Makalah Ikatan Kimia
IKATAN
KIMIA
Sifat-sifat zat sebagian ditentukan oleh ikatan kimia antara
atom-atom pembentukya. Suatu ikatan kimia adalah gaya tarik menarik yang
kaut antara atom-atom tertentu di dalam suatu zat. Perubahan kimia atau reaksi
kimia terjadi karena penggabungan atau pemisahan atom-atom dengan cara tertentu
sehingga terbentuk zat yang lebih stabil. Hasil reaksi kimia dapat mempunyai
bentuk molekul tertentu atau dapat pula menghasilkan kristal dengan bentuk
tertentu yang akan menentukan sifat-sifat zat hasil tersebut. Perlu diketahui
bahwa tidak semua jenis atom dapat bergabung dengan jenis atom lain membentuk
senyawa. Dalam bab ini akan dipelajari penggabungan atom-atom membentuk senyawa,
serta jenis ikatan kimia yang terjadi. Dikenal ada beberapa macam ikatan kimia
yaitu:
1. Ikatan
ion / ikatan elektrovalen / ikatan heteropolar
2. Ikatan
kovalen / ikatan atom / ikatan homopolar
3. Ikatan
kovalen koordinasi / ikatan semipolar
4. Ikatan
logam
5. Ikatan Hidrogen
6. Ikatan
(Gaya) Van Der Waals.
Bagaimana ikatan kimia
dapat terjadi? Bagian atom mana yang berperan dalam membentuk ikatan kimia?
Bagaimana ciri-ciri dan sifat dari senyawa dengan ikatan kimia tertentu?
Pertanyaan itu semua dapat terjawab setelah anda mengikuti uraian dalam bab
ini.
10.1 SUSUNAN
ELEKTRON STABIL
Unsur-unsur
gas mulia merupakan unsur-unsur yang sukar bereaksi dengan unsur lain. Sifat
ini dapat dimiliki oleh unsur-unsur gas mulia karena konfigurasinya yang
stabil. Konfigurasi elektron gas mulia dapat anda lihat dalam tabel.
Unsur
|
Nomor atom
|
Kulit elektron
|
Elektron valensi
|
||||
K
L
M
N O
|
|||||||
He
|
2
|
2e
|
2e
|
||||
Ne
|
10
|
2e
|
8e
|
8e
|
|||
Ar
|
18
|
2e
|
8e
|
8e
|
8e
|
||
Kr
|
36
|
2e
|
8e
|
18e
|
8e
|
8e
|
|
Xe
|
54
|
2e
|
8e
|
18e
|
18e
|
8e
|
8e
|
Dari tabel di atas dapat
dikatakan bahwa susunan elektron yang stabil mempunyai 8 elektron pada kulit
terluar (oktet) sebagaimana yang dimiliki oleh atom-atom unsur gas mulia
kecuali helium (dua elektron atau duplet). Menurut Kossel dan Lewis (1916)
keadaan seperti ini merupakan keadaan paling stabil yang dimiliki atom-atom
unsur gas mulia (oktet). Sehingga atom dari unsur-unsur yang lain berusaha
memiliki konfigurasi elektron yang stabil seperti konfigurasi elektron atom
unsur gas mulia terdekat. Adanya kecenderungan memiliki konfigurasi elektron
stabil inilah yang merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya ikatan
kimia.
Usaha memiliki
konfigurasi elektron yang stabil dapat dicapai dengan cara:
1. Melepaskan
elektron valensinya (elektron valensi pada umumnya £ 3, kecuali B, H, Be, He)
sehingga terbentuk ion positif yang bermuatan sejimlah elektron yang
dilepaskannya.
Na : 2e 8e 1e ® Na+ : 2e 8e + 1e
Mg : 2e 8e 2e ® Mg2+ : 2e 8e + 2e
Al : 2e 8e 3e ® Al3+ : 2e 8e + 3e
1. Menarik
elektron dari luar (elektron valensi pada umumnya ³ 5) sehingga bermuatan
negatif sebesar elektron yang ditariknya.
