Transcript Ikatan kimia - atikahindriastuti

Ikatan kimia
Ricin
Nanotube
Annullene, C18H18
Area ikatan kimia

Deskripsi klasik

Deskripsi kuantum
Ikatan ionik
Ikatan ionik
Ikatan kovalen
Ikatan kovalen
Bentuk molekul
Bentuk molekul
Ikatan komplek koordinasi
Ikatan komplek koordinasi
Interaksi spektrokopi
Interaksi spektrokopi
Aplikasi mutakhir
Aplikasi mutakhir
Deskripsi klasik: ikatan ionik

Kation

Anion
Energi ionisasi, kemampuan untuk melepaskan elektron
Elektron Na lepas
Ikatan karena beda
muatan
Afinitas elektron, kemampuan untuk menambah
elektron
Natrium
Klorina
Garam
Garam NaCl yang stabil
Energi potensial
Deskripsi klasik: ikatan ionik
R
Perhitungan termokimia pembuatan garam NaCl
Keadaan ionik
Energi ini setara dengan energi lattice
Deskripsi klasik: ikatan ionik
Gaya atraktif/intermolekul
Ikatan ionik
Model garam NaCl
Ion Cl dan ion Na adalah ion
negatif dan positif yang sangat
kuat
Akibatnya menghasilkan ikatan
ion yang kuat dan gaya
ion klorina
natrium
atraktif
yang jugaionkuat
Susunan sifat padatannya juga
kuat
Susunan kuat ini terus berulang
dan dikenal sebagai bentuk
lattice
Bentuk lattice ini memiliki energi
lattice sebesar
-780 kJmol-1
Ikatan ionik terjadi bila
perbedaan
elektronegatifitas yang
sangat tinggi antar atomnya
Deskripsi kuantum: Ikatan ionik

Tabel periodik unsur (cuplikan)
ion bermuatan positif,
kehilangan elektron
ion bermuatan negatif,
kenaikan elektron
Deskripsi kuantum: ikatan ionik

Kation

Anion
Atom cenderung melepaskan
elektron
Dalam tabel periodik berkala,
merupkan golongan s (sharp) yang
memiliki sub-kulit elektron ns
Konfigurasi elektron Na:
Atom cenderung menerima elektron
Dalam tabel periodik berkala,
merupkan golongan p (principal)
yang memiliki sub-kulit elektron np
Konfigurasi elektron Cl:
Muncul konsep isoelektronik,
konfigurasi elektronnya sama.
Isoelektronik juga dimiliki oleh
ion klorin konfigurasi elektronnya
sama.
Deskripsi kuantum: ikatan ionik

Tabel periodik unsur
sharp
pricipal
diffuse
fundamental
Deskripsi kuantum: ikatan ionik
Sharp orbital
Orbital s (sharp)
atau sub-kulit s
yang hanya
memiliki satu
orbital yang
berupa bola
Sharp berasal
dari bahasa
ilmiah Yunani
untuk cahaya
yang berarti
terang benderang
Deskripsi kuantum: ikatan ionik
Principal orbital
Orbital p
(principal) atau
sub-kulit p yang
memiliki tiga
orbital yang
berupa bola
kembar
Principal berasal
dari bahasa
ilmiah Yunani
untuk cahaya
yang berarti
teguh
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Klor
Brom
elektron pengikat
Ikatan kovalen,
penggunaan elektron
bersama guna
meningkatkan kestabilan
elektron, tanpa perlu
melepaskan elektron.
Pemakaian diagram Lewis
pada pembentukan ikatan
kovalen. Perhatikan warna
hijau dari masing-masing
atom
Ilustrasi konfigurasi elektron atom Br dan Cl
Energi ikatan kovalen dijelaskan
dengan konsep energi potensial
diagram dot-cross Lewis
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Ilustrasi kovalen pada CH4
Ikatan kovalen sangat dipengaruhi
oleh bilangan ikatan atau valensi,
bila suatu atom mengadakan reaksi
Ikatan kovalen juga terdapat dalam
molekul ion, terutama senyawasenyawa ligan anorganik
Ikatan kovalen polar sangat
dipengaruhi oleh perbedaan
elektronegatifitas penyusunnya
Perbedaan elektronegatifitas atomatom penyusun ikatan kovalen akan
berpengaruh pada kepolaran
molekulnya dan muncul konsep
ikatan kovalen polar
Deskripsi klasik: ikatan
kovalen

