IKATAN KIMIA

A. SUSUNAN ELEKTRON STABIL

                                                          

Ikatan Kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai berikut:

Ø      Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi pencapaian kestabilan suatu unsur.

Ø      Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari suatu atom/unsur yang terlibat.

Ø      Salah 1 petunjuk dalam pembentukan ikatan kimia adalah adanya 1 golongan unsur yang stabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 18 (gas mulia).

Ø      Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada unsur gas mulia.

Ø      Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atom Helium).

Ø      Kecenderungan unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet

 a)      atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima elektron (serah terima elektron)

b)      penggunaan

bersama pasangan elektron yang berasal dari masing-masing atom yang berikatan

c)      penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan.

B. STRUKTUR LEWIS

Lambang Lewis  adalah lambang atom yang dilengkapi dengan elektron valensinya.

·  Lambang Lewis gas mulia menunjukkan 8 elektron valensi (4 pasang).

·  Lambang Lewis unsur dari golongan lain menunjukkan adanya elektron tunggal (belum berpasangan).

Penulisan Struktur Lewis

Langkah-langkahnya :

1)      Semua elektron valensi harus muncul dalam struktur Lewis

2)      Semua elektron dalam struktur Lewis umumnya berpasangan

3)      Semua atom umumnya mencapai konfigurasi oktet (khusus untuk H, duplet)

4)      Kadang-kadang terdapat ikatan rangkap 2 atau 3 (umumnya ikatan rangkap 2 atau 3 hanya dibentuk oleh atom C, N, O, P dan S)

Langkah alternatif : ( syarat utama : kerangka molekul / ion sudah diketahui )

1)      Hitung jumlah elektron valensi dari semua atom dalam molekul / ion

2)      Berikan masing-masing sepasang elektron untuk setiap ikatan

3)      Sisa elektron digunakan untuk membuat semua atom terminal mencapai oktet

4)      Tambahkan sisa elektron (jika masih ada), kepada atom pusat

5)      Jika atom pusat belum oktet, tarik PEB dari atom terminal untuk membentuk ikatan rangkap dengan atom pusat

Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik listrik (gaya Coulomb) antara ion yang berbeda. Ikatan ion juga dikenal sebagai ikatan elektrovalen.

C. IKATAN ION

Ciri-ciri ikatan ion :

• Terjadi jika atom unsur yang memiliki energi ionisasi kecil/rendah melepaskan elektron valensinya (membentuk kation) dan atom unsur lain yang mempunyai afinitas elektron besar/tinggi menangkap/menerima elektron tersebut (membentuk anion).
• Kedua ion tersebut kemudian saling berikatan dengan gaya elektrostatis (sesuai hukum Coulomb).
• Unsur yang cenderung melepaskan elektron adalah unsur logam sedangkan unsur yang cenderung menerima elektron adalah unsur non logam.

Contoh :

§         Atom Na melepaskan 1 elektron valensinya sehingga konfigurasi elektronnya sama dengan gas mulia.

§   Atom Cl menerima 1 elektron pada kulit terluarnya sehingga konfigurasi elektronnya sama dengan gas mulia.

Sifat umum senyawa ionik :

1)      Titik didih dan titik lelehnya tinggi

2)      Keras, tetapi mudah patah

3)      Penghantar panas yang baik

4)    Larut dalam air

5)      Lelehan maupun larutannya dapat menghantarkan listrik (elektrolit)

6)      Tidak larut dalam pelarut/senyawa organik (misal : alkohol, eter, benzena)

Senyawa yang mempunyai ikatan ion antara lain :

a)      Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan halogen (VIIA)

Contoh : NaF, KI, CsF

b)      Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan oksigen (VIA)

Contoh : Na₂S, Rb₂S,Na₂O

c)      Golongan alkali tanah (IIA) dengan golongan oksigen (VIA)

Contoh : CaO, BaO, MgS.

D. IKATAN KOVALEN

Ikatan  kovalen  dapat  terjadi  karena  adanya  penggunaan elektron secara bersama. Apabila ikatan kovalen terjadi maka kedua  atom  yang  berikatan  tertarik  pada  pasangan  elektron  yang  sama.

  Molekul hidrogen H₂ merupakan contoh pembentukan ikatan kovalen.

Pembentukan ikatan kovalen atom-atom hidogen

o       Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah 1 atom yang akan berikatan untuk melepaskan elektron (terjadi pada atom-atom non logam).

o       Ikatan kovalen terbentuk dari atom-atom unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi serta beda keelektronegatifannya lebih kecil dibandingkan ikatan ion.

o       Atom non logam cenderung untuk menerima elektron sehingga jika tiap-tiap atom non logam berikatan maka ikatan yang terbentuk dapat dilakukan dengan cara mempersekutukan elektronnya dan akhirnya terbentuk pasangan elektron yang dipakai secara bersama.

