Senyawa ionik
Dalam kimia, senyawa ionik adalah senyawa kimia yang tersusun dari ion-ion yang disatukan oleh gaya elektrostatik yang disebut ikatan ionik. Senyawa ini netral secara keseluruhan, namun terdiri dari ion bermuatan positif yang disebut kation dan ion bermuatan negatif yang disebut anion. Ini bisa berupa ion sederhana seperti natrium (Na) dan
klorida (Cl) dalam natrium klorida, atau spesies poliatomik seperti ion amonium () dan karbonat () dalam amonium karbonat. Masing-masing ion dalam senyawa ionik biasanya memiliki beberapa tetangga terdekat, jadi tidak dianggap sebagai bagian dari molekul, namun merupakan bagian dari jaringan tiga dimensi kontinu; ini biasanya dalam struktur kristal.
Senyawa ionik yang mengandung ion hidrogen (H) diklasifikasikan sebagai asam, sedangkan yang mengandung ion basa hidroksida (OH) atau oksida (O) diklasifikasikan sebagai basa. Senyawa ionik tanpa ion-ion di atas juga dikenal sebagai garam dan dapat terbentuk melalui reaksi asam basa. Senyawa ionik juga dapat dihasilkan dari ion konstituennya melalui
penguapan pelarutnya, presipitasi, pembekuan, reaksi zat padat, atau reaksi transfer elektron logam reaktif dengan nonlogam reaktif, seperti gas halogen.
Senyawa ionik biasanya memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi, dan keras dan rapuh. Sebagai padatan mereka hampir selalu menyekat listrik, tapi saat meleleh atau larut mereka menjadi sangat konduktif, karena mobilisasi ion-ionnya.
Kata "ion" adalah istilah Yunani , "ion", ""going" ()", kata kerja bentuk "sedang mengerjakan" dari , "ienai", ""to go"". Istilah ini diperkenalkan oleh fisikawan dan kimiawan Michael Faraday pada tahun 1834 untuk spesies yang tidak dikenal yang berpindah dari satu elektrode ke elektroda lainnya melalui media berair. Pada tahun 1913, struktur kristal
natrium klorida ditentukan oleh William Henry Bragg dan William Lawrence Bragg. Ini mengungkapkan bahwa terdapat enam tetangga terdekat yang sama untuk masing-masing atom. Hal ini menunjukkan bahwa unsur-unsur tersebut tidak diatur dalam molekul atau agregat terbatas, melainkan sebagai jaringan dengan tatanan kristal jarak jauh. Banyak senyawa anorganik lainnya juga dijumpai memiliki ciri
struktural yang serupa. Senyawa ini segera digambarkan tersusun dari ion-ion bukan dari beberapa atom netral, namun hipotesis ini tidak dapat dibuktikan sampai pertengahan 1920-an, saat dilakukan percobaan refleksi sinar-X (yang mendeteksi kerapatan elektron).
Kontributor utama pengembangan perlakuan teoretis struktur kristal ion adalah Max Born, Fritz Haber, Alfred Landé, Erwin Madelung, Paul Peter Ewald, dan Kazimierz Fajans. Prediksi born tentang energi kristal berdasarkan asumsi konstituen ionik, yang menunjukkan hubungan yang baik dengan pengukuran termokimia, selanjutnya mendukung asumsi tersebut.
Senyawa ionik dapat dibuat dari ion konstituennya dengan penguapan, presipitasi, atau pembekuan. Logam reaktif seperti logam alkali dapat bereaksi langsung dengan gas halogen yang sangat elektronegatif membentuk produk ionik. Mereka juga dapat disintesis sebagai produk dari reaksi antar padatan pada suhu tinggi.
Jika senyawa ionik larut dalam pelarut, senyawa ini dapat diperoleh sebagai senyawa padat dengan menguapkan pelarutnya dari larutan elektrolit ini. Ketika pelarut diuapkan, ion tidak ikut menguap, tetapi tetap berada di larutan yang tertinggal, dan bila sudah cukup pekat, terjadilah nukleasi, dan mengkristal menjadi senyawa ionik. Proses ini
terjadi secara luas di alam, dan merupakan cara pembentukan mineral evaporit. Metode lain untuk mendapatkan kembali senyawa dari larutannya melibatkan penjenuhan larutan pada suhu tinggi dan kemudian mengurangi kelarutannya dengan menurunkan suhu sampai larutan tersebut superjenuh dan senyawa padat ternukleasi.
