L’énergie d’ionisation, qui est la quantité d’énergie nécessaire pour séparer un électron d’un atome, est importante pour la physique et la chimie. En ionisant un atome, un électron est retiré et un ion positif est ajouté, modifiant toute la structure de l’atome. Lorsqu’il est ionisé, l’atome ne peut pas établir de liaisons normales, il peut donc être utilisé à des fins entièrement différentes, selon les besoins du scientifique. Certains atomes ont des niveaux d’énergie d’ionisation différents, moment auquel l’ionisation est désignée selon l’ordre de l’énergie. L’ionisation a une valeur énergétique spéciale appelée électronvolts.
Chaque atome a au moins un électron, et cet électron donne à l’atome une charge négative. Ioniser l’atome signifie retirer un ou plusieurs électrons pour donner à l’atome la charge positive d’un ion. L’ajout d’une quantité non spécifiée d’énergie à un atome ne donnera pas de résultats corrects et peut conduire à l’absence d’électrons ou à un trop grand nombre d’électrons fuyant l’atome. Une façon de calculer l’énergie d’ionisation consiste à faire passer un courant à travers l’atome jusqu’à ce qu’il émette de la lumière.
L’énergie d’ionisation est une mesure de la quantité d’énergie nécessaire pour qu’un électron s’éloigne de l’atome. Cela se produit en appliquant une charge positive à l’atome. Lorsque l’énergie est suffisante, l’électron le plus externe fuira l’atome et rejoindra à la place la source d’énergie. Pour maintenir l’équilibre de l’atome, un ion prendra la place de l’électron manquant, donnant à l’atome une charge positive.
Certains atomes ont la même énergie d’ionisation pour chaque électron, mais d’autres auront des niveaux d’énergie différents pour l’électron. S’il y a différents niveaux d’énergie requis, on parle alors de première énergie d’ionisation pour le premier électron, de seconde énergie d’ionisation pour le second et ainsi de suite jusqu’à ce que tous les électrons soient pris en compte. Si le niveau d’énergie est le même, alors l’énergie est simplement appelée énergie d’ionisation.
La quantité d’énergie nécessaire est mesurée en électronvolts. Cette mesure est la même quantité d’énergie cinétique que l’électron accumule lorsqu’il traverse le potentiel électrique d’un volt. Lorsque l’ionisation a été découverte pour la première fois, des volts réguliers ont été utilisés pour mesurer l’ionisation, mais cette mesure n’est pas aussi précise que les électrons-volts.
Le tableau périodique des éléments regroupe les éléments selon de nombreuses similitudes différentes, telles que le nombre d’électrons ou la taille atomique. Un autre groupe sur la table est la quantité d’énergie nécessaire pour l’ionisation. Pour les éléments plus haut et à droite, plus d’énergie est nécessaire que les éléments en bas à gauche du tableau périodique.