Isi
Sebagian besar atom dan molekul yang kita temui netral secara listrik, tetapi ion memainkan peran penting di alam. Atom bermuatan ini dapat berupa kation bermuatan positif atau anion bermuatan negatif. Kation dan Anion terbentuk dengan berbagai cara. Untuk kation, hilangnya elektron membuat mereka memiliki muatan positif bersih, sedangkan untuk anion, penambahan elektron membuat mereka memiliki muatan negatif bersih. Memahami proses di balik ini, termasuk energi ionisasi dan afinitas elektron dari atom yang berbeda, membantu Anda melihat mengapa atom tertentu menjadi ion lebih mudah daripada yang lain dan apa yang menyebabkannya terjadi.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Kation adalah ion bermuatan positif yang terbentuk ketika atom kehilangan elektron melalui ionisasi. Jumlah energi yang diperlukan untuk melakukan ini disebut energi ionisasi
Anion adalah ion bermuatan negatif yang terbentuk ketika atom memperoleh elektron. Energi dalam proses ini disebut afinitas elektron.
Apa itu Ion?
Atom memiliki tiga komponen utama: proton, elektron, dan neutron. Neutron netral secara listrik, dan meskipun mereka memainkan peran penting dalam fisika nuklir, mereka tidak relevan dengan pembentukan ion karena mereka tidak mempengaruhi muatan atom tempat mereka berada. Proton bermuatan positif, dan mereka menempati inti inti atom bersama dengan neutron. Elektron adalah bagian bermuatan negatif dari atom, dan mereka menempati "awan" di sekitar bagian luar nukleus. Elektron dan proton memiliki muatan yang sama tetapi berlawanan, dan dalam bentuk alami unsur-unsur, terdapat jumlah yang sama dari masing-masing dalam atom Ini berarti elemen-elemen netral secara elektrik karena muatan dari proton dan elektron saling membatalkan.
Ion adalah atom bermuatan.Jika atom mendapatkan elektron, muatan negatif lebih besar dari muatan positif, dan seluruh atom mendapat muatan negatif. Ion-ion ini disebut anion. Jika atom kehilangan elektron, maka ada muatan lebih positif daripada muatan negatif, dan atom secara keseluruhan menjadi ion bermuatan positif. Ini disebut kation.
Bagaimana Kation Dibentuk?
Kation terbentuk ketika atom netral kehilangan elektron. Logam cenderung kehilangan elektron sebagai hasil dari pengaturan elektron di sekitar nukleus. Elektron menempati orbital yang berbeda di sekitar nukleus, dan ini dapat dikelompokkan ke dalam tingkat energi yang berbeda. Elektron dalam orbital dengan tingkat energi tinggi lebih jauh dari nukleus. Atom dengan tingkat energi terluar penuh stabil, tetapi jika ada sejumlah kecil elektron di tingkat energi terluar, mereka cenderung kehilangan elektron. Elektron dalam tingkat energi penuh "melindungi" banyak muatan positif dari inti. Akibatnya, elektron terluar hanya lemah terikat pada nukleus.
Kation dibentuk oleh proses ionisasi ketika energi yang cukup diberikan pada elektron (dengan energi yang cukup tinggi, misalnya) untuk melepaskannya dari tarikan inti. Energi yang diperlukan untuk melakukan ini disebut energi ionisasi. Energi ionisasi pertama memberi tahu Anda berapa banyak energi yang Anda butuhkan untuk menghilangkan satu elektron; energi ionisasi kedua memberi tahu Anda berapa banyak yang diperlukan untuk menghilangkan yang kedua, dan seterusnya.
Anda dapat menghitung muatan pada ion yang dihasilkan berdasarkan pada grup tabel periodik elemen. Misalnya, natrium ada di grup 1, dan membentuk kation dengan muatan +1. Magnesium ada dalam kelompok 2, dan membentuk kation dengan muatan +2 setelah kehilangan dua elektron karena ionisasi. Aluminium berada di grup 3 dan membentuk kation +3. Elemen Grup 4 tidak membentuk ion, dan elemen grup yang lebih tinggi membentuk anion.
Bagaimana Bentuk Anion?
Anion terbentuk oleh proses yang berlawanan dengan kation. Alih-alih kehilangan elektron, atom nonlogam dapat memperoleh elektron. Ini karena tingkat energi luar mereka hampir penuh. Istilah afinitas elektron menggambarkan kecenderungan atom netral untuk mendapatkan elektron. Seperti energi ionisasi, ia memiliki satuan energi, tetapi tidak seperti energi ionisasi, ia memiliki nilai negatif karena energi dilepaskan ketika elektron ditambahkan, sedangkan ia diserap ketika elektron dihapus.
Secara umum, unsur-unsur dalam kelompok yang lebih tinggi (yang lebih jauh ke kanan di tabel periodik) memiliki afinitas elektron yang lebih tinggi, dan unsur-unsur dalam barisan yang lebih tinggi dari kelompok mereka (lebih jauh ke bagian atas tabel periodik) memiliki afinitas elektron yang lebih tinggi. Penurunan afinitas elektron ketika Anda bergerak ke bawah kolom yang diberikan terkait dengan peningkatan jarak antara kulit terluar dan nukleus, serta perisai dari elektron lain dalam tingkat energi yang lebih rendah. Peningkatan afinitas ketika Anda bergerak dari kiri ke kanan adalah karena tingkat energi semakin dekat untuk ditempati sepenuhnya.
Sedangkan untuk kation, grup elemen memberi tahu Anda berapa harga anion yang sesuai. Biaya yang dihasilkan adalah nomor grup minus delapan. Klorin, dalam kelompok 7, membentuk anion dengan muatan −1, dan oksigen, di kelompok 6, membentuk kation dengan muatan −2.