soal energi ionisasi

Energi ionisasi adalah salah satu konsep fundamental dalam kimia yang menggambarkan energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam fase gas. Konsep ini sangat penting untuk memahami reaktivitas unsur dan pembentukan ikatan kimia. Energi ionisasi pertama (I₁) adalah energi untuk melepaskan elektron pertama, energi ionisasi kedua (I₂) untuk melepaskan elektron kedua, dan seterusnya. Nilai energi ionisasi dipengaruhi oleh beberapa faktor utama, termasuk muatan inti efektif, jari-jari atom, efek perisai elektron, dan konfigurasi elektron. Secara umum, energi ionisasi cenderung meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode karena peningkatan muatan inti efektif dan penurunan jari-jari atom. Sebaliknya, dalam satu golongan dari atas ke bawah, energi ionisasi cenderung menurun karena peningkatan jari-jari atom dan efek perisai yang lebih besar. Namun, ada beberapa pengecualian menarik yang disebabkan oleh stabilitas konfigurasi elektron, seperti antara golongan 2 dan 13, serta 15 dan 16. Memahami tren dan faktor-faktor ini sangat krusial dalam memprediksi sifat-sifat kimia unsur. Untuk menguji pemahaman Anda, artikel ini menyajikan berbagai contoh soal energi ionisasi, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, lengkap dengan kunci jawaban dan penjelasannya.

Kumpulan Contoh Soal soal energi ionisasi

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam fase gas disebut…

A. Afinitas elektron
B. Energi ionisasi
C. Keelektronegatifan
D. Jari-jari atom

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Definisi energi ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron terluar dari atom dalam fase gas.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Bagaimana tren energi ionisasi pertama dalam satu periode dari kiri ke kanan?

A. Menurun
B. Meningkat
C. Tetap
D. Berfluktuasi secara acak

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, muatan inti efektif meningkat dan jari-jari atom menurun, sehingga elektron lebih tertarik ke inti dan lebih sulit dilepaskan.

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Bagaimana tren energi ionisasi pertama dalam satu golongan dari atas ke bawah?

A. Menurun
B. Meningkat
C. Tetap
D. Berfluktuasi secara acak

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari atom meningkat dan efek perisai elektron bertambah, menyebabkan elektron terluar kurang tertarik ke inti dan lebih mudah dilepaskan.

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Faktor utama yang menyebabkan energi ionisasi meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode adalah…

A. Peningkatan jari-jari atom
B. Penurunan muatan inti efektif
C. Peningkatan muatan inti efektif
D. Peningkatan jumlah kulit elektron

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Peningkatan muatan inti efektif (jumlah proton) menarik elektron lebih kuat, sehingga energi yang dibutuhkan untuk melepaskannya lebih besar.

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Unsur manakah di bawah ini yang memiliki energi ionisasi pertama paling rendah?

A. Li
B. Na
C. K
D. Rb

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Dalam satu golongan (logam alkali), energi ionisasi menurun seiring bertambahnya nomor atom karena jari-jari atom membesar. Rb berada paling bawah di antara pilihan tersebut.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Unsur manakah di bawah ini yang memiliki energi ionisasi pertama paling tinggi?

A. N
B. O
C. F
D. Ne

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Ne adalah gas mulia di periode 2, memiliki konfigurasi elektron stabil (oktet penuh) dan jari-jari atom kecil, sehingga sangat sulit melepaskan elektron.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Pengecualian pada tren energi ionisasi pertama terjadi antara golongan 2 dan golongan 13. Mengapa energi ionisasi golongan 13 lebih rendah dari golongan 2 pada periode yang sama?

A. Golongan 13 memiliki jari-jari atom lebih kecil
B. Elektron yang dilepaskan pada golongan 13 berada di orbital p
C. Golongan 13 memiliki muatan inti efektif lebih kecil
D. Elektron yang dilepaskan pada golongan 2 memiliki spin berpasangan

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Pada golongan 13, elektron pertama dilepaskan dari orbital p, yang memiliki energi lebih tinggi dan efek perisai dari orbital s yang penuh, sehingga lebih mudah dilepaskan dibandingkan elektron s² yang stabil di golongan 2.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Pengecualian lain terjadi antara golongan 15 dan golongan 16. Mengapa energi ionisasi golongan 16 lebih rendah dari golongan 15 pada periode yang sama?

