2.5 Molekul dan Ion

Dari semua unsur, hanya enam gas mulia di Golongan VIIIA pada tabel periodik (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) ada di alam sebagai atom tunggal. Untuk alasan ini, unsur gas mulia disebut gas monoatomik (yang berarti atom tunggal). Kebanyakan materi terdiri dari molekul atau ion yang dibentuk oleh atom.

Molekul

Molekul adalah agregat dari setidaknya dua atom dalam susunan tertentu yang disatukan oleh kekuatan kimia (juga disebut ikatan kimia). Suatu molekul dapat mengandung atom-atom dari unsur yang sama atau atom dari dua atau lebih unsur yang tergabung dalam rasio tetap, sesuai dengan hukum perbandingan tetap yang dinyatakan dalam SubBab 2.1. Jadi, sebuah molekul tidak selalu merupakan senyawa, yang menurut definisi terdiri dari dua atau lebih unsur (lihat Bagian 1.4). Gas hidrogen, misalnya, adalah unsur murni, tetapi terdiri dari molekul unsur yang tersusun dari dua atom H masing-masing. Air, di sisi lain, adalah molekul senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dalam rasio dua atom H dan satu atom O. Sama seperti atom, molekul juga bersifat netral.

Molekul hidrogen, dilambangkan sebagai H₂, disebut molekul unsur diatomik karena hanya mengandung dua atom. Unsur-unsur lain yang biasanya ada sebagai molekul diatomik adalah nitrogen (N₂) dan oksigen (O₂), serta unsur-unsur Golongan 7A — fluorin (F₂), klorin (Cl₂), bromin (Br₂), dan yodium (I₂). Tentu saja, molekul diatomik dapat mengandung atom-atom dari berbagai unsur. Contohnya adalah hidrogen klorida (HCl) dan karbon monoksida (CO).

Sebagian besar molekul mengandung lebih dari dua atom. Molekul tiga atom dapat dibentuk oleh atom dari unsur yang sama, seperti dalam ozon (O₃), yang terdiri dari tiga atom oksigen, atau dapat juga merupakan kombinasi dari dua atau lebih unsur yang berbeda. Molekul yang mengandung lebih dari dua atom disebut molekul poliatomik. Seperti ozon, air (H₂O) dan amonia (NH₃) adalah molekul poliatomik.

Ion

Ion adalah atom atau sekelompok atom yang memiliki muatan bersih positif atau negatif. Jumlah proton bermuatan positif dalam inti atom tetap sama selama perubahan kimia biasa (disebut reaksi kimia), tetapi elektron yang bermuatan negatif mungkin dilepas atau diperoleh. Lepasnya satu atau lebih elektron dari atom netral menghasilkan kation, ion dengan muatan bersih positif. Misalnya, atom natrium (Na) dapat dengan mudah melepas satu elektron menjadi kation natrium, yang direpresentasi sebagai Na⁺:

Atom Na	Ion Na+
11 proton	11 proton
11 elektron	10 elektron

Di sisi lain, anion adalah ion yang muatan bersihnya negatif karena peningkatan jumlah elektron. Atom klorin (Cl), misalnya, dapat memperoleh elektron menjadi ion klorida Cl^-:

Atom Cl	Ion Cl-
17 proton	17 proton
17 elektron	18 elektron

Natrium klorida (NaCl), garam meja biasa, disebut senyawa ionik karena terbentuk dari kation dan anion.

Sebuah atom dapat melepas atau memperoleh lebih dari satu elektron. Contoh-contoh ion yang dibentuk oleh pelepasan atau perolehan lebih dari satu elektron adalah Mg²⁺, Fe³⁺, S^2-, dan N^3-. Ion-ion ini, serta Na⁺ dan Cl^-, disebut ion monoatomik karena mengandung hanya satu atom. Gambar 2.11 menunjukkan muatan sejumlah ion monoatomik. Dengan sangat sedikit pengecualian, logam cenderung membentuk kation dan non logam cenderung membentuk anion.

Selain itu, dua atau lebih atom dapat bergabung membentuk ion yang memiliki muatan bersih positif atau negatif. Ion poliatomik seperti OH^- (ion hidroksida), CN^- (ion sianida), dan NH₄⁺ (ion amonium) adalah ion yang mengandung lebih dari satu atom.

Gambar 2.11 Ion monoatomik yang umum disusun menurut posisinya dalam tabel periodik. Perhatikan bahwa ion Hg₂²⁺ mengandung dua atom.