Penjelajah ion
60 ion: kation, anion, ion poliatomik, dan ion kompleks dengan rumus, muatan, massa, keberadaan di alam, uji identifikasi, senyawa, dan reaksinya. Ion adalah atom atau gugus atom yang bermuatan listrik karena melepas atau menerima elektron.
Kation
- Ion hidrogen (H⁺) — Proton telanjang yang dilepas asam. Di dalam air H⁺ tidak pernah berdiri sendiri: ia langsung terikat pada molekul air menjadi ion hidronium (H₃O⁺). Konsentrasinya menentukan pH.
- Ion hidronium (H₃O⁺) — Molekul air yang menerima satu proton lewat ikatan kovalen koordinasi. Bentuknya piramida trigonal seperti amonia. Rumus pH sebenarnya mengukur aktivitas H₃O⁺.
- Ion litium (Li⁺) — Kation terkecil golongan 1. Ukurannya yang kecil membuatnya mudah bergerak di antara lapisan elektrode, sehingga menjadi pembawa muatan di baterai litium-ion.
- Ion natrium (Na⁺) — Atom natrium yang melepas satu elektron valensinya sehingga konfigurasinya sama dengan neon. Hampir semua garam natrium larut dalam air.
- Ion kalium (K⁺) — Kation golongan 1 yang lebih besar daripada Na⁺. Di dalam sel, K⁺ jauh lebih banyak daripada di luar sel; perbedaan inilah yang menjaga potensial membran.
- Ion perak (Ag⁺) — Kation logam transisi yang membentuk endapan dengan ion halida. Ag⁺ mudah direduksi menjadi logam perak, dasar fotografi film dan uji Tollens.
- Ion magnesium (Mg²⁺) — Kation golongan 2 bermuatan +2 yang kecil dan kuat menarik anion, sehingga MgO memiliki energi kisi sangat tinggi.
- Ion kalsium (Ca²⁺) — Kation golongan 2 penyusun tulang, gigi, kapur, dan cangkang. Ca²⁺ dan Mg²⁺ terlarut membuat air menjadi sadah.
- Ion stronsium (Sr²⁺) — Kation golongan 2 yang mirip Ca²⁺, sehingga tubuh dapat menyimpannya di tulang.
- Ion barium (Ba²⁺) — Kation golongan 2 yang besar. Garam barium yang larut beracun, tetapi BaSO₄ sangat sukar larut sehingga aman ditelan untuk foto rontgen.
- Ion aluminium (Al³⁺) — Kation kecil bermuatan +3 dengan kerapatan muatan tinggi. Al(OH)₃ bersifat amfoter: larut dalam asam maupun basa kuat berlebih.
- Ion timbal(II) (Pb²⁺) — Kation logam berat yang beracun bagi saraf, terutama pada anak. Banyak garamnya sukar larut.
- Ion timah(II) (Sn²⁺) — Kation timah bermuatan +2 yang mudah dioksidasi menjadi Sn⁴⁺, sehingga berperan sebagai reduktor.
- Ion timah(IV) (Sn⁴⁺) — Bentuk timah dengan bilangan oksidasi +4, seperti dalam kasiterit (SnO₂), bijih timah utama di Bangka Belitung.
- Ion seng (Zn²⁺) — Kation dengan subkulit 3d penuh sehingga larutannya tidak berwarna. Zn(OH)₂ bersifat amfoter.
- Ion tembaga(I) (Cu⁺) — Tembaga dengan bilangan oksidasi +1 (konfigurasi 3d¹⁰). Dalam air cenderung berdisproporsionasi menjadi Cu dan Cu²⁺.
- Ion tembaga(II) (Cu²⁺) — Kation tembaga +2 (3d⁹). Dalam air terhidrasi menjadi [Cu(H₂O)₆]²⁺ yang berwarna biru.
- Ion besi(II) (Fe²⁺) — Besi +2 (3d⁶) yang mudah dioksidasi udara menjadi Fe³⁺. Pada hemoglobin, Fe²⁺ yang mengikat oksigen.
- Ion besi(III) (Fe³⁺) — Besi +3 (3d⁵, setengah penuh) yang membentuk karat dan hematit. Larutannya bersifat asam karena ion terhidrasinya melepas H⁺.
