Pengantar Jari-Jari Ion
Selamat datang di kumpulan soal kimia mengenai jari-jari ion! Jari-jari ion adalah salah satu konsep fundamental dalam kimia yang menjelaskan ukuran relatif ion, baik kation maupun anion. Pemahaman tentang jari-jari ion sangat penting untuk memprediksi sifat-sifat senyawa ionik, seperti energi kisi dan kelarutan. Artikel ini dirancang untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda melalui berbagai jenis soal, mulai dari pilihan ganda, esai, uraian, hingga mencocokkan. Mari kita mulai!
Soal-Soal Kimia Jari-Jari Ion
A. Soal Pilihan Ganda (20 Soal)
- Manakah pernyataan yang benar mengenai jari-jari kation dibandingkan dengan atom netralnya?
A. Jari-jari kation lebih besar dari atom netralnya.
B. Jari-jari kation lebih kecil dari atom netralnya.
C. Jari-jari kation sama dengan atom netralnya.
D. Tidak ada hubungan yang pasti. - Manakah pernyataan yang benar mengenai jari-jari anion dibandingkan dengan atom netralnya?
A. Jari-jari anion lebih besar dari atom netralnya.
B. Jari-jari anion lebih kecil dari atom netralnya.
C. Jari-jari anion sama dengan atom netralnya.
D. Tidak ada hubungan yang pasti. - Urutkan ion-ion berikut dari yang terkecil hingga terbesar: Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺.
A. Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺
B. Mg²⁺ < Na⁺ < Al³⁺
C. Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺
D. Al³⁺ < Na⁺ < Mg²⁺ - Urutkan ion-ion berikut dari yang terkecil hingga terbesar: O²⁻, F⁻, N³⁻.
A. N³⁻ < O²⁻ < F⁻
B. F⁻ < O²⁻ < N³⁻
C. O²⁻ < F⁻ < N³⁻
D. F⁻ < N³⁻ < O²⁻ - Ion-ion berikut merupakan isoelektronik (memiliki jumlah elektron yang sama): N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺. Urutan jari-jari ion dari yang terkecil adalah…
A. N³⁻ < O²⁻ < F⁻ < Na⁺ < Mg²⁺
B. Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻ < N³⁻
C. F⁻ < Na⁺ < Mg²⁺ < O²⁻ < N³⁻
D. Mg²⁺ < Na⁺ < O²⁻ < F⁻ < N³⁻ - Faktor utama yang menyebabkan jari-jari kation lebih kecil dari atom netralnya adalah…
A. Penambahan elektron.
B. Pengurangan elektron, yang meningkatkan tarik-menarik inti terhadap elektron tersisa.
C. Penurunan muatan inti efektif.
D. Peningkatan jumlah kulit elektron. - Faktor utama yang menyebabkan jari-jari anion lebih besar dari atom netralnya adalah…
A. Pengurangan elektron.
B. Penambahan elektron, yang meningkatkan tolakan antar elektron.
C. Peningkatan muatan inti efektif.
D. Penurunan jumlah kulit elektron. - Manakah dari pasangan berikut yang memiliki ion dengan jari-jari lebih besar?
A. K⁺ atau Ca²⁺
B. Cl⁻ atau Ar
C. Li⁺ atau Na⁺
D. S²⁻ atau Cl⁻ - Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, jari-jari kation cenderung…
A. Bertambah besar.
B. Bertambah kecil.
C. Tetap.
D. Tidak dapat diprediksi. - Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari anion cenderung…
A. Bertambah besar.
B. Bertambah kecil.
C. Tetap.
D. Tidak dapat diprediksi. - Ion manakah yang memiliki jari-jari paling besar di antara K⁺, Rb⁺, dan Cs⁺?
A. K⁺
B. Rb⁺
C. Cs⁺
D. Ketiganya sama. - Ion manakah yang memiliki jari-jari paling kecil di antara F⁻, Cl⁻, dan Br⁻?
A. F⁻
B. Cl⁻
C. Br⁻
D. Ketiganya sama. - Mengapa ion Na⁺ lebih kecil dari ion F⁻ meskipun keduanya isoelektronik dengan Ne?
A. Na⁺ memiliki jumlah kulit elektron yang lebih sedikit.
B. F⁻ memiliki muatan inti yang lebih besar.
C. Na⁺ memiliki muatan inti yang lebih besar, menarik elektron lebih kuat.
D. F⁻ memiliki tolakan antar elektron yang lebih kecil. - Jika sebuah atom kehilangan dua elektron untuk membentuk ion X²⁺, bagaimana perbandingan jari-jari atom X dengan ion X²⁺?
A. Jari-jari X > Jari-jari X²⁺
B. Jari-jari X < Jari-jari X²⁺
C. Jari-jari X = Jari-jari X²⁺
D. Tidak dapat dibandingkan. - Jika sebuah atom menerima tiga elektron untuk membentuk ion Y³⁻, bagaimana perbandingan jari-jari atom Y dengan ion Y³⁻?
