Senyawa ionik: Perbedaan revisi

12 bita dihapus ,  4 bulan yang lalu
k
Bot: Perubahan kosmetika
Tag: Suntingan visualeditor-wikitext
k (Bot: Perubahan kosmetika)
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 [[Elektronegativitas|elektronegatif]] membentuk produk ionik.{{sfn|Zumdahl|1989|p = 312}} Senyawa-senyawa ini juga dapat disintesis sebagai hasil reaksi antar padatan dalam suhu tinggi.{{sfn|Wold|Dwight|1993|page=71}}
 
Jika senyawa ionik larut dalam pelarut, senyawa ini dapat diperoleh sebagai padatan dengan menguapkan pelarutnya dari [[larutan]] [[elektrolit]] ini.{{sfn|Wold|Dwight|1993|page=82}} Saat pelarut diuapkan, ion tidak ikut menguap melainkan tetap berada di larutan yang tertinggal, dan bila sudah cukup pekat, terjadilah [[nukleasi]] sehingga senyawa ionik tersebut mengkristal. Proses ini terjadi secara luas di alam, dan merupakan cara pembentukan mineral-mineral [[evaporit]].<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=Z5r5M5ebK7YC&lpg=PA358&pg=PA351|title=Minerals: their constitution and origin|first1=Hans-Rudolf|last2=Bulakh|first2=Andrei|date=2003|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-52958-7|edition=Reprinted with corrections.|location=New York|page=351|last1=Wenk}}</ref> Metode lain untuk mendapatkan kembali senyawa dari larutannya adalah dengan membuat larutan hingga mencapai batas [[Kelarutan|kelarutannyakelarutan]]nya pada suhu tinggi dan kemudian menurunkan suhu sehingga kelarutannya berkurang, larutan tersebut menjadi [[Supersaturasi|superjenuh]], dan senyawa padat ternukleasi.{{sfn|Wold|Dwight|1993|page=82}}
 
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.{{sfn|Zumdahl|1989|p=133–140}} Jika kedua larutan tersebut menggunakan ion hidrogen dan ion hidroksida sebagai ion lawan, mereka akan bereaksi satu sama lain dalam [[Reaksi asam-basa|reaksi asam–basa]] atau [[Reaksi penetralan|reaksi netralisasi]] membentuk air.{{sfn|Zumdahl|1989|p=144–145}} Sebagai alternatif, ion lawan dapat dipilih untuk memastikan bahwa bahkan jika digabungkan dalam satu larutan tunggal, mereka akan tetap larut sebagai {{Ill|ion tribun|en|spectator ion}}.{{sfn|Zumdahl|1989|p=133–140}}
 
{{See also|cacat kristalografi}}
Dalam kristal ionik, biasanya akan ada beberapa titik cacat, yang hadir berpasangan untuk mempertahankan kenetralan muatan.<ref name=":3">{{Cite journal|title = Point defects in ternary ionic crystals|url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0079678665900099|journal = Progress in Solid State Chemistry|pages = 265–303|volume = 2|doi = 10.1016/0079-6786(65)90009-9|first = Hermann|last = Schmalzried}}</ref> [[Cacat Frenkel]] terdiri dari kekosongan kation yang berpasangan dengan interstisi kation dan dapat dihasilkan di manapun dalam ruah kristal,<ref name=":3" /> terjadi paling umum pada senyawa dengan bilangan koordinasi rendah dan kation yang jauh lebih kecil daripada anion.<ref name=Prakash/> [[Cacat Schottky]] terdiri dari satu kekosongan masing-masing muatan, dan dihasilkan pada permukaan kristal,<ref name=":3" /> terjadi paling umum pada senyawa dengan bilangan koordinasi tinggi dan bila anion dan kation memiliki ukuran yang mirip.<ref name=Prakash>{{cite book|last1=Prakash|first1=Satya|title=Advanced inorganic chemistry|date=1945|publisher=S. Chand & Company Ltd.|location=New Delhi|isbn=978-81-219-0263-2|page=554}}</ref> Jika kation memiliki beberapa kemungkinan [[tingkat oksidasi]], maka kekosongan kation dapat mengompensasi kekurangan elektron pada lokasi kation dengan bilangan oksidasi lebih tinggi, menghasilkan [[senyawa non-stoikiometri|senyawa yang tidak mengikuti perbandingan stoikiometri]].<ref name=":3" /> Kemungkinan non-stoikiometri lainnya adalah pembentukan [[pusat-F]], elektron bebas yang menempati kekosongan anion.{{sfn|Kittel|2005|page=376}} Bila senyawa memiliki tiga atau lebih komponen ionik, semakin banyak jenis cacat yang mungkin terjadi.<ref name=":3" /> Semua titik cacat ini dapat dihasilkan melalui vibrasi termal dan memiliki konsentrasi [[Kesetimbangan termodinamik|kesetimbangan]]. Karena cacat-cacat ini membutuhkan energi lebih tinggi tetapi menguntungkan secara entropis, mereka terjadi dalam konsentrasi yang lebih besar saat suhu lebih tinggi. Setelah terbentuk, pasangan cacat ini dapat berdifusi secara terpisah satu sama lain, dengan melompat antar situs kisi. Mobilitas cacat ini adalah sumber fenomena transportasi paling banyak dalam kristal ionik, termasuk difusi dan {{ill|konduktivitas ionik benda padat|en|Ionic conductivity (solid state)}}.<ref name=":3" /> Ketika kekosongan bertabrakan dengan interstisi (Frenkel), mereka dapat bergabung kembali dan saling memusnahkan. Demikian pula kekosongan akan hilang saat mereka mencapai permukaan kristal (Schottky). Cacat pada struktur kristal umumnya memperluas [[Konstanta kisi|parameter kisi]], mengurangi keseluruhan densitas kristal.<ref name=":3" /> Cacat juga menghasilkan ion-ion di lingkungan lokal yang berbeda, sehingga mengalami [[Teori medan kristal|simetri medan kristal]] yang berbeda, terutama dalam kasus kation berbeda yang bertukar situs kisi.<ref name=":3" /> Hal ini menghasilkan [[Deret spektrokimia|pemisahan]] [[Orbital atom|orbital elektron-d]] yang berbeda, sehingga penyerapan optik (dan juga warna) senyawa ion dapat berubah seiring dengan konsentrasi defek.<ref name=":3" />
 
