Energi Ionisasi & Afinitas Elektron
Setelah ini kamu bisa menjelaskan tren energi ionisasi dan afinitas elektron beserta anomali yang disebabkan konfigurasi stabil.
Mengapa gas mulia seperti helium sangat enggan melepas elektron, padahal logam natrium dengan mudah melepaskannya? Jawabannya ada pada seberapa kuat atom memegang elektron terluarnya. Energi yang dibutuhkan untuk mencabut elektron itu disebut energi ionisasi — dan polanya di tabel periodik ternyata cukup menarik, termasuk beberapa anomali. Coba lacik sendiri polanya di bawah.
Apa itu energi ionisasi
Energi ionisasi (EI) adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari satu atom dalam wujud gas menjadi ion bermuatan positif. Reaksinya: X(g) → X⁺(g) + e⁻. Satuannya kJ/mol. Semakin besar energi ionisasi, semakin sulit atom melepas elektron — artinya atom itu “memegang” elektronnya lebih kuat.
Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terlemah dari atom gas membentuk kation. Afinitas elektron adalah energi yang dilepas saat atom gas menerima satu elektron menjadi anion.
Tren energi ionisasi
Sepanjang satu periode (kiri→kanan), energi ionisasi meningkat. Sebabnya: jari-jari atom makin kecil dan muatan inti makin besar, sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar makin kuat — elektron makin sulit dicabut. Contoh periode 2: Li (520 kJ/mol) < Be (900) < B (801, anomali) < … < Ne (2081).
Sepanjang satu golongan (atas→bawah), energi ionisasi menurun. Sebabnya: jari-jari atom makin besar karena kulit baru bertambah, sehingga elektron terluar makin jauh dari inti dan tarikannya makin lemah — elektron makin mudah dicabut. Contoh golongan 1: Li (520 kJ/mol) > Na (496) > K (419) > Rb (403).
Pahami pola perubahannya.
Anomali pada energi ionisasi
Tren energi ionisasi tidak mulus — ada dua anomali terkenal di periode 2 dan 3. Pertama, berilium (Be) > boron (B): Be (1s² 2s²) punya subkulit s terisi penuh yang stabil, sehingga butuh energi besar untuk lepas; B (1s² 2s² 2p¹) elektron terakhirnya di subkulit p yang sedikit terlindungi, lebih mudah lepas. Kedua, nitrogen (N) > oksigen (O): N (1s² 2s² 2p³) punya orbital p setengah-penuh yang stabil; O (1s² 2s² 2p⁴) punya pasangan elektron yang saling tolak, sehingga satu elektron lebih mudah lepas.
Afinitas elektron
Afinitas elektron adalah kebalikan: energi yang dilepas saat atom menerima satu elektron menjadi anion (X + e⁻ → X⁻). Tren afinitas elektron meningkat sepanjang periode (atom kecil dengan tarikan kuat lebih mudah menarik elektron) dan umumnya menurun sepanjang golongan. Halogen (golongan 17) punya afinitas elektron terbesar karena hanya butuh satu elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia.
Visualkan analogi melepas elektron sebagai jarak.
Hitung sendiri selisih energi ionisasi.
Bayangkan elektron sebagai kelereng yang dipegang magnet (inti). Pada atom kecil, kelereng dekat magnet — butuh tarikan kuat untuk melepaskannya (EI tinggi). Pada atom besar, kelereng jauh dari magnet — mudah digelindingkan pergi (EI rendah). Anomali terjadi bila kelereng duduk di posisi yang stabil (subkulit penuh atau setengah penuh) sehingga enggan pindah.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Mengapa energi ionisasi pertama berilium (Be) lebih besar daripada boron (B) meskipun B lebih kanan di periode 2?
Be (Z=4): 1s² 2s² — subkulit 2s terisi penuh. B (Z=5): 1s² 2s² 2p¹ — elektron terakhir di subkulit 2p.
Subkulit s terisi penuh adalah konfigurasi stabil, sehingga Be memegang elektronnya kuat. Elektron 2p pada B berada di subkulit yang lebih tinggi dan sedikit terlindungi.
Karena konfigurasi 2s² Be lebih stabil dan elektron 2p¹ B lebih mudah dilepas, EI Be (900 kJ/mol) > EI B (801 kJ/mol). Inilah anomali yang melanggar tren periode.
Jebakan: mengira energi ionisasi kedua selalu lebih kecil dari pertama. Yang benar: mencabut elektron dari kation (bermuatan positif) jauh lebih sulit karena tarikan inti lebih kuat — EI kedua selalu lebih besar.
Jebakan: mengabaikan anomali konfigurasi stabil. Yang benar: subkulit penuh (s², p⁶) dan setengah-penuh (p³, d⁵) memberi kestabilan ekstra, sehingga EI-nya melonjak melampaui unsur tetangga.
- Energi ionisasi = energi untuk melepaskan elektron dari atom gas.
- Sepanjang periode EI meningkat: jari-jari kecil, tarikan inti kuat.
- Sepanjang golongan EI menurun: kulit baru menjauhkan elektron dari inti.
- Anomali: subkulit penuh/setengah-penuh (Be>N? B, N>O) melonjakkan EI.
- Afinitas elektron: energi dilepas saat menerima elektron; halogen terbesar.