A. Jari-jari Y > Jari-jari Y³⁻
B. Jari-jari Y < Jari-jari Y³⁻
C. Jari-jari Y = Jari-jari Y³⁻
D. Tidak dapat dibandingkan. - Ion manakah yang memiliki jari-jari paling besar di antara ion-ion isoelektronik berikut: P³⁻, S²⁻, Cl⁻?
A. P³⁻
B. S²⁻
C. Cl⁻
D. Ketiganya sama. - Ion manakah yang memiliki jari-jari paling kecil di antara ion-ion isoelektronik berikut: Ca²⁺, K⁺, Cl⁻?
A. Ca²⁺
B. K⁺
C. Cl⁻
D. Ketiganya sama. - Mengapa jari-jari ion O²⁻ lebih besar dari F⁻?
A. O²⁻ memiliki muatan inti yang lebih besar.
B. F⁻ memiliki jumlah elektron yang lebih banyak.
C. O²⁻ memiliki muatan inti yang lebih kecil, sehingga tarikan terhadap elektron lebih lemah.
D. F⁻ memiliki tolakan antar elektron yang lebih besar. - Manakah ion berikut yang memiliki jari-jari paling kecil di antara Li⁺, Be²⁺, B³⁺, C⁴⁺?
A. Li⁺
B. Be²⁺
C. B³⁺
D. C⁴⁺ - Manakah ion berikut yang memiliki jari-jari paling besar di antara N³⁻, P³⁻, As³⁻, Sb³⁻?
A. N³⁻
B. P³⁻
C. As³⁻
D. Sb³⁻
B. Soal Isi Singkat (5 Soal)
- Definisikan apa yang dimaksud dengan jari-jari ion.
- Sebutkan dua faktor utama yang memengaruhi ukuran jari-jari ion.
- Bagaimana perbandingan jari-jari atom K dengan ion K⁺?
- Bagaimana perbandingan jari-jari atom Br dengan ion Br⁻?
- Apa yang dimaksud dengan deret isoelektronik dalam konteks jari-jari ion?
C. Soal Uraian (5 Soal)
- Jelaskan mengapa jari-jari kation selalu lebih kecil daripada atom netralnya, dan berikan contohnya.
- Jelaskan mengapa jari-jari anion selalu lebih besar daripada atom netralnya, dan berikan contohnya.
- Urutkan ion-ion berikut dari jari-jari terkecil hingga terbesar: N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺, dan jelaskan alasannya secara rinci.
- Bagaimana tren jari-jari ion dalam satu periode (dari kiri ke kanan) dan dalam satu golongan (dari atas ke bawah)? Jelaskan faktor-faktor yang mendasari tren tersebut.
- Bandingkan jari-jari ion K⁺, Ca²⁺, dan Cl⁻. Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan ukurannya.
D. Soal Mencocokkan (2 Pasang)
Cocokkan pernyataan di Kolom A dengan deskripsi yang tepat di Kolom B.
| Kolom A | Kolom B |
|---|---|
| 1. Kation | a. Jari-jari lebih besar dari atom netralnya |
| 2. Anion | b. Jari-jari lebih kecil dari atom netralnya |
Kunci Jawaban dan Pembahasan
A. Kunci Jawaban Pilihan Ganda
- B. Jari-jari kation lebih kecil dari atom netralnya.
Pembahasan: Kation terbentuk dari pelepasan elektron, menyebabkan sisa elektron tertarik lebih kuat oleh inti dan jumlah kulit elektron bisa berkurang. - A. Jari-jari anion lebih besar dari atom netralnya.
Pembahasan: Anion terbentuk dari penambahan elektron, meningkatkan tolakan antar elektron dan memperluas awan elektron. - C. Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺
Pembahasan: Ketiganya isoelektronik dengan Ne (10 elektron). Semakin besar muatan inti positif (Al³⁺ memiliki 13 proton, Mg²⁺ 12, Na⁺ 11), semakin kuat tarikan terhadap elektron, sehingga jari-jari semakin kecil. - B. F⁻ < O²⁻ < N³⁻
Pembahasan: Ketiganya isoelektronik dengan Ne (10 elektron). Semakin kecil muatan inti (F⁻ memiliki 9 proton, O²⁻ 8, N³⁻ 7), semakin lemah tarikan terhadap elektron dan semakin besar tolakan antar elektron, sehingga jari-jari semakin besar. - B. Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻ < N³⁻
Pembahasan: Semua ion ini isoelektronik dengan Ne (10 elektron). Jari-jari ion mengecil seiring peningkatan muatan inti positif dan membesar seiring peningkatan muatan inti negatif. - B. Pengurangan elektron, yang meningkatkan tarik-menarik inti terhadap elektron tersisa.