A. Golongan 16 memiliki orbital p yang setengah penuh
B. Golongan 15 memiliki orbital p yang setengah penuh
C. Elektron yang dilepaskan pada golongan 16 berada di orbital s
D. Golongan 16 memiliki muatan inti efektif lebih kecil

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Golongan 15 (p³) memiliki konfigurasi orbital p setengah penuh yang stabil. Pada golongan 16 (p⁴), elektron keempat di orbital p berpasangan, menimbulkan tolakan elektron-elektron yang membuat elektron ini lebih mudah dilepaskan dibandingkan elektron dari orbital p setengah penuh yang stabil pada golongan 15.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Urutan energi ionisasi berturut-turut untuk suatu atom selalu:

A. I₁ < I₂ < I₃
B. I₁ > I₂ > I₃
C. I₁ = I₂ = I₃
D. Tidak dapat diprediksi

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Setelah elektron pertama dilepaskan, muatan inti efektif per elektron yang tersisa meningkat, dan atom menjadi ion positif, sehingga lebih banyak energi dibutuhkan untuk melepaskan elektron berikutnya.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Suatu unsur memiliki energi ionisasi pertama (I₁) yang sangat rendah dan energi ionisasi kedua (I₂) yang sangat tinggi. Unsur tersebut kemungkinan besar berada pada golongan…

A. Golongan 1
B. Golongan 2
C. Golongan 13
D. Golongan 14

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Lompatan besar antara I₁ dan I₂ menunjukkan bahwa elektron pertama adalah elektron valensi tunggal, dan elektron kedua dilepaskan dari kulit yang lebih dalam yang stabil (konfigurasi gas mulia). Ini adalah ciri khas unsur Golongan 1.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Manakah dari unsur berikut yang memiliki energi ionisasi pertama lebih besar dari Magnesium (Mg)?

A. Natrium (Na)
B. Kalsium (Ca)
C. Aluminium (Al)
D. Neon (Ne)

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Mg (Golongan 2, Periode 3). Na (Golongan 1, Periode 3) memiliki EI₁ lebih rendah. Ca (Golongan 2, Periode 4) memiliki EI₁ lebih rendah. Al (Golongan 13, Periode 3) memiliki EI₁ lebih rendah dari Mg karena pengecualian. Ne (Golongan 18, Periode 2) adalah gas mulia dengan EI₁ yang sangat tinggi.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Konfigurasi elektron yang paling stabil sehingga memiliki energi ionisasi yang tinggi adalah…

A. ns¹ np¹
B. ns² np¹
C. ns² np⁶
D. ns²

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Konfigurasi ns² np⁶ adalah konfigurasi gas mulia (oktet penuh) yang sangat stabil, sehingga membutuhkan energi yang sangat besar untuk melepaskan elektron.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Efek perisai elektron (shielding effect) akan menyebabkan energi ionisasi…

A. Meningkat
B. Menurun
C. Tetap
D. Tidak berpengaruh

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Efek perisai mengurangi daya tarik inti terhadap elektron valensi, sehingga elektron lebih mudah dilepaskan dan energi ionisasi menurun.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Atom X memiliki energi ionisasi (kJ/mol) sebagai berikut: I₁ = 738, I₂ = 1450, I₃ = 7730. Unsur X kemungkinan besar adalah…

A. Litium
B. Berilium
C. Boron
D. Karbon

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Lompatan besar terjadi antara I₂ dan I₃, menunjukkan bahwa atom memiliki 2 elektron valensi. Ini adalah ciri khas unsur Golongan 2, seperti Berilium.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Mengapa energi ionisasi pertama dari Nitrogen (N) lebih tinggi daripada Oksigen (O)?

A. Oksigen memiliki jari-jari atom lebih besar
B. Nitrogen memiliki muatan inti efektif lebih kecil
C. Nitrogen memiliki orbital p setengah penuh yang stabil
D. Oksigen memiliki elektron yang berpasangan di orbital s

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Nitrogen (1s² 2s² 2p³) memiliki orbital 2p setengah penuh yang stabil. Oksigen (1s² 2s² 2p⁴) memiliki satu pasangan elektron di orbital 2p, yang menyebabkan tolakan dan membuat elektron lebih mudah dilepaskan dibandingkan dari konfigurasi setengah penuh N.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Pernyataan yang benar mengenai energi ionisasi adalah…

A. Energi ionisasi berbanding lurus dengan jari-jari atom.
B. Energi ionisasi berbanding terbalik dengan muatan inti efektif.
C. Unsur dengan energi ionisasi tinggi cenderung membentuk kation.
D. Unsur dengan energi ionisasi rendah cenderung bersifat logam.