F : 2e 7e + 1
e ®
F- : 2e 8e
O : 2e 6e + 2
e
® O2- : 2e 8e
Cl : 2e 8e 7e + 1
e ® Cl- : 2e 8e 8e
Antara ion positif dan
ion negatif yang terbentuk akan terjagi gaya tarik menarik (gaya elektrostatik)
sehingga terbentuklah ikatan ion
1. Penggunaan
bersama pasangan elektron di antara atom-atom yang berikatan sehingga terbentuk
pasangan elektron terikat sebanyak elektron yang saling dipinjamkan. Akibat
penggunaan bersama pasangan elektron ini terbentuklah ikatan kovalen.
Contoh
: atom hidrogen yang mempunyai 1 elektron akan saling
menyumbangkan elektronnya untuk digunakan bersama dalam molekul H2,
sehingga masing-masing atom hidrogen memiliki 2 elektron
H*
+ o H ® H *o H
Kegiatan 1
Unsur
Ne dengan nomor atom 10 dan unsur Ar dengan nomor atom 18 memiliki konfigurasi
elektron yang stabil. Unsur-unsur yang mempunyai nomor atom sekitar Ne atau Ar
ingin memiliki konfigurasi elektron yang stabil. Lengkapi tabel di bawah ini.
Atom
|
Jumlah elektron
|
Banyaknya elektron yang
diikat/dibebaskan
|
Ion
|
Jumlah elektron
|
Susunan elektron
|
11Na
|
11
|
Membebaskan 1 elektron
|
Na+
|
10
|
2e 8e
|
9F
|
9
|
Menerima 1 elektron
|
F
|
10
|
2e 8e
|
12Mg
|
|||||
13Al
|
|||||
8O
|
|||||
17Cl
|
|||||
20Ca
|
Kesimpulan apakah yang
dapat anda peroleh dari kegiatan tersebut?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
10.2 Ikatan Ion
Ikatan kimia yang
terbentuk akibat gaya tarik menarik antara ion positif (kation) dengan ion
negatif (anion) disebut sebagai ikatan ion. Jika atom-atom logam berdekatan
atom-atom bukan logam akan terjadi perpindahan elektron valensi dari atom logam
kepada atom bukan logam. Akibatnya atom logam membentuk kation sedangkan atom
bukan logam membentuk anion. Antara anion dan kation yang berlawanan muatan
akan saling tarik menarik dan terbentuklah ikatan ion (ikatan elektrovalen).
Atom logam natrium yang
mempunyai susunan elektron 2e 8e 1e sedangkan atom klor mempunyai
susunan elektron 2e 8e 7e. Agar kedua atom di atas mempunyai
susunan elektron stabil (oktet) maka logam natrium akan melepaskan sebuah
elektron valensinya, sedangkan atom klor cenderung untuk menerima elektron yang
dilepaskan oleh natrium tersebut
Pelepasan dan penerimaan
elektron tersebut dapat digambarkan sebagai:
Na : 2e 8e 1e ® Na+ : 2e 8e + 1e
Cl : 2e 8e 7e +
1e ® Cl- :
2e 8e 8e
Atara ion Na+ dengan
ion Cl- akan
tarik menarik membentuk Na+Cl- dan ditulis sebagai NaCl.
11p
Atom natrium,
Na
ion natrium, Na+
2e
8e
1e
2e 8e
Atom klrin,
Cl
ion klorida, Cl-
2e
8e
7e
2e 8e 8e
+
-
Dengan cara yang sama terangakan pembentukan senyawa MgF2,
Na2O, CaCl2, Na3N
Kekuatan ikatan ion
Kekuatan ikatan ion suatu
senyawa dapat dipredeksikan dari perbedaan skala keelektro-negatifan atom unsur
pembentuknya. Makin besar beda skala kelektronegatifannya makin kuat ikatan
ionnya. Bagaimana kekuatan ikatan ion senyawa – senyawa dibawah ini?