Pembahasan: Muatan inti tetap sama, tetapi jumlah elektron berkurang, sehingga tarikan per elektron lebih kuat. - B. Penambahan elektron, yang meningkatkan tolakan antar elektron.
Pembahasan: Penambahan elektron meningkatkan tolakan antar elektron valensi, menyebabkan awan elektron mengembang. - D. S²⁻ atau Cl⁻
Pembahasan: S²⁻ lebih besar dari Cl⁻ karena keduanya isoelektronik dengan Ar, tetapi S²⁻ memiliki muatan inti yang lebih kecil (16 proton) sehingga tarikan lebih lemah dibandingkan Cl⁻ (17 proton). - B. Bertambah kecil.
Pembahasan: Dalam satu periode, muatan inti efektif bertambah dari kiri ke kanan, menarik elektron lebih kuat. - A. Bertambah besar.
Pembahasan: Dalam satu golongan, jumlah kulit elektron bertambah dari atas ke bawah, menyebabkan jari-jari ion bertambah. - C. Cs⁺
Pembahasan: Dalam satu golongan alkali (Golongan 1), jari-jari ion bertambah dari atas ke bawah karena penambahan kulit elektron. - A. F⁻
Pembahasan: Dalam satu golongan halogen (Golongan 17), jari-jari ion berkurang dari bawah ke atas karena pengurangan kulit elektron. - C. Na⁺ memiliki muatan inti yang lebih besar, menarik elektron lebih kuat.
Pembahasan: Na⁺ memiliki 11 proton dan 10 elektron, sedangkan F⁻ memiliki 9 proton dan 10 elektron. Dengan jumlah elektron yang sama, inti Na⁺ yang lebih positif menarik elektron lebih kuat. - A. Jari-jari X > Jari-jari X²⁺
Pembahasan: Pelepasan elektron menyebabkan jari-jari kation lebih kecil dari atom netralnya. - B. Jari-jari Y < Jari-jari Y³⁻
Pembahasan: Penambahan elektron menyebabkan jari-jari anion lebih besar dari atom netralnya. - A. P³⁻
Pembahasan: Ketiganya isoelektronik dengan Ar (18 elektron). P³⁻ memiliki muatan inti terkecil (15 proton) di antara ketiganya, sehingga tarikan terhadap elektron paling lemah. - A. Ca²⁺
Pembahasan: Ketiganya isoelektronik dengan Ar (18 elektron). Ca²⁺ memiliki muatan inti terbesar (20 proton) di antara ketiganya, sehingga tarikan terhadap elektron paling kuat. - C. O²⁻ memiliki muatan inti yang lebih kecil, sehingga tarikan terhadap elektron lebih lemah.
Pembahasan: O²⁻ memiliki 8 proton dan 10 elektron, sedangkan F⁻ memiliki 9 proton dan 10 elektron. Dengan jumlah elektron yang sama, inti O²⁻ yang kurang positif menarik elektron lebih lemah. - D. C⁴⁺
Pembahasan: Semua ion ini dapat dianggap isoelektronik dengan He (2 elektron). Dalam deret isoelektronik, semakin besar muatan positif, semakin kuat tarikan inti terhadap elektron, sehingga jari-jari semakin kecil. Oleh karena itu, C⁴⁺ (6 proton) memiliki jari-jari terkecil. - D. Sb³⁻
Pembahasan: Dalam satu golongan (Golongan 15), jari-jari ion bertambah dari atas ke bawah karena penambahan kulit elektron.
B. Kunci Jawaban Isi Singkat
- Jari-jari ion adalah jarak dari pusat inti atom hingga batas terluar awan elektron ion tersebut.
- Muatan inti efektif dan jumlah kulit elektron.
- Jari-jari atom K lebih besar dari jari-jari ion K⁺.
- Jari-jari atom Br lebih kecil dari jari-jari ion Br⁻.
- Deret isoelektronik adalah sekumpulan atom atau ion yang memiliki jumlah elektron yang sama.
C. Kunci Jawaban Uraian
- Jelaskan mengapa jari-jari kation selalu lebih kecil daripada atom netralnya, dan berikan contohnya.
Kation terbentuk ketika atom netral kehilangan satu atau lebih elektron. Ketika elektron dilepaskan, muatan inti atom tetap sama, tetapi jumlah elektron berkurang. Ini berarti sisa elektron akan ditarik lebih kuat oleh inti atom karena rasio muatan inti terhadap jumlah elektron meningkat. Selain itu, terkadang pelepasan elektron dapat mengakibatkan hilangnya satu kulit elektron terluar sepenuhnya, yang secara signifikan mengurangi ukuran ion. Contoh: Jari-jari atom natrium (Na) lebih besar daripada jari-jari ion natrium (Na⁺). - Jelaskan mengapa jari-jari anion selalu lebih besar daripada atom netralnya, dan berikan contohnya.