• Pembentukan ikatan kovalen dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron tersebut harus sesuai dengan konfigurasi elektron pada unsur gas mulia yaitu 8 elektron (kecuali He berjumlah 2 elektron).

Ada 3 jenis ikatan kovalen :

a).  Ikatan Kovalen Tunggal

Contoh 1 :

ü      Ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom H membentuk molekul H₂

ü      Ke-2 atom H yang berikatan memerlukan 1 elektron tambahan agar diperoleh konfigurasi elektron yang stabil (sesuai dengan konfigurasi elektron He).

ü      Untuk itu, ke-2 atom H saling meminjamkan 1 elektronnya sehingga terdapat sepasang elektron yang dipakai bersama.

b). Ikatan Kovalen Rangkap Dua

Contoh :

§         Ikatan yang terjadi antara atom O dengan O membentuk molekul O₂

§         Atom O memiliki 6 elektron valensi, maka agar diperoleh konfigurasi elektron yang stabil tiap-tiap atom O memerlukan tambahan elektron sebanyak 2.

§         Ke-2 atom O saling meminjamkan 2 elektronnya, sehingga ke-2 atom O tersebut akan menggunakan 2 pasang elektron secara bersama.

c). Ikatan Kovalen Rangkap Tiga

Contoh 1:

o       Ikatan yang terjadi antara atom N dengan N membentuk molekul N₂

o       Atom N memiliki 5 elektron valensi, maka agar diperoleh konfigurasi elektron yang stabil tiap-tiap atom N memerlukan tambahan elektron sebanyak 3.

o       Ke-2 atom N saling meminjamkan 3 elektronnya, sehingga ke-2 atom N tersebut akan menggunakan 3 pasang elektron secara bersama.

E. IKATAN KOVALEN KOORDINASI

       Adalah ikatan yang terbentuk dengan cara penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan [Pasangan Elektron Bebas (PEB)], sedangkan atom yang lain hanya menerima pasangan elektron yang digunakan bersama.

       Pasangan elektron ikatan (PEI) yang menyatakan ikatan dativ digambarkan dengan tanda anak panah kecil yang arahnya dari atom donor menuju akseptor pasangan elektron.

F. IKATAN KOVALEN POLAR DAN NON POLAR

Ikatan kovalen terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron dari atom-atom yang membentuk ikatan.

 Pada umumnya ikatan kovalen terjadi antara atom-atom bukan logam yang mempunyai perbedaan elektronegativitas rendah atau nol. Seperti misalnya : H₂, CH₄, Cl₂, N₂, C₆H₆, HCl dan sebagainya.

IKATAN KOVALEN POLAR

Atom-atom pembentuknya mempunyai gaya tarik yang tidak sama terhadap pasangan electron persekutuannya. Hal ini terjadi karena beda keelektronegatifan kedua atomnya. Elektron persekutuan akan bergeser ke arah atom yang lebih elektronegatif akibatnya terjadi pemisahan kutub positif dan negatif.

Dalam senyawa HCl ini, Cl mempunyai keelektronegatifan yang lebih besar dari H. sehingga pasangan elektron lebih tertarik ke arah Cl, akibatnya H relatif lebih elektropositif sedangkan Cl relatif menjadi elektronegatif.  Pemisahan muatan ini menjadikan molekul itu bersifat polar dan memiliki "momen dipol" sebesar:

T = n . l

T = momen dipol
n = kelebihan muatan pada masing-masing atom
l  = jarak antara kedua inti atom

IKATAN KOVALEN NON POLAR

Titik muatan negatif elektron persekutuan berhimpit, sehingga pada molekul pembentukuya tidak terjadi momen dipol, dengan perkataan lain bahwa elektron persekutuan mendapat gaya tarik yang sama.

Kedua atom H mempunyai harga keelektronegatifan yang sama.

Karena arah tarikan simetris, maka titik muatan negatif elektron persekutuan berhimpit.

Contoh lain adalah senyawa CO₂, O₂, Br₂ dan lain-lain

G. IKATAN LOGAM

         Adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.

v     Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat 1 sama lain.

v     Atom logam mempunyai sedikit elektron valensi, sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif.

v     Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron dapat berpindah dari 1 atom ke atom lain.

v     Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.

v     Elektron-elektron valensi tersebut berbaur membentuk awan elektron yang menyelimuti ion-ion positif logam.

v     Struktur logam seperti gambar di atas, dapat menjelaskan sifat-sifat khas logam yaitu :

a).  berupa zat padat pada suhu kamar, akibat adanya gaya tarik-menarik yang cukup kuat antara elektron valensi (dalam awan elektron) dengan ion positif logam.

b).  dapat ditempa (tidak rapuh), dapat dibengkokkan dan dapat direntangkan menjadi kawat. Hal ini akibat kuatnya ikatan logam sehingga atom-atom logam hanya bergeser sedangkan ikatannya tidak terputus.

c).  penghantar / konduktor listrik yang baik, akibat adanya elektron valensi yang dapat bergerak bebas dan berpindah-pindah. Hal ini terjadi karena sebenarnya aliran listrik merupakan aliran elektron.