LiCl BeCl2 BCl3 K3N
K2O KF
NaCl MgCl2 AlCl3 K2S
KCl
KCl CaCl2 K2Se KBr
RbCl SrCl2 KI
CsCl BaCl2
Bagaimana kekuatan ion
dari :
1. LiCl ke
CsCl : ……………………………………………………………………………
2. NaCl ke
AlCl3 :
……………………………………………………………………………
3. K3N
ke KF :
……………………………………………………………………………
4. KF ke
KI :
……………………………………………………………………………
Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen adalah ikatan
yang terjadi akibat pemakaian bersama pasangan elektron oleh dua atom yang
berikatan. Ikatan kovalen terbentuk di antara dua atom yang sama-sama ingin
menangkap elektron (semi logam dan bukan logam). Pasangan elektron yang dipakai
bersama dapat berupa sumbangan masing-masing atom berikatan atau sumbangan
salah satu atom yang berikatan.
Dalam melukiskan ikatan kovalen, kita menggunakan apa yang
disebut rumusLEWIS, yaitu
setiap elektron valensi (elektron pada kulit terluar) dilambangkan dengan tanda
(titik, silang, kros atau yang lain).
x
.
.
. .
H*
x C x
: N . : O
. : Cl :
x
.
..
.
Untuk memudahkan
pemikiran rumus lewis perlu diperhatikan:
1. Pembentukan
ikatan kimia merupakan upaya atom suatu unsur untuk mencapai susunan oktet (8
elektron terluar) atau duplet (2 elektron terluar).
2. Pasangan
elektron terikat digambarkan diantara 2 atom yang berikatan.
3. Sepasang
elektron dapat digambarkan dengan satu garis
Contoh:
H
H
ç
H
C H
atau H – C – H
ç
H
H
Untuk
lebih memahami ikatan kovalen lengkapi tabel berikut:
Unsur
|
Elektron valensi
|
Unsur
|
Elektron valensi
|
Rumus senyawa
|
Rumus Lewis
|
Rumus struktur
|
N
|
5
|
H
|
1
|
NH3
|
||
P
|
5
|
Cl
|
7
|
PCl3
|
||
H
|
1
|
O
|
6
|
H2O
|
||
B
|
3
|
Cl
|
7
|
BCl3
|
||
N
|
5
|
N
|
5
|
N2
|
||
C
|
4
|
O
|
6
|
CO2
|
Berdasarkan jumlah
pasangan elektron yang dipergunakan bersama ikatan kovalen dapat dibedakan
menjadi:
1. Ikatan
tunggal (dilambangkan dengan satu garis ikatan) melibatkan sepasang elektron
2. Ikatan
kovalen rangkap (melibatkan lebih dari sepasang elektron, 2 pasang elektron
disebut ikatan rangkap dua, dan kalau 3 pasang elektron disebut ikatan rangkap
3).
Kepolaran Ikatan
Didalam molekul HCl ternyata pasangan elektron yang dipergunakan
bersama lebih tertarik kepada Cl, karena atom Cl lebih kuat menarik elektron
dari pada atom H (Cl lebih elektronegatif dari pada H). Akibatnya dalam molekul
HCl terbetuk dwi kutub (bersifat polar). Ikatan kovalen semacam ini disebut
ikatan kovalen polar. Kepolaran
senyawa akan bertambah jika beda keelektronegatifan atom-atom yang berikatan
semakin besar.
Kegiatan:
Perhatikan
senyawa hidrida dalam tabel:
CH4
2,5
|
NH3
3,0
|
H2O
3,5
|
HF
4,0
|
SiH4
1,8
|
PH3
2,1
|
H2S
2,5
|
HCl
3,0
|
GeH4
1,8
|
AsH3
2,0
|
H2Se
2,4
|
HBr
2,8
|
SnH4
1,8
|
SbH3
1,9
|
H2Te
2,1
|
HI
2,5
|
Jika skala
keelektronegatifan = 2,1 dan skala kelektronegatifan yang lain sesuai dalam
tabel, bagaimana perubahan kopolaran ikatan dari :
1. kiri ke
kanan : …………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………..