- Ion mangan(II) (Mn²⁺) — Mangan +2 (3d⁵) yang larutannya merah muda sangat pucat. Mn²⁺ adalah hasil reduksi ion permanganat dalam suasana asam.
- Ion kobalt(II) (Co²⁺) — Dalam air membentuk [Co(H₂O)₆]²⁺ berwarna merah muda; dengan klorida pekat menjadi [CoCl₄]²⁻ biru. Pergeseran warna ini dipakai pada indikator kelembapan.
- Ion nikel(II) (Ni²⁺) — Nikel +2 (3d⁸) yang larutannya hijau. Nikel dari bijih laterit Sulawesi dan Maluku diolah menjadi bahan baterai.
- Ion kromium(III) (Cr³⁺) — Kromium +3 (3d³), bentuk kromium yang paling stabil dan jauh kurang beracun daripada kromium(VI). Warna hijau hasil reduksi dikromat berasal dari Cr³⁺.
- Ion raksa(II) (Hg²⁺) — Kation logam berat yang sangat beracun karena mengikat gugus tiol protein. Menurut teori HSAB, Hg²⁺ adalah asam lunak.
- Ion amonium (NH₄⁺) — Kation poliatom tetrahedral yang terbentuk saat amonia menerima H⁺ lewat ikatan kovalen koordinasi. Garam amonium berperilaku mirip garam kalium.
- Ion tetraamintembaga(II) — Ion kompleks biru tua: empat ligan amonia menyumbang pasangan elektron bebasnya kepada Cu²⁺ (ikatan koordinasi).
- Ion diaminperak(I) — Ion kompleks linear dalam pereaksi Tollens. Aldehida mereduksinya menjadi logam perak yang menempel sebagai cermin.
Anion
- Ion heksasianoferat(II) (ferosianida) — Ion kompleks oktahedral: enam ligan sianida terikat kuat pada Fe²⁺, sehingga tidak melepas sianida bebas pada kondisi biasa. Dengan Fe³⁺ membentuk pigmen biru Prusia.
- Ion hidrida (H⁻) — Atom hidrogen yang menerima satu elektron (konfigurasi seperti helium). Hanya stabil dalam hidrida logam; bereaksi dengan air melepaskan gas hidrogen.
- Ion fluorida (F⁻) — Anion halida terkecil. Fluorida menggantikan OH⁻ pada enamel gigi membentuk fluorapatit yang lebih tahan asam.
- Ion klorida (Cl⁻) — Atom klorin yang menerima satu elektron sehingga konfigurasinya sama dengan argon. Pasangan Na⁺ dan Cl⁻ menyusun kristal garam dapur.
- Ion bromida (Br⁻) — Anion halida yang lebih besar dan lebih mudah dioksidasi daripada klorida; klorin dapat mengoksidasinya menjadi bromin.
- Ion iodida (I⁻) — Anion halida terbesar yang paling mudah dioksidasi menjadi iodin. Tubuh memakai iodium untuk hormon tiroid.
- Ion oksida (O²⁻) — Anion oksigen bermuatan −2 yang hanya ada dalam kisi padatan, misalnya MgO dan CaO. Dalam air langsung bereaksi menjadi OH⁻, sehingga oksida logam bersifat basa.
- Ion sulfida (S²⁻) — Anion belerang bermuatan −2. Banyak bijih logam berupa sulfida yang sangat sukar larut.
- Ion nitrida (N³⁻) — Anion nitrogen bermuatan −3, ada pada nitrida ionik seperti Li₃N dan Mg₃N₂, yang bereaksi dengan air melepaskan amonia.
- Ion hidroksida (OH⁻) — Anion poliatom sederhana (O–H) yang membuat larutan bersifat basa. H⁺ + OH⁻ → H₂O adalah inti setiap reaksi penetralan.
- Ion peroksida (O₂²⁻) — Dua atom oksigen yang terikat tunggal dengan bilangan oksidasi −1 masing-masing. Sifatnya pengoksidasi dan mudah melepaskan oksigen.
- Ion nitrat (NO₃⁻) — Anion segitiga datar dengan tiga struktur resonansi. Hampir semua garam nitrat larut dalam air.
- Ion nitrit (NO₂⁻) — Anion berbentuk bengkok dengan nitrogen berbilangan oksidasi +3. Dapat bertindak sebagai oksidator maupun reduktor.
