Ikatan Kimia dapat disebut
sebagai gaya yang mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam
setiap senyawa. Konsep ini pertama kali dikemukakan pada tahun
1916 oleh Gilbert Newton Lewis (1875-1946)
dari Amerika danAlbrecht Kossel
(1853-1927) dari Jerman (Martin S. Silberberg,
2000).
Konsep tersebut adalah :
1. Kenyataan bahwa gas-gas
mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) sukar membentuk senyawa
merupakan bukti bahwa gas-gas mulia memiliki susunan elektron yang
stabil.
2. Setiap atom mempunyai
kecenderungan untuk memiliki susunan elektron yang stabil seperti
gas mulia. Caranya dengan melepaskan elektron atau menangkap
elektron.
3. Untuk memperoleh
susunan elektron yang stabil hanya dapat dicapai dengan cara berikatan dengan
atom lain, yaitu dengan cara melepaskan elektron, menangkap elektron, maupun
pemakaian elektron secara bersama-sama.
2.1 Konfigurasi Elektron
Gas Mulia
Dibandingkan dengan unsur-unsur lain, unsur gas
mulia merupakan unsure yang paling stabil. Kestabilan ini disebabkan karena
susunan elektronnya berjumlah 8 elektron di kulit terluar, kecuali helium
(mempunyai konfigurasi elektron penuh).
Hal ini dikenal dengan konfigurasi
oktet, kecuali helium dengan konfigurasi duplet .
Gas mulia mempunyai elektron pada kulit terluar
dua untuk He dan delapan untuk Ne, Ar, Kr, XE. Dan Rn .
2He =
2
ev
= 2
10Ne = 2 .
8
ev = 8
18Ar = 2 . 8 .
8
ev
= 8
36Kr = 2 . 8 .
18 .
8
ev = 8
54Xe = 2 .
8 . 18 . 18 .
8
ev
= 8
86Rn = 2 .
8 . 18 . 32 . 18 .
8
ev = 8
Unsur-unsur lain dapat
mencapai konfigurasi oktet dengan membentuk ikatan agar dapat menyamakan
konfigurasi elektronnya dengan konfigurasi elektron gas mulia terdekat.
Kecenderungan ini disebut aturan oktet. Konfigurasi oktet
(konfigurasi stabil gas mulia) dapat dicapai dengan melepas, menangkap, atau
memasangkan elektron. Dalam mempelajari materi ikatan kimia ini, kita juga
perlu memahami terlebih dahulu tentang lambang Lewis. Lambang Lewis adalah
lambang atom disertai elektron valensinya. Elektron dalam lambang Lewis dapat
dinyatakan dalam titik atau silang kecil (James E. Brady, 1990) .
Pengecualian Aturan Oktet
Pengecualian aturan oktet
dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut :
1. Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet.
Senyawa yang atom pusatnya mempunyai elektron
valensi kurang dari 4 termasuk dalam kelompok ini. Hal ini menyebabkan
setelah semua elektron valensinya dipasangkan tetap belum mencapai oktet.
Contohnya adalah BeCl2, BCl3, dan AlBr3.(atom B belum oktet) .
2. Senyawa dengan jumlah elektron valensi
ganjil.
Contohnya adalah NO2, yang
mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) =17.
3. Senyawa yang melampaui aturan oktet.
Ini terjadi pada unsur-unsur periode 3 atau
lebih yang dapat menampung lebih dari 8 elektron pada kulit
terluarnya (ingat, kulit M dapat menampung hingga 18 elektron). Beberapa
contoh adalah PCl5, SF6, ClF3, IF7, dan SbCl5. Perhatikan rumus
Lewis dari PCl5, SF6, dan ClF3 berikut ini. PCl5 SF6 ClF3 .
Kegagalan Aturan
Oktet
Aturan oktet gagal
meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur transisi maupun postransisi. Unsur
postransisiadalah unsur logam setelah unsur transisi, misalnya Ga, Sn, dan
Bi. Sn mempunyai 4 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan
tingkat oksidasi +2. Begitu juga Bi yang mempunyai 5 elektron valensi, tetapi
senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1 dan +3. Pada umumnya, unsur
transisi maupun unsur postransisi tidak memenuhi aturan oktet .
IKATAN ION
Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi
akibat perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain (James E. Brady, 1990).
Ikatan ion terbentuk antara atom yang melepaskan elektron (logam) dengan atom
yang menangkap elektron (bukan logam). Atom logam, setelah melepaskan
elektron berubah menjadi ion positif. Sedangkan atom
bukan logam, setelah menerima elektron berubah
menjadi ion negatif. Antara ion-ion yang berlawanan
muatan ini terjadi tarik-menarik (gaya elektrostastis) yang disebut ikatan
ion (ikatan elektrovalen). Ikatan ion merupakan ikatan yang relatif
kuat. Pada suhu kamar, semua senyawa ion berupa zat padat kristal dengan
struktur tertentu .