1. atas ke
bawah :
…………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………..
Dalam molekul H2, Cl2, O2 pasangan elektron yang dipergunakan bersama tertarik sama kuat
oleh atom-atom yang berikatan oleh karena itu tidak terjadi
dwi kutub (dipol). Ikatan kovalen yang demikian disebut ikatan kovalen non
polar.
Dalam molekul dwi atom
(terdiri dari dua atom) kepolaran ikatannya dapat ditentukan dengan mudah
yaitu:
Molekul-molekul unsur (terdiri dari atom-atom sejenis) memiliki
ikatan kovalen non polar (H2, Br2, Cl2, O2 dan sebagainya)
Molekul-molekul senyawa
(terdiri dari atom-atom tidak sejenis) memiliki ikatan kovalen polar (HI, HCl,
HBr, IF dan sebagainya)
Untuk molekul-molekul
yang mengandung atom lebih dari dua, ikatan kimianya tetap merupakan ikatan
kovalen polar, tetapi dapat bersifat non polar jika bentuk molekulnya simetris
dan atom pusat tidak mempunyai pasangan elektron bebas (PEB).
Contoh :
CH4, BF3, SiO2, CO2 ikatan antar atomnya adalah ikatan kovalen polar, tetapi molekul
molekul tersebut bersifat non polar.
H2O, NH3, PCl3 ikatan antar atomnya kovalen polar dan molekul bersifat
polar.
Kegiatan :
Tujuan :
Mengetahui kepolaran
senyawa
Alat dan bahan :
Biuret, standart (statif) lengkap dengan penjepit buaya,
erlenmayer, beaker glass, penggaris polietena, kain wool atau kain flannel, air
(H2O), etanol (C2H5OH), aseton (CH3COOH),
karbon tetra klorida (CCl4).
Cara kerja:
-
Pasanglah 4 buret pada statif dan isilah masing – masing buret dengan cairan
yang tersedia.
-
Buatlah batang polietena bermuatan listrik dengan cara menggosok batang
polietena dengan kain flannel.
-
Pengaruhi aliran cairan dari tiap – tiap buret dengan batang politen bermuatan
-
Amati aliran cairan zat cair, apakah zat cair mengalami pembelokan?
Tabel
Pengamatan
B a h a n
|
Aliran zat cair
|
|
dibelokkan
|
Tidak dibelokkan
|
|
Air
|
||
Etanol
|
||
Aseton
|
||
Karbon tetra klorida
|
||
Pertanyaan :
1. Kesimpulan
apa yang anda dapatkan pada percobaan di atas?
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
1. Mengapa
ada zat cair yang dibelokkan dan ada yang tidak dibelokkan oleh batang politen
bermuatan? Jelaskan!
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
1. Dengan
memperhatikan struktur Lewis senyawa – senyawa di atas, tentukan faktor –
faktor yang mempengaruhi kepolaran suatu molekul.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Ikatan Kovalen Koordinasi
Pasangan elektron yang digunakan bersama dalam membentuk ikatan
kovalen berasal dari salah satu atom yang berikatan (atom donor), sedangkan
atom yang lain tidak menyumbangkan elektron (atom akseptor). Ikatanm kovalen
yang demikian disebut sebagai ikatan
kovalen koordinasi , semi polar atau ikatan datif
Ikatan
kovalen koordinasi hanya dapat terbentuk apabila salah satu atom mempunyai pasangan elektron bebas (PEB).
Ketika berikatan, PEB berubah status menjadi PEI. Sebagai contoh pembentukan
ikatan antara amonia dengan ion hidrogen membentuk ion amonium. Atom N dalam
amonia mempunyai pasangan elektron bebas yang dapat dipergunakan bersama dengan
ion hidrogen yang telah kehilangan elektronnya.
