Membongkar Rahasia Ikatan Ionik
Misi Atom: Aturan Oktet
Pernahkah kamu bertanya-tanya kenapa atom-atom di alam semesta ini suka banget "berpasangan" alias membentuk senyawa? Jawabannya sederhana: karena mereka ingin stabil.
Di dunia atom, kestabilan punya standar yang sangat jelas, yaitu memiliki 8 elektron di lapisan (kulit) terluarnya. Ini sering disebut sebagai Aturan Oktet (karena atom berusaha meniru gas mulia yang secara alami sudah stabil dengan 8 elektron).
Untuk melihat gimana mereka mencapai kestabilan, kita harus membedah isi atomnya dulu menggunakan konfigurasi elektron (susunan elektron). Angka nomor atom yang diberikan di soal (seperti $S=12$ dan $Q=9$) itu bukan cuma pajangan, melainkan menunjukkan total elektron yang dimiliki atom tersebut saat netral.
Menurut aturan Bohr, elektron menempati kulit-kulit dengan kapasitas tertentu:
Kulit pertama maksimal 2 elektron.
Kulit kedua maksimal 8 elektron.
Sisanya ditaruh di kulit berikutnya.
Mari kita lihat dua "aktor utama" kita:
Unsur S (12): Elektronnya tersusun menjadi 2, 8, 2. Kulit terluarnya punya 2 elektron.
Unsur Q (9): Elektronnya tersusun menjadi 2, 7. Kulit terluarnya punya 7 elektron.
Elektron di kulit paling luar ini disebut elektron valensi. Kamu bisa bayangin mereka sebagai "tangan" yang dipakai atom untuk berinteraksi dengan atom lain. Karena S hanya punya 2 tangan dan Q punya 7 tangan, keduanya sama-sama belum mencapai angka sakti 8 (oktet). Mereka merasa nggak nyaman dan harus cari cara buat mengubah jumlah elektron di kulit terluarnya!
Melepas vs Menerima Elektron
Atom itu sebenarnya cukup pemalas. Kalau mau mencapai kestabilan (8 elektron), mereka bakal milih jalur yang paling gampang dan hemat energi. Jalur ini cuma ada dua: membuang kelebihan elektron, atau menarik elektron dari atom lain.
Mari kita amati pilihan yang dimiliki oleh unsur S dan Q:
Nasib Unsur S (12): Susunannya 2, 8, 2. Untuk bisa dapat angka ujung 8, S punya dua opsi: membuang 2 elektron terluarnya, atau mencari 6 elektron tambahan dari luar. Mana yang lebih gampang? Tentu saja membuang 2 elektron! Nah, elektron itu sifatnya negatif. Kalau S membuang hal yang negatif, dia malah jadi positif. Karena yang dibuang ada 2, maka S berubah menjadi kation (ion positif) bermuatan $+2$, ditulis menjadi $S^{2+}$.
Nasib Unsur Q (9): Susunannya 2, 7. Opsi untuk mencapai angka ujung 8 adalah: buang 7 elektron, atau cukup terima 1 elektron lagi. Pastinya lebih gampang narik 1 elektron! Karena Q menambah hal yang negatif (elektron) ke dalam dirinya, muatannya ikutan negatif. Karena nambah 1, Q berubah menjadi anion (ion negatif) bermuatan $-1$, ditulis menjadi $Q^{-}$.
Sekarang kita punya kation $S^{2+}$ (butuh membuang 2 elektron) dan anion $Q^{-}$ (butuh 1 elektron). Mereka saling melengkapi!
Berdasarkan logika pelepasan elektron, jika unsur R memiliki nomor atom 11, apa yang akan terjadi agar R mencapai kestabilan oktet?
- Unsur R (11) akan menerima 7 elektron untuk menjadi R7-
- Unsur R (11) akan melepas 1 elektron terluarnya untuk menjadi R+
- Unsur R (11) tidak akan bereaksi karena sudah memiliki 1 elektron di kulit terluar
- Unsur R (11) akan membentuk ion R- dengan melepas elektron
Jawaban: Unsur R (11) akan melepas 1 elektron terluarnya untuk menjadi R+
Nomor atom 11 berarti konfigurasinya 2, 8, 1. Lebih mudah membuang 1 elektron valensi daripada mencari 7 elektron. Membuang 1 partikel negatif (elektron) akan membuat atom menjadi positif (+1).
Atom dengan 1-3 elektron valensi cenderung melepas elektron menjadi kation, sedangkan atom dengan 5-7 elektron valensi cenderung menerima elektron menjadi anion demi mencapai konfigurasi oktet.
Timbangan Keadilan Muatan
Kita sudah tahu S ingin membuang 2 elektron, sedangkan Q ingin menerima 1 elektron. Pertanyaannya: gimana caranya mereka bisa "deal" (berikatan) kalau jumlah yang diserahin dan yang diterima nggak imbang?
Senyawa ionik punya satu aturan emas yang nggak boleh dilanggar: Senyawa akhir harus netral secara muatan. Artinya, total muatan positif dan total muatan negatif harus tepat saling menghilangkan hingga jumlahnya sama dengan 0. Ibarat timbangan keadilan, sisi kiri dan sisi kanan harus seimbang sempurna.
Kalau cuma ada satu atom S dan satu atom Q, S bakal ngasih 1 elektronnya ke Q. Tapi tunggu dulu, S masih punya 1 elektron sisa yang ngegantung dan nggak tahu mau dikasih ke mana! Ini nggak boleh terjadi; atom S nggak akan puas kalau belum membuang semua elektron valensinya (karena kulitnya belum berakhiran 8).
Satu-satunya jalan keluar adalah: atom S memanggil dua atom Q.
Elektron pertama dari S diberikan ke atom Q yang pertama.
Elektron kedua dari S diberikan ke atom Q yang kedua.
Sekarang semuanya bahagia. Atom S berhasil membuang 2 elektronnya, dan kedua atom Q masing-masing berhasil mendapatkan 1 elektron yang mereka butuhkan. Secara matematis, kita bisa melihat netralitas ini lewat penjumlahan muatan:
Karena kita membutuhkan satu atom S dan dua atom Q, maka rumus senyawanya ditulis sebagai $SQ_2$. Angka $2$ di bawah kanan $Q$ (subskrip) menunjukkan ada dua atom Q yang mengapit satu atom S.