Senyawa ion dapat diketahui dari beberapa
sifatnya, antara lain:
1. Merupakan
zat padat dengan titik leleh dan titik didih yang relatif tinggi.
Sebagai contoh, NaCl meleleh pada 801 °C .
2.
Rapuh, sehingga hancur jika dipukul .
3.
Lelehannya menghantarkan listrik .
4.
Larutannya dalam air dapat menghantarkan listrik
. ion Cl–
Contoh lain pembentukan ikatan ion sebagai
berikut :
a. Pembentukan
MgCl2
Mg (Z = 12) dan Cl (Z
= 17) mempunyai konfigurasi elektron sebagai berikut :
- Mg : 2, 8, 2
- Cl : 2, 8, 7
Mg dapat mencapai
konfigurasi gas mulia dengan melepas 2 elektron,
sedangkan Cl dengan
menangkap 1 elektron. Atom Mg berubah menjadi ion .
Mg2+, sedangkan atom Cl
menjadi ion Cl–.
Mg2+ (2, 8) + 2 e– -Mg (2, 8, 2) →
(konfigurasi elektron ion
Mg2+ sama dengan neon)
Cl– (2, 8, 8) - Cl (2, 8, 7) + e– →
(konfigurasi elektron ion
Cl– sama dengan argon)
Ion Mg2+ dan ion Cl–
kemudian bergabung membentuk senyawa dengan rumus
MgCl2.
Dengan menggunakan lambang
Lewis, pembentukan MgCl2 dapat digambarkan
sebagai berikut :
b. Ikatan
antara atom 12Mg dan 8O dalam MgO
Konfigurasi elektron Mg dan
O adalah :
Mg : 2, 8, 2 (melepas 2
elektron)
O : 2, 6 (menangkap 2
elektron)
Atom O akan memasangkan 2
elektron, sedangkan atom Mg juga akan
memasangkan 2 elektron .
IKATAN KOVALEN
Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat
pemakaian pasangan electron secara bersama-sama oleh dua atom (James E. Brady,
1990). Ikatan kovalen terbentuk di antara dua atom yang sama-sama ingin
menangkap elektron (sesama atom bukan logam).
Cara atom-atom saling mengikat dalam suatu
molekul dinyatakan oleh rumus bangun atau rumus struktur. Rumus struktur
diperoleh dari rumus Lewis dengan mengganti setiap pasangan elektron ikatan
dengan sepotong garis. Misalnya, rumus bangun H2 adalah H – H .
Contoh:
Ikatan antara atom H dan atom Cl dalam HCl
Konfigurasi elektron H dan Cl adalah :
H : 1 (memerlukan 1 elektron)
Cl : 2, 8, 7 (memerlukan 1 elektron)
Masing-masing atom H dan Cl memerlukan 1
elektron, jadi 1 atom H akan berpasangan dengan 1 atom Cl .
Lambang Lewis ikatan H dengan Cl dalam HCl
Rumus Lewis Rumus bangun Rumus molekul
b . Ikatan antara atom H dan atom O dalam H2O
Konfigurasi elektron H dan O adalah: H : 1
(memerlukan 1 elektron). O : 2, 6 (memerlukan 2 elektron) .
Atom O harus memasangkan 2 elektron, sedangkan
atom H hanya memasangkan 1 elektron. Oleh karena itu, 1 atom O berikatan
dengan 2 atom H .
Macam-macam ikatan
kovalen :
1. Berdasarkan
jumlah PEI-nya ikatan kovalen dibagi 3 :
a. Ikatan
kovalen tunggal
Ikatan kovalen tunggal terjadi pada senyawa
seperti berikut :
a) Pembentukan
molekul H2 dari atom-atom H mempunyai 1 elektron. Unsur 1H
terletak pada periode 1, maka atom H stabil, jika electron valiensinya 2
(seperti He). Jadi atom H yang satu dengan yang lain saling meminjamkan
elektronnya membentuk molekul H2.
b) Pembentukan
molekul Cl2. Atom 17Cl memiliki jumlah electron pada
setiap kulit atomnya adalah 2 . 8 . 7. Agar mempunyai susunan electron seperti
sususnan electron gas mulia, maka Cl yang mempunyai 7 elektron valiensi perlu 1
elektron lagi
c) Pembentukan
molekul HCL. Atom 17Cl mempunyai konfigurasi electron 2 . 8 .
7. Berarti, baik atom H maupun atom Cl memerlukan 1 elektron lagi untuk
mencapai susunan electron stabil .
b. Ikatan kovalen rangkap dua
Ikatan kovalen rangkap 2 yaitu ikatan kovalen
yang
memiliki 2 pasang PEI (pasangan electron
ikatan) .
Contoh: O2, CO2 (konfigurasi elektron O = 2,
6; C = 2, 4) .
c. Ikatan kovalen rangkap tiga
Ikatan kovalen rangkap 3 yaitu ikatan kovalen
yang
memiliki 3 pasang PEI.
