Ilustrasi sederhana: Molekul terbentuk dari atom yang berikatan, dan ion terbentuk ketika atom kehilangan atau mendapatkan elektron.
Kimia adalah ilmu yang mempelajari materi dan perubahan yang dialaminya. Di tingkat fundamental, materi tersusun dari atom-atom yang saling berinteraksi. Interaksi inilah yang melahirkan dua entitas kimia krusial: molekul dan ion. Memahami perbedaan dan cara mereka terbentuk adalah kunci untuk menguraikan sifat fisik dan kimia hampir semua zat di sekitar kita, mulai dari air yang kita minum hingga garam dapur yang kita konsumsi.
Secara umum, atom cenderung tidak stabil dalam keadaan tunggal (kecuali gas mulia). Untuk mencapai kestabilan, atom berusaha memenuhi aturan oktet, yaitu memiliki delapan elektron pada kulit valensi terluarnya. Upaya mencapai konfigurasi elektron yang stabil inilah yang mendorong pembentukan ikatan kimia, yang pada akhirnya menghasilkan molekul atau ion.
Molekul adalah kelompok dua atau lebih atom yang terikat bersama oleh ikatan kimia kovalen. Ikatan kovalen terbentuk ketika atom-atom saling berbagi pasangan elektron. Pembagian elektron ini memungkinkan setiap atom dalam molekul mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil. Molekul dapat terdiri dari atom yang sama (misalnya, gas oksigen, O2) atau atom yang berbeda (misalnya, air, H2O).
Sifat-sifat suatu zat sangat bergantung pada struktur molekulnya. Misalnya, molekul air (H2O) memiliki bentuk bengkok (sudut) karena adanya pasangan elektron bebas pada atom oksigen, menyebabkan molekul ini bersifat polar. Polaritas ini bertanggung jawab atas banyak sifat unik air, seperti titik didih yang relatif tinggi dan kemampuannya sebagai pelarut universal. Molekul yang terbentuk dari atom non-logam cenderung membentuk struktur kovalen. Skala molekul bervariasi, mulai dari molekul diatomik sederhana seperti nitrogen (N2) hingga molekul makro yang sangat besar seperti protein dan DNA.
Berbeda dengan molekul yang berbagi elektron, ion terbentuk melalui proses serah terima elektron, biasanya terjadi antara atom logam dan atom non-logam, membentuk ikatan ionik. Ion adalah atom atau sekelompok atom yang memiliki muatan listrik bersih karena kehilangan atau memperoleh satu atau lebih elektron.
Atom yang kehilangan elektron akan menjadi ion bermuatan positif, yang disebut kation. Misalnya, natrium (Na) melepaskan satu elektron untuk menjadi ion natrium (Na+) dengan konfigurasi elektron yang stabil. Sebaliknya, atom yang menerima elektron akan menjadi ion bermuatan negatif, disebut anion. Klorin (Cl), misalnya, menerima satu elektron untuk membentuk ion klorida (Cl-).
Kation dan anion yang berlawanan muatan akan saling tarik-menarik kuat melalui gaya elektrostatis, membentuk senyawa ionik. Senyawa ionik, seperti natrium klorida (NaCl) atau garam dapur, tersusun atas kisi kristal ion-ion yang tersusun secara teratur. Senyawa ionik umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi karena kuatnya gaya tarik antarion. Selain itu, senyawa ionik dalam bentuk leburan atau larutan air mampu menghantarkan listrik karena adanya ion bebas yang bergerak.
Perbedaan mendasar antara molekul dan ion terletak pada cara atom-atomnya terikat dan apakah entitas tersebut membawa muatan listrik bersih. Molekul terbentuk melalui berbagi elektron (ikatan kovalen) dan secara keseluruhan bersifat netral. Sementara itu, ion terbentuk melalui transfer elektron (ikatan ionik) dan selalu memiliki muatan positif atau negatif.
Namun, molekul dan ion sering kali saling terkait. Banyak molekul yang dapat mengalami ionisasi ketika dilarutkan dalam air. Contoh paling umum adalah asam, seperti asam klorida (HCl). Dalam bentuk murni, HCl adalah molekul kovalen. Tetapi ketika dilarutkan dalam air, molekul HCl dapat terurai (terionisasi) menjadi ion hidrogen (H+) dan ion klorida (Cl-). Proses ionisasi ini sangat penting dalam studi larutan asam-basa.
Kesimpulannya, pemahaman tentang bagaimana atom berinteraksi—apakah dengan berbagi elektron untuk membentuk molekul yang stabil atau dengan mentransfer elektron untuk menciptakan ion bermuatan—adalah fondasi bagi seluruh disiplin kimia. Kedua konsep ini menjelaskan mengapa materi berperilaku seperti yang kita amati dalam kehidupan sehari-hari.