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Unsur logam cenderung memiliki energi ionisasi rendah karena mudah melepaskan elektron dan membentuk kation.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Manakah dari pasangan unsur berikut yang energi ionisasi pertamanya paling mendekati?

A. Li dan Na
B. F dan Cl
C. Ne dan Ar
D. Mg dan Al

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Meskipun energi ionisasi menurun dalam satu golongan, perbedaan antara unsur-unsur yang berdekatan dalam golongan yang sama (seperti Li dan Na) seringkali lebih kecil dibandingkan perbedaan antara unsur-unsur yang trennya berbeda atau yang memiliki perbedaan ukuran yang lebih besar.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Unsur dengan energi ionisasi pertama yang rendah cenderung…

A. Nonlogam reaktif
B. Gas mulia
C. Logam reaktif
D. Membentuk anion

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Unsur dengan energi ionisasi rendah mudah melepaskan elektron, yang merupakan karakteristik logam reaktif.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Berdasarkan energi ionisasi berturut-turut, unsur manakah yang paling mungkin membentuk ion dengan muatan +3?

A. Unsur dengan I₁ rendah, I₂ tinggi, I₃ sangat tinggi, I₄ sangat sangat tinggi.
B. Unsur dengan I₁, I₂, I₃ relatif rendah, tetapi I₄ sangat tinggi.
C. Unsur dengan I₁, I₂ rendah, I₃ tinggi, I₄ sangat tinggi.
D. Unsur dengan I₁ rendah, I₂ rendah, I₃ rendah, I₄ rendah.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Untuk membentuk ion +3, atom harus mudah melepaskan 3 elektron. Ini berarti I₁, I₂, dan I₃ harus relatif rendah, dengan lompatan besar terjadi pada I₄ (setelah melepaskan 3 elektron valensi).

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Jika energi ionisasi pertama suatu unsur adalah 500 kJ/mol, dan energi ionisasi kedua adalah 4500 kJ/mol, maka unsur tersebut paling mungkin berada di golongan…

A. Golongan 1
B. Golongan 2
C. Golongan 13
D. Golongan 14

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Adanya lompatan energi yang sangat besar dari I₁ ke I₂ menunjukkan bahwa elektron pertama adalah elektron valensi, dan elektron kedua dilepaskan dari kulit yang lebih dalam (inti gas mulia). Ini adalah ciri khas unsur Golongan 1.

Soal 21 (Isian Singkat)

Satuan standar untuk energi ionisasi adalah __________ per mol.

Kunci Jawaban:
kilojoule

Soal 22 (Isian Singkat)

Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, muatan inti efektif __________ sehingga energi ionisasi cenderung meningkat.

Kunci Jawaban:
meningkat

Soal 23 (Isian Singkat)

Unsur gas mulia memiliki energi ionisasi yang sangat __________ karena konfigurasi elektronnya yang stabil.

Kunci Jawaban:
tinggi

Soal 24 (Isian Singkat)

Semakin besar __________ atom, semakin rendah energi ionisasi pertama suatu unsur dalam satu golongan.

Kunci Jawaban:
jari-jari

Soal 25 (Isian Singkat)

Lompatan energi ionisasi yang sangat besar antara energi ionisasi ke-n dan ke-(n+1) menunjukkan jumlah elektron __________ suatu atom.

Kunci Jawaban:
valensi

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan definisi energi ionisasi dan sebutkan empat faktor utama yang memengaruhinya.

Kunci Jawaban:
Energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam fase gas. Empat faktor utama yang memengaruhinya adalah: 1) Muatan inti efektif (semakin besar, semakin tinggi EI), 2) Jari-jari atom (semakin besar, semakin rendah EI), 3) Efek perisai elektron (semakin besar, semakin rendah EI), dan 4) Konfigurasi elektron (konfigurasi stabil seperti setengah penuh atau penuh memiliki EI lebih tinggi).

Soal 27 (Uraian)

Mengapa energi ionisasi cenderung meningkat dari kiri ke kanan dalam satu periode pada tabel periodik?

Kunci Jawaban:
Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jumlah proton dalam inti bertambah, sehingga muatan inti efektif meningkat. Meskipun jumlah kulit elektron tetap sama, peningkatan muatan inti efektif ini menarik elektron valensi lebih kuat ke arah inti. Selain itu, jari-jari atom cenderung sedikit mengecil. Akibatnya, lebih banyak energi diperlukan untuk melepaskan elektron terluar, sehingga energi ionisasi meningkat.