== Sifat-sifat ==
 
=== Titik lebur dan titik didih ===
Gaya elektrostatik antar partikel semakin kuat ketika muatan listriknya tinggi dan jarak antar inti ion kecil. Senyawa dengan sifat ini umumnya memiliki [[titik leleh]] dan [[titik didih]] yang sangat tinggi dan [[tekanan uap]] rendah.{{sfn|McQuarrie|Rock|1991|p = 503}} Tinggi atau rendahnya titik lebur bisa dijelaskan dengan lebih baik bila struktur dan rasio ukuran ion diperhitungkan.<ref>{{Cite journal|title = The Influence of Relative Ionic Sizes on the Properties of Ionic Compounds|url = https://dx.doi.org/10.1021/ja01391a014|journal = Journal of the American Chemical Society|date = 1928-04-01|issn = 0002-7863|pages = 1036–1045|volume = 50|issue = 4|doi = 10.1021/ja01391a014|first = Linus|last = Pauling}}</ref> Di atas titik leburnya, padatan ionik meleleh dan menjadi {{Ill|garam cair|en|Molten salt}} (dengan pengecualian beberapa senyawa ionik seperti [[aluminium klorida]] dan [[besi(III) klorida]] yang menunjukkan struktur seperti molekul dalam fase cairnya).<ref>{{cite book|last1=Tosi|first1=M. P.|editor1-last=Gaune-Escard|editor1-first=Marcelle|title=Molten Salts: From Fundamentals to Applications|date=2002|publisher=Springer Netherlands|location=Dordrecht|isbn=978-94-010-0458-9|page=1|url=https://books.google.com/books?id=ft9sCQAAQBAJ&lpg=PA11&pg=PA1#v=onepage}}</ref> [[Senyawa anorganik]] dengan ion sederhana biasanya memiliki ion kecil, dan dengan demikian memiliki titik lebur yang tinggi dan berwujud padatan pada suhu kamar. Sebaliknya, beberapa zat dengan ion yang lebih besar memiliki titik leleh di bawah suhu kamar atau mendekatinya (sering didefinisikan sampai dengan 100&nbsp;°C), dan disebut [[cairan ionik]].{{sfn|Freemantle|2009|p=1}} Ion dalam cairan ionik sering kali memiliki distribusi muatan yang tidak rata, atau [[substituen]] besar seperti rantai hidrokarbon, yang juga berperan dalam menentukan kekuatan interaksi dan kecenderungan untuk meleleh.{{sfn|Freemantle|2009|pages=3–4}}
 
Dalam bentuk lelehan, sekalipun struktur lokal dan ikatan padatan ionik telah cukup terganggu, masih ada gaya tarik elektrostatik jarak jauh yang kuat yang menahan cairan bersama-sama dan mencegah ion-ion penyusunnya mendidih untuk membentuk fasa gas.<ref name=":1">{{Cite journal|title = On the Critical Temperature, Normal Boiling Point, and Vapor Pressure of Ionic Liquids|url = https://dx.doi.org/10.1021/jp050430h|journal = The Journal of Physical Chemistry B|date = 2005-04-01|issn = 1520-6106|pages = 6040–6043|volume = 109|issue = 13|doi = 10.1021/jp050430h|first = Luis P. N.|last = Rebelo|first2 = José N.|last2 = Canongia Lopes|first3 = José M. S. S.|last3 = Esperança|first4 = Eduardo|last4 = Filipe}}</ref> Ini berarti bahwa senyawa ionik berwujud cair memiliki tekanan uap rendah dan memerlukan suhu yang jauh lebih tinggi untuk mendidih, termasuk bahkan cairan ionik suhu kamar.<ref name=":1" /> Titik didih menunjukkan kecenderungan seperti titik leleh dalam hubungannya dengan ukuran ion dan kekuatan interaksi lainnya.<ref name=":1" /> Bila senyawa ionik diuapkan, ion-ionnya masih belum terpisah satu sama lain. Misalnya, dalam fase uap natrium klorida berada sebagai "molekul" diatomik.<ref>{{cite book|last1=Porterfield|first1=William W.|title=Inorganic Chemistry a Unified Approach.|date=2013|publisher=Elsevier Science|location=New York|isbn=978-0-323-13894-9|pages=63–67|edition=2nd|url=https://books.google.com/books?id=K24W4LMy5dIC&lpg=PP1&dq=inorganic%20chemistry&pg=PA63#v=onepage}}</ref>