- Ion sulfat (SO₄²⁻) — Anion tetrahedral dengan belerang berbilangan oksidasi +6. Kebanyakan sulfat larut, kecuali sulfat Ba²⁺, Pb²⁺, dan sebagian Ca²⁺.
- Ion hidrogen sulfat (HSO₄⁻) — Hasil ionisasi tahap pertama asam sulfat. Masih dapat melepas satu H⁺ lagi (pKa sekitar 2), sehingga larutannya asam.
- Ion sulfit (SO₃²⁻) — Anion piramida trigonal dengan belerang +4. Mudah dioksidasi menjadi sulfat, sehingga dipakai sebagai antioksidan.
- Ion tiosulfat (S₂O₃²⁻) — Mirip sulfat, tetapi satu oksigen diganti belerang. Mereduksi iodin menjadi iodida, dasar titrasi iodometri.
- Ion karbonat (CO₃²⁻) — Anion segitiga datar dengan muatan tersebar merata oleh resonansi. Karbonat bereaksi dengan asam melepaskan CO₂.
- Ion hidrogen karbonat (HCO₃⁻) — Bersifat amfiprotik: dapat menerima atau melepas H⁺. Pasangan H₂CO₃/HCO₃⁻ adalah larutan penyangga utama darah.
- Ion fosfat (PO₄³⁻) — Anion tetrahedral bermuatan −3 dari asam fosfat. Fosfat menyusun tulang, DNA, dan ATP.
- Ion hidrogen fosfat (HPO₄²⁻) — Basa konjugat H₂PO₄⁻. Pasangan H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ (pKa sekitar 7,2) menyangga pH di dalam sel.
- Ion dihidrogen fosfat (H₂PO₄⁻) — Hasil ionisasi tahap pertama asam fosfat; dapat melepas atau menerima H⁺ lagi.
- Ion asetat (CH₃COO⁻) — Basa konjugat asam asetat. Muatan negatifnya tersebar pada dua atom oksigen oleh resonansi. Larutan natrium asetat sedikit basa.
- Ion oksalat (C₂O₄²⁻) — Anion dari asam oksalat yang mengikat Ca²⁺ menjadi kalsium oksalat yang sukar larut. Bertindak sebagai ligan bidentat dan reduktor.
- Ion sianida (CN⁻) — Anion berikatan rangkap tiga C≡N yang sangat beracun karena menghambat enzim sitokrom c oksidase pada respirasi sel. Ligan kuat bagi logam transisi.
- Ion tiosianat (SCN⁻) — Anion linear yang dengan Fe³⁺ membentuk kompleks merah darah; warna ini dipakai untuk mengamati pergeseran kesetimbangan.
- Ion permanganat (MnO₄⁻) — Anion ungu tua dengan mangan +7, oksidator kuat. Dalam asam direduksi menjadi Mn²⁺ yang hampir tak berwarna, sehingga menjadi indikator dirinya sendiri dalam titrasi.
- Ion kromat (CrO₄²⁻) — Anion kuning dengan kromium +6. Dalam asam berubah menjadi dikromat jingga (2CrO₄²⁻ + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + H₂O), contoh klasik asas Le Chatelier. Kromium(VI) bersifat karsinogenik.
- Ion dikromat (Cr₂O₇²⁻) — Anion jingga dengan kromium +6, oksidator kuat dalam asam. Tereduksi menjadi Cr³⁺ hijau, prinsip alat uji napas alkohol generasi lama.
- Ion hipoklorit (ClO⁻) — Anion dengan klorin +1 yang mengoksidasi zat warna dan membunuh kuman. Jangan dicampur dengan asam atau amonia karena melepaskan gas beracun.
- Ion klorat (ClO₃⁻) — Anion piramida trigonal dengan klorin +5; oksidator kuat yang melepaskan oksigen saat dipanaskan.
- Ion perklorat (ClO₄⁻) — Anion tetrahedral dengan klorin +7, bilangan oksidasi tertinggi klorin. Stabil dalam larutan tetapi menjadi oksidator kuat saat dipanaskan.
- Ion iodat (IO₃⁻) — Anion piramida trigonal dengan iodin +5. Lebih stabil daripada iodida di udara lembap, sehingga dipakai untuk fortifikasi garam.