Satu ion adalah satu atom, kumpulan atom, atau zarah subatomik dengan satu jumlah cas elektrik. Ion yang paling mudah adalah elektron (cas negatif tunggal, e−), proton (satu ion hidrogen, H+, cas positif), dan zarah alpha (ion helium, He2+, mengandungi dua proton dan dua neutron).
Satu ion bercas negatif, yang mempunyai lebih elektron dalam petala elektron daripada jumlah proton dalam nukleus, dikenali sebagai anion, kerana ia tertarik ke anod; manakala satu ion bercas positif, yang mempunyai kurang elektron berbanding proton, dikenali sebagai kation, kerana ia tertarik kepada katod. Satu poliatom anion yang mengandungi oksigen kadangkala dikenali sebagai oksianion.
Ion-ion ditandakan sama seperti mana atom neutral dan molekul bertindak secara elektrik kecuali bagi kehadiran satu 'superscript' yang menunjukkan tandaan sejumlah cas elektrik dan bilangan elektron lebih daripada satu. Sebagai contoh: H+, SO42−. Satu cara lain untuk menunjukkan cas ini adalah seperti begini: SO4-2.
Pembentukan Ion
Pembentukan ion poliatom dan ion molekul
Ion-ion poliatom dan molekul terbentuk dengan cara penggabungan ion elemen seperti H+ dengan molekul neutral atau dengan cara molekul neutral menarik ion kepada nukleusnya. Sebagai contoh, ion ammonium NH4+ terbentuk apabila molekul ammonia, NH3 menerima satu proton. Bilangan elektron ammonia dan ion ammonium adalah sama, namun ion ammonium mempunyai lebih satu proton dari ammonia. Cas juga berubah kerana ion ammonium menerima satu proton dan bukannya dengan cara menambah atau mengurangkan elektronnya. Cara ini menghasilkan ion yang lebih stabil dari molekul ammonia dengan petala elektron terisi penuh. Jika sahaja NH3 mengurangkan elektronnya dan menjadi ion NH3.+, maka satu radikal bebas yang tidak stabil telah terbentuk kerana petala elektron nitrogen tidak terisi dengan penuh.
Keupayaan pengionan
Tenaga yang diperlukan untuk menyingkirkan elektron sesuatu atom elemen dalam keadaan gas dipanggil keupayaan pengionan atau tenaga pengionan. Tenaga pengionan ke-n suatu atom ialah tenaga yang diperlukan untuk memisahkan elektron ke-n selepas elektron ke-n-1 berjaya dipisahkan.
Tenaga pengionan meningkat sejajar dengan bilangan elektron yang telah dipisahkan. Peningkatan juga dapat dilihat setelah satu-satu petala berjaya dikosongkan. Sebagai contoh, peningkatan ketara dapat dilihat apabila elektron ke-2 dan ke-10 dialihkan daripada natrium, Na kerana elektron-elektron ini merupakan yang pertama untuk menduduki petala kedua dan pertama elemen ini. Fransium, Fr mempunyai tenaga pengionan yang terendah manakala fluorin, F tertinggi dalam unsur-unsur yang terdapat dalam Jadual Berkala. Tenaga pengionan logam umumnya lebih rendah berbanding bukan logam. Oleh itu, lebih senang untuk logam menyingkir satu elektron untuk membentuk ion positif, dan mudah pula untuk bukan logam menerima elektron dan membentuk ion negatif.
Atom neutral mempunyai bilangan proton yang sama dengan elektron. Maka, cas negatif elektron atom tersebut telah membatalkan cas positif proton, lalu menjadikan cas atom tersebut 0. Elektron bebas oleh itu tidak akan tertarik dengan atom neutral menurut model elektron bebas. Namun realitinya, elektron-elektron sesuatu atom membentuk satu awanan elektron dimana elektron bebas yang lain boleh menembusinya.
Jenis-jenis Ion
- Anion adalah ion negatif yang terbentuk apabila satu-satu atom menerima satu atau lebih elektron dalam satu proses kimia. Anion bercas negatif kerana bilangan proton dalam nukleusnya kurang berbanding bilangan elektron.
- Kation adalah ion bercas positif yang terbentuk apabila satu-satu atom menyingkirkan elektron dalam satu proses kimia. Kation berlawanan dengan anion kerana bilangan elektronnya yang kurang berbanding proton.
- Dianion: dianion adalah sejenis spesis ion yang mempunyai dua cas negatif dalam satu molekul seperti pentalena dan azulena.
- Ion radikal: ion radikal adalah ion yang mempunyai elektron dengan bilangan ganjil. Seringkali ion radikal tidak stabil dan amat reaktif.
Plasma
Plasma seringkali dikatakan sebagai keadaan jirim keempat kerana sifatnya tidak menyerupai ketiga-tiga jirim pepejal, cecair dan gas. Plasma merupakan sekumpulan ion yang tidak akueus atau kadang kala gas dengan sebahagian partikel bercas. Plasma astrofizik mengandungi campuran elektron dan proton, dan merupakan 99.9% jasad yang boleh dilihat di langit.[1]
Sejarah
Etimologi
Ion merupakan suatu nama yang telah diberikan oleh Michael Faraday yang berasal dari perkataan Yunani ἰόν,yang merupakan sebahagian daripada perkataan ἰέναι, iaitu "hendak bergerak", atau έἰμι, iaitu "saya bergerak" maka menjadikannya sesuatu "yang bergerak". Oleh itu, anion, ἀνιόν adalah "pergerakan ke atas" dan kation, κατιόν adalah "pergerakan ke bawah". Secara tidak langsung, anod, ἄνοδος dan katod, κάθοδος adalah "jalan yang ke atas atau ke bawah" yang berkaitan dengan perkataan ὁδός, yang membawa maksud "jalan"
Aplikasi
Ion penting dalam kehidupan sehari-hari. Natrium, kalium , kalsium dan ion-ion lain memainkan peranan penting terhadap sel-sel organisma hidup, terutama dalam memelihara fungsi membran sel. Selain itu, ion juga digunakan dalam alat pengesan asap dan terkini, dalam teknologi enjin ion. Ion larut adalah komponen kepada jumlah pepejal terlarutkan, satu kriteria penting dalam menentukan kualiti air di dunia.
Jadual ion-ion biasa
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rujukan
- ^ Plasma, Plasma, Everywere Diarkibkan 2006-03-16 di Wayback Machine Science@NASA Headline news, Space Science n° 158, September 7, 1999.