f dalaman dalam kes emas.
Cas Nuklear: Semakin tinggi cas nuklear, semakin sukar untuk mengionkan atom kerana daya tarikan antara nukleus dan elektron lebih besar.
Konfigurasi Elektron: Semakin stabil konfigurasi elektron atom, semakin sukar untuk menarik elektron, oleh itu Tenaga Ionisasi lebih tinggi.