Contoh: N2 (Konfigurasi elektron N = 2, 5) .
d. Ikatan
Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen di
mana pasangan electron yang dipakai bersama hanya disumbangkan oleh satu atom,
sedangkan atom yang satu lagi tidak menyumbangkan elektron. Ikatan kovalen
koordinasi hanya dapat terjadi jika salah satu atom
mempunyai pasangan elektron bebas (PEB) .
Contoh:
Atom N pada molekul amonia, NH3, mempunyai satu
PEB. Oleh karena itu molekul NH3 dapat mengikat ion H+ melalui ikatan kovalen
koordinasi, sehingga menghasilkan ion amonium, NH4+ . Dalam ion NH4+ terkandung
empat ikatan, yaitu tiga ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi .
Ikatan
kovalen polar
0 . = hasil kali jumlah
muatan dengan jaraknya) ≠ ìIkatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEInya cenderung
tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Kepolaran suatu ikatan kovalen
ditentukan oleh keelektronegatifan suatu unsur. Senyawa kovalen polar biasanya
terjadi antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar, mempunyai
bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol
Contoh:
1) HF
H – F
Keelektronegatifan 2,1; 4,0
Beda keelektronegatifan = 4,0 – 2,1 = 1,9
r = 1,91 Debye (a) ×= q ì r –q +q
Ikatan
kovalen nonpolar
Ikatan kovalen nonpolar yaitu ikatan kovalen
yang PEInya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Senyawa
kovalen nonpolar terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda
keelektronegatifan nol atau mempunyai momen dipol = 0 (nol) atau mempunyai
bentuk molekul simetri .
Contoh:
1) H2
H – H
Keelektronegatifan H = 2,1
maka,
= 0 ì Beda keelektronegatifan H2 = 0
Bentuk molekul simetri
2) CH4
H
H
H C H
Sifat-sifat senyawa kovalen
sebagai berikut :
a. Pada suhu
kamar umumnya berupa gas (misal H2, O2, N2, Cl2, CO2), cair
(misalnya: H2O dan HCl), ataupun berupa padatan.
b. Titik didih dan
titik lelehnya rendah, karena gaya tarik-menarik
antarmolekulnya lemah meskipun ikatan
antaratomnya kuat.
b. Larut dalam
pelarut nonpolar dan beberapa di antaranya dapat
berinteraksi dengan pelarut polar.
d. Larutannya dalam
air ada yang menghantar arus listrik (misal HCl) tetapi
sebagian besar tidak dapat menghantarkan arus
listrik, baik padatan, leburan, atau larutannya. Anda dapat memprediksi ikatan
kimia apabila mengetahui konfigurasi elektron dari atom unsur tersebut
(elektron valensinya). Dari situ akan diketahui jumlah kekurangan
elektron masing-masing unsur untuk mencapai kaidah oktet dan dupet
(kestabilan struktur seperti struktur elektron gas mulia). Jarak antara dua
inti atom yang berikatan disebut panjang ikatan. Sedangkan
energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan disebut energyikatan.
Pada pasangan unsur yang sama, ikatan tunggal merupakan ikatan yang paling
lemah dan paling panjang. Semakin banyak pasangan electron milik bersama,
semakin kuat ikatan dan panjang ikatannya semakin kecil / pendek .
Ø Ikatan
Logam
Ikatan elektron-elektron valensi dalam atom
logam bukanlah ikatan ion, juga bukan ikatan kovalen sederhana. Suatu logam
terdiri dari suatu kisi ketat dari ionion positif dan di sekitarnya terdapat
lautan (atmosfer) elektron-elektron valensi. Elektron valensi ini terbatas pada
permukaan-permukaan energi tertentu, namun mempunyai cukup kebebasan, sehingga
elektron-elektron ini tidak terus-menerus digunakan bersama oleh dua ion yang
sama. Bila diberikan energi, elektron-elektron ini mudah dioperkan dari atom ke
atom. Sistem ikatan ini unik bagi logam dan dikenal sebagai ikatan
logam .
Sifat – Sifat Fisis Senyawa
Senyawa Ion :
§ Wujud
cair dapat menghantarkan listrik
§ Dalam
wujud padat berbentuk Kristal
§ Titik
didih dan titik leleh lebih tinggi
§ Larut
dalam pelarut polar (air)
§ Bersifat
keras tapi rapuh
§ Membentuk
struktur raksasa dengan struktur Kristal yang teratur
Senyawa Kovalen :
§ Senyawa
kovalen polar dapat menghantarkan listrik
§ Titik
didih dan titik leleh relative lebih rendah dari senyawa ion
§ Mudah
larut dalam pelarut nonpolar
§ Mudah
menguap
Senyawa Logam :
§ Memiliki
kekerasan yang tinggi
§ Mudah
ditempa, dibengkokkan, dan ditarik
§ Membentuk
struktur raksasa
§ Mempunyai
sifat mengkilap
§ Dapat
menghantarkan panas dan listrik
Tidak ada komentar:
Posting Komentar