Soal 28 (Uraian)

Jelaskan mengapa ada pengecualian pada tren energi ionisasi antara golongan 2 dan 13, serta 15 dan 16 pada periode yang sama.

Kunci Jawaban:
Pengecualian antara golongan 2 dan 13: Unsur golongan 2 memiliki konfigurasi ns² yang stabil. Unsur golongan 13 memiliki konfigurasi ns² np¹. Elektron yang dilepaskan dari golongan 13 adalah dari orbital p, yang lebih tinggi energinya dan mengalami efek perisai dari orbital ns² yang penuh, sehingga lebih mudah dilepaskan dibandingkan elektron s² yang stabil di golongan 2.Pengecualian antara golongan 15 dan 16: Unsur golongan 15 memiliki konfigurasi ns² np³ (orbital p setengah penuh) yang stabil. Unsur golongan 16 memiliki konfigurasi ns² np⁴. Elektron keempat di orbital p pada golongan 16 berpasangan, menimbulkan tolakan elektron-elektron yang membuat elektron ini lebih mudah dilepaskan dibandingkan dari konfigurasi orbital p setengah penuh yang lebih stabil pada golongan 15.

Soal 29 (Uraian)

Bagaimana energi ionisasi berturut-turut dapat digunakan untuk mengidentifikasi golongan suatu unsur? Berikan contoh.

Kunci Jawaban:
Energi ionisasi berturut-turut (I₁, I₂, I₃, dst.) menunjukkan energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya. Akan terjadi lompatan energi yang sangat besar (signifikan) ketika elektron dilepaskan dari kulit yang lebih dalam, yaitu setelah semua elektron valensi telah dilepaskan. Jumlah elektron yang dapat dilepaskan dengan relatif mudah (sebelum lompatan besar) menunjukkan jumlah elektron valensi, yang pada gilirannya mengidentifikasi golongan utama unsur tersebut.Contoh: Jika suatu unsur memiliki I₁ = 500 kJ/mol, I₂ = 4500 kJ/mol, dan I₃ = 6900 kJ/mol. Lompatan besar terjadi antara I₁ dan I₂. Ini berarti unsur tersebut memiliki 1 elektron valensi dan termasuk dalam Golongan 1.

Soal 30 (Uraian)

Bandingkan dan jelaskan perbedaan energi ionisasi pertama antara atom Natrium (Na) dan Magnesium (Mg).

Kunci Jawaban:
Natrium (Na) berada di Golongan 1, Periode 3, dengan konfigurasi elektron [Ne] 3s¹. Magnesium (Mg) berada di Golongan 2, Periode 3, dengan konfigurasi elektron [Ne] 3s².Energi ionisasi pertama Mg (738 kJ/mol) lebih tinggi daripada Na (496 kJ/mol). Hal ini terjadi karena:1. Muatan Inti Efektif: Mg memiliki 12 proton, sedangkan Na memiliki 11 proton. Muatan inti efektif Mg lebih besar, sehingga menarik elektron valensi lebih kuat.2. Jari-jari Atom: Jari-jari atom Mg sedikit lebih kecil daripada Na.3. Konfigurasi Elektron: Mg memiliki orbital 3s yang penuh (3s²), yang merupakan konfigurasi yang lebih stabil dibandingkan 3s¹ pada Na.Kombinasi faktor-faktor ini membuat lebih banyak energi diperlukan untuk melepaskan elektron pertama dari Mg dibandingkan Na.

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkan faktor-faktor berikut dengan pengaruhnya terhadap energi ionisasi pertama.

Pasangkan pernyataan berikut:

Muatan inti efektif meningkat — [ … ]
Jari-jari atom meningkat — [ … ]
Efek perisai meningkat — [ … ]
Konfigurasi elektron stabil (setengah penuh/penuh) — [ … ]

Kunci Jawaban:

Muatan inti efektif meningkat = Energi ionisasi meningkat
Jari-jari atom meningkat = Energi ionisasi menurun
Efek perisai meningkat = Energi ionisasi menurun
Konfigurasi elektron stabil (setengah penuh/penuh) = Energi ionisasi tinggi

Soal 32 (Menjodohkan)

Jodohkan unsur-unsur berikut dengan karakteristik energi ionisasinya.