Senyawa ion yang tidak larut dapat diendapkan dengan mencampur dua larutan, satu dengan kation dan satu lagi dengan anion di dalamnya. Oleh karena semua larutan bersifat netral secara kelistrikan, kedua larutan yang dicampur juga harus mengandung ion lawan dari muatan yang berlawanan. Untuk memastikan bahwa ion lawan ini tidak mencemari senyawa ionik yang diendapkan,
penting untuk dipastikan agar ion lawan tidak ikut mengendap. Jika kedua larutan tersebut menggunakan ion hidrogen dan ion hidroksida sebagai ion lawan, mereka akan bereaksi satu sama lain dalam reaksi asam-basa atau reaksi netralisasi membentuk air. Sebagai alternatif, ion lawan dapat dipilih untuk memastikan bahwa bahkan jika digabungkan dalam satu larutan tunggal, mereka akan tetap larut sebagai.
Jika pelarutnya adalah air baik dalam metode penguapan atau pembentukan endapan, dalam banyak kasus kristal ionik yang terbentuk juga mencakup air kristal, sehingga produk tersebut dikenal sebagai hidrat, dan dapat memiliki sifat kimia yang sangat berbeda.
Lelehan garam cair akan memadat pada pendinginan sampai di bawah titik bekunya. Ini kadang-kadang digunakan untuk sintesis benda padat senyawa ion kompleks dari reaktan padat, yang sebelumnya telah dicairkan bersamaan. Dalam kasus lain, reaktan padat tidak perlu dicairkan, namun bisa bereaksi melalui. Dalam metode ini, reaktan digiling berulang-ulang sampai halus dan
menjadi pasta, kemudian dipanaskan sampai suhu dimana ion-ion reaktan tetangga dapat berdifusi bersamaan selama campuran reaktan tetap berada dalam oven. Jalur sintetis lainnya menggunakan prekursor padat ion non-volatil dengan rasio stoikiometri yang tepat, yang dipanaskan untuk menghilangkan spesies lainnya.
Dalam beberapa reaksi antara logam yang sangat reaktif (biasanya dari Golongan 1 atau Golongan 2) dan gas halogen yang sangat elektronegatif, atau air, atom-atom dapat diionisasi melalui, sebuah proses yang secara termodinamika dapat dipahami dengan menggunakan.
Ion dalam senyawa ionik terutama disatukan oleh gaya elektrostatik antar distribusi muatan dari benda-benda ini, dan khususnya ikatan ion yang dihasilkan dari daya tarik Coulomb jarak jauh antara muatan negatif anion dan muatan positif kation. Terdapat pula gaya tarik tambahan dari interaksi van der Waals yang hanya menyumbang sekitar 1-2% energi kohesif untuk ion kecil. Ketika
sepasang ion cukup dekat untuk mengalami tumpangsuh antar kelopak elektron terluarnya (kebanyakan ion sederhana memiliki kelopak tertutup), terjadi gaya repulsif jarak pendek, karena prinsip pengecualian Pauli. Keseimbangan antara kekuatan ini menyebabkan energi potensial sama dengan energi minimum ketika inti dipisahkan oleh jarak kesetimbangan tertentu.
Jika struktur elektron dari kedua badan yang saling berinteraksi dipengaruhi oleh adanya satu sama lain, interaksi kovalen (non-ionik) juga berkontribusi pada energi keseluruhan senyawa yang terbentuk. Senyawa ionik jarang murni ionik, yaitu disatukan hanya dengan gaya elektrostatik. Ikatan antara pasangan paling elektronegatif/elektropositif seperti yang
ada pada sesium fluorida menunjukkan tingkat kovalensi yang kecil. Sebaliknya, ikatan kovalen antara atom yang tidak sejenis sering menunjukkan pemisahan muatan dan dapat dianggap memiliki karakter ionik parsial. Keadaan dimana senyawa akan memiliki sifat ionik atau kovalen biasanya dapat dipahami dengan menggunakan aturan Fajans, yang hanya menggunakan muatan dan
ukuran masing-masing ion. Menurut aturan ini, senyawa dengan karakter paling ionik akan memiliki ion positif berukuran besar dengan muatan rendah, yanh terikat pada ion negatif berukuran kecil dengan muatan tinggi. Secara umum, teori HSAB dapat diterapkan, untuk senyawa dengan karakter paling ionik adalah yang terdiri dari asam kuat dan basa kuat: ion kecil
bermuatan sangat tinggi dengan perbedaan elektronegativitas yang tinggi antara anion dan kation. Perbedaan dalam elektronegativitas ini berarti bahwa pemisahan muatan, dan momen dipol yang dihasilkan, dipertahankan bahkan ketika ion-ion tersebut bersentuhan (elektron berlebih pada anion tidak ditransfer maupun terpolarisasi untuk menetralkan kation).