H
H
+
H
N + H+ ® H
N H
H
H
ikatan koordinasi
Kegiatan
Tuliskan Rumus Lewis
dalam molekul/ion di bawah ini dan tentukan ikatan kovalen koordinasinya.
1. SO3 3.
NH3BF3
2.
CO
4. H3O+
Perbandinngan sifat
fisika senyawa ion dengan senyawa kovalen
Ikatan
ion jauh lebih kuat daripada ikatan kovalen karena ikatan ion terjadi akibat
gaya Coulomb (gaya elektrostatis), sedangkan ikatan kovalen terjadi karena
pemakaian bersama pasangan elektron ikatan. Berikut adalah perbandingan sifat
fisika senyawa ion dengan senyawa kovalen.
Senyawa ion
|
Senyawa Kovalen
|
||
1.
2.
3.
|
Mempunyai titik didih dan titik
leleh yang tinggi
Cairan
dan larutannya dapat menghantar listrik (bersifat elektrolit)
Semua
senyawa elektrovalen pada suhu kamar berwujud padat
|
1.
2.
3.
|
Mempunyai titik didih dan titik
leleh yang rendah
Cairannya
tidak dapat menghantar listrik
Pada
suhu kamar ada yang berwujud padat, cair maupun gas.
|
Ikatan Logam
Gaya tarik menarik
seperti pada molekul-molekul polar dapat juga terjadi antara muatan positif
dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bergerak
bebas. Interaksi inilah yang dikenal sebagai ikatan logam.
Unsur-unsur logam
menunjukkan sifat-sifat yang khas, seperti umumnya berupa zat padat pada suhu
kamar, dapat ditempa dan merupakan penghantar listrik dan panas yang baik.
Sifat-sifat tersebut
dapat dimaklumi setelah melihat bagaimana atom-atom logam dalam membentuk
ikatan logam. Atom-atom logam mempunyai elektron valensi yang kecil, sehingga
elektron valensi dapat bergerak bebas dan sangat mudah dilepaskan akibatnya
elektron-elektron valensi tersebut bukan hanya milik salah satu ion logam
tetapi merupakan milik bersama ion-ion logam yang terjejal dalam kisi kristal
logam. Dapat dikatakan bahwa elektron valensi dalam logam
terdelokalisasi, membaur membentuk awan elektron yang menyelimuti ion-ion
positif logam yang telah melepaskan sebagian elektron valensinya. Akibatnya
terjadi interaksi antara kedua muatan (elektron bermuatan negatif dengan ion
logam yang bermuatan positif) yang berlawanan dan membentuk ikatan logam. Gaya
tarik menarik ini cukup kuat sehingga pada umumnya unsur logam mempunyai titik
didih dan titik leleh yang tinggi.
Kekuatan ikatan logam
dipengaruhi oleh:
1. jari-jari
atom, makin besar jari-jari atom menyebabkan ikatan logam semakin lemah
2. jumlah elektron
valensi, makin banyak elektron valensinya ikatan logam semakin kuat
3. jenis
elektron s, p atau d. logam-logam blok s ikatannya paling lemah dan logam-logam
blok d ikatan logamnya paling kuat (kelas 11).
Rangkuman
1. Cara
suatu atom mencapai struktur elektron stabil seperti gas mulia, yaitu dengan
mengikat atau membebaskan elektron, dan menggunakan bersama pasangan elektron
2. Elektron
yang berperan dalam ikatan kimia adalah elektron valensi
3. Ikatan
ion adalah ikatan dengan gaya elektrostatif antara ion positif dan ion negatif.
4. Ikatan
kovalen dapat terbentuk akibat penggunaan pasangan elektron, ikatan tunggal
(sepasang elektron), ikatan rangkap (dua pasang elektron atau lebih)
5. Berdasarkan
keelektronegatifan atom-atom yang berikatan ikatan kovalen dapat dibedakan
menjadi ikatan kovalen non polar dan ikatan kovalen polar.
6. Kepolaran
senyawa akan bertambah jika beda skala keelektronegatifan atom-atom yang
berikatan semakin besar
0 comments:
Post a Comment