H. IKATAN HIDROGEN

ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan.

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah hingga tinggi.

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

Ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H₂O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

	I. IKATAN VAN DER WAALS

        Gas mempunyal sifat bentuk dan volumenya dapat berubah sesuai tempatnya. Jarak antara molekul-molekul gas relatif jauh dan gaya tarik menariknya sangat lemah. Pada penurunan suhu, fasa gas dapat berubah menjadi fasa cair atau padat.

Pada keadaan ini jarak antara molekul-molekulnya menjadi lebih dekat dan gaya tarik menariknya relatif lebih kuat. Gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang berdekatan ini disebut gaya    Van der walls.
          Gaya van der Waals dapat ditemukan pada molekul non-polar, seperti gas hidrogen (H2), karbon dioksida (CO2), nitrogen (N2), dan gas (He, Ne, Ar, Kr, dll)

J. TIPE HIBRIDISASI DAN GEOMETRI MOLEKUL

1. HIBRIDISASI
         Hibridisasi adalah peleburan orbital – orbital dari tingkat energi yang berbeda menjadi orbital – orbital yang energinya setingkat. Mengapa molekul CH4 dapat berbentuk tetrahedron? Pada tingkat dasar, atom karbon (nomor atom 6) mempunyai konfigurasi elektron :


       Dengan konfigurasi elektron seperti itu, atom karbon hanya dapat membentuk dua ikatan kovalen (hanya elektron tunggal yang dapat dipasangkan untuk menbentuk ikatan kovalen). Oleh karena karbon membentuk 4 ikatan kovalen dapat dianggap bahwa 1 elektron dari orbital 2s dipromosikan ke orbital 2p sehingga karbon mempunyai 4 elektron tunggal.

        Namun demikian ke 4 elektron tersebut tidaklah ekivalen (sama energinya), 1 orbital 2s dan 3 orbital 2p, sehingga tidak dapat menjelaskan mengapa karbon dalam CH₄ dapat membentuk 4 ikatan kovalen yang ekivalen.

Untuk menjelaskan hal ini maka dikatakan bahwa ketika atom karbon membentuk ikatan kovalen, orbital 2s dan 3 orbital 2p mengalami pembastaran (Hibridisasi) membentuk 4 orbital yang setingkat. Orbital hibridanya (hasil pembastaran) ditandai dengan sp3 untuk menyatakan asalnya yaitu 1 orbita s dan 3 orbital p.

2. GEOMETRI MOLEKUL
         Geometri atau bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom – atom dalam molekul. Geometri molekul dapat diramalkan berdasarkan teori tolak – menolak elektron – elektron pada kulit luar atom pusatnya

1. Bentuk molekul linier

Dalam bentuk ini, atom-atom tertata pada 1 garis lurus. Sudut ikatannya adalah 180⁰.

2. Bentuk molekul segitiga datar / planar

       Atom-atom dalam molekul, berbentuk segitiga yang tertata dalam bidang datar, 3 atom berada pada titik sudut segitiga sama sisi dan terdapat atom di pusat segitiga. Sudut ikatan antar atom yang mengelilingi atom pusat sebesar 120⁰.

3. Bentuk molekul tetrahedron

     Atom-atom berada dalam suatu ruang piramida segitiga dengan ke-4 bidang permukaan segitiga

sama sisi. Sudut ikatannya 109,5⁰.

4. Bentuk molekul trigonal bipiramida

       Atom pusat terdapat pada bidang sekutu dari 2 buah limas segitiga yang saling berhimpit, sedangkan ke-5 atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas segitiga yang dibentuk. Sudut ikatan masing-masing atom pada bidang segitiga = 1200 sedangkan sudut bidang datar dengan 2 ikatan yang vertikal = 90⁰.

5. Bentuk molekul oktahedron

       Adalah suatu bentuk yang terjadi dari 2 buah limas alas segiempat, dengan bidang alasnya berhimpit, sehingga membentuk 8 bidang segitiga. Atom pusatnya terletak pada pusat bidang segiempat dari 2 limas yang berhimpit. Sudut ikatannya = 90⁰.

            Tabel 1. Susunan ruang pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat

Jumlah Pasangan Elektron	Susunan Ruang	Bentuk Molekul	Sudut Ikatan
2		Linear	180°
3		Segitiga Samasisi	120°
4		Tetrahedron	109,5°
5		Bipiramidal Trigonal	90° 120°
6		Oktahedron	90°