Anion terbentuk ketika atom netral menerima satu atau lebih elektron. Penambahan elektron ke dalam kulit valensi yang sudah ada akan meningkatkan tolakan antar elektron (tolakan elektron-elektron). Peningkatan tolakan ini menyebabkan awan elektron mengembang dan jarak elektron terluar dari inti bertambah, sehingga jari-jari anion menjadi lebih besar dari atom netralnya. Muatan inti tetap sama, tetapi tolakan antar elektron meningkat. Contoh: Jari-jari atom klorin (Cl) lebih kecil daripada jari-jari ion klorida (Cl⁻). - Urutkan ion-ion berikut dari jari-jari terkecil hingga terbesar: N³⁻, O²⁻, F⁻, Na⁺, Mg²⁺, dan jelaskan alasannya secara rinci.
Semua ion ini adalah isoelektronik, artinya mereka memiliki jumlah elektron yang sama (10 elektron, konfigurasi seperti Ne). Dalam deret isoelektronik, ukuran ion ditentukan oleh muatan inti atom (jumlah proton).- Mg²⁺: 12 proton, 10 elektron
- Na⁺: 11 proton, 10 elektron
- F⁻: 9 proton, 10 elektron
- O²⁻: 8 proton, 10 elektron
- N³⁻: 7 proton, 10 elektron
Semakin besar muatan inti positif, semakin kuat tarikan inti terhadap elektron, sehingga jari-jari ion akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil muatan inti (atau semakin besar muatan negatif), semakin lemah tarikan inti terhadap elektron dan semakin besar tolakan antar elektron, menghasilkan jari-jari ion yang lebih besar.
Urutan jari-jari dari terkecil hingga terbesar adalah: Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻ < N³⁻. - Bagaimana tren jari-jari ion dalam satu periode (dari kiri ke kanan) dan dalam satu golongan (dari atas ke bawah)? Jelaskan faktor-faktor yang mendasari tren tersebut.
- Dalam satu periode (dari kiri ke kanan): Jari-jari ion (baik kation maupun anion) cenderung bertambah kecil.
Alasan: Dalam satu periode, jumlah kulit elektron tetap sama. Namun, muatan inti efektif (jumlah proton) bertambah dari kiri ke kanan. Peningkatan muatan inti ini menarik elektron-elektron terluar dengan gaya yang lebih kuat, menyebabkan awan elektron menyusut dan jari-jari ion berkurang. - Dalam satu golongan (dari atas ke bawah): Jari-jari ion (baik kation maupun anion) cenderung bertambah besar.
Alasan: Dalam satu golongan, jumlah kulit elektron bertambah seiring dengan bertambahnya nomor atom dari atas ke bawah. Setiap penambahan kulit elektron berarti elektron terluar berada pada jarak yang lebih jauh dari inti, sehingga jari-jari ion secara keseluruhan meningkat, meskipun muatan inti juga bertambah. Efek penambahan kulit lebih dominan daripada peningkatan muatan inti.
- Dalam satu periode (dari kiri ke kanan): Jari-jari ion (baik kation maupun anion) cenderung bertambah kecil.
- Bandingkan jari-jari ion K⁺, Ca²⁺, dan Cl⁻. Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan ukurannya.
- K⁺: Z=19, 18 elektron (isoelektronik dengan Ar)
- Ca²⁺: Z=20, 18 elektron (isoelektronik dengan Ar)
- Cl⁻: Z=17, 18 elektron (isoelektronik dengan Ar)
Ketiga ion ini adalah isoelektronik, artinya mereka memiliki jumlah elektron yang sama (18 elektron, konfigurasi seperti Ar). Oleh karena itu, faktor utama yang memengaruhi jari-jari adalah muatan inti (jumlah proton).
- Cl⁻ memiliki 17 proton.
- K⁺ memiliki 19 proton.
- Ca²⁺ memiliki 20 proton.
Semakin besar muatan inti positif, semakin kuat tarikan inti terhadap 18 elektron, sehingga jari-jari ion akan semakin kecil. Sebaliknya, Cl⁻ dengan muatan inti terkecil (17 proton) akan memiliki tarikan paling lemah terhadap elektron, ditambah lagi dengan efek tolakan antar elektron dari muatan negatifnya, menjadikannya ion terbesar.
Urutan jari-jari dari terkecil hingga terbesar adalah: Ca²⁺ < K⁺ < Cl⁻.
D. Kunci Jawaban Mencocokkan
Berikut adalah pasangan yang benar:
- 1. Kation → b. Jari-jari lebih kecil dari atom netralnya.
- 2. Anion → a. Jari-jari lebih besar dari atom netralnya.