Lewis
Lewis
BrCl
diagram Lewis
Ikatan kovelan pada O2
ikatan
tunggal
konsep garis
atau struktur diagram
2 pasang elektron bersama
ikatan rangkap
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Lewis
Ikatan kovelan pada N2
2 pasang elektron bersama
ikatan rangkap tiga
Ikatan kovelan pada H2O
Pasangan e bebas
Pasangan ikatan
Ikatan kovalen pada H2O menghasilkan konsep pasangan elektron
bebas. Pasangan bebas ini akan menghasilkan ikatan hidrogen
(bukan ikatan kimia)
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Ikatan kovelan pada NH3
Pasangan e bebas
Pasangan ikatan
Ikatan kovelan pada CO2
Pasangan ikatan
Pasangan ikatan
Ikatan kovelan pada HCN
Pasangan ikatan
Lewis
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Lewis
Ikatan kovelan pada CO
Ikatan kovalen datif
Ikatan
kovalen
koordinasi
Ikatan kovalen pada CO menghasilkan konsep
pasangan elektron kooerdinasi. Pasangan ini akan
menghasilkan ikatan kovalen yang berasal dari salah
satu atom penyusun molekul
Ikatan kovalen koordinasi digunakan secara luas pada
ilmu kimia anorganik, khususnya pada konsep senyawa
komplek
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Energi potensial
Cl Br
daerah tolakan
energi ikatan kovalen
Ikatan kovalen optimum
radius
Cl
Cl
Br
panjang ikatan
Br
Energi potensial
Energi potensial, penting
untuk menjelaskan sifatsifat dari suatu ikatan
kovalen atau ikatan lainnya
Konsep energi potensial
menjelaskan apa saja, misal
energi ikat dan panjang ikat
suatu senyawa
Konsep energi potensial
adalaj konsep matematis
yang telah dikembangkan
oleh banyak ilmuan, misal
Coulomb, Leonard-Jones,
dll
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Energi potensial
Energi potensial senyawa H2
Energi potensial
Cl Br
daerah tolakan
energi ikatan kovalen
Ikatan kovalen optimum
Ikatan kovalen sejati
radius
Cl
Br
Cl
Energi potensial senyawa H2, menghasilkan
energi ikatan
H-H
sebesar 436 kJ mil-1 dan panjang
panjang
ikatan
Br ikatan H-H sebesar 0,074nm
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Valensi
Derajat valensi atom-atom (Cuplikan Tebel periodik unsur)
Angka biru adalah harga valensi atom yang akan menentukan
bilangan ikatannya
Valensi akan sangat mempengaruhi ikatan kimia dan
kepolaran ikatan kovalen suatu molekul ion
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Molekul ion
muatan
Valensi
valensi
valensi, akan
menghasilkan
hubungan antara
valensi, muatan listrik
dan kepolaran
molekul ion
Harga valensi pada
molekul ion juga
menentukan bilangan
ikatan molekul ion itu
sendiri
Muatan listrik suatu
molekul ion setara
sengan harga
valensinya
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Molekul ion
Ikatan kovelan OH-
Pasangan ikatan
Ikatan kovalen pada OH- menghasilkan
konsep molekul ion
Ikatan O-H tetap ikatan kovalen
Molekul bermuatan karena adanya
penambahan elektron yang berasal dari
kation yang tertangkap oleh etom O.
Gambarkan diagram Lewis untuk
molekul ion berikut:
Penambahan elektron
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Ikatan ion
Elektronegatifitas atom
Penurunan ‘daya tarik’ elektron
Ikatan ionik
 Ikatan ionik kuat terjadi karena beda
muatan yang tajam pada saat satu
atom kehilanga elektron dan
ditangkap atom lain
 Ikatan ionik lemah terjadi karena
beda muatan yang kurang tajam
pada saat satu atom kehilanga
elektron dan ditangkap atom lain
dan membentuk ‘karakter kovalen’
Ikatan kovalen
Ikatan kovalen
 Ikatan kovalen murni terjadi karena
penggunaan bersama elektron
secara seimbang
 Ikatan kovalen polar terjadi karena
penggunaan bersama elektron
secara tidak seimbang dan
membentuk ‘karakter ionik’
Mengapa timbul masalah dua
karakter ini?
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Elektronegatifitas atom/ion
Ikatan kovalen H2O berkarakter ionik
Ikatan ionik
MgF2 lebih
berkarakter
kovalen
daripada ikatan
ionik MgS
MgS
Karakter ikatan
karakter ikatan muncul
karena perbedaan
elektronegatifitasnya dan
sangat menentukan tipe
ikatan atau daya tarik
elektronnya
Elektronegatifitas
dinyatakan dengan
lambang , semakin
besar  semakin besar
pula tarikan elektronnya
Ukuran/skala harga  ini
pertama kali diusulkan
oleh Linus Pauling,
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Pauling
Elektronegatifitas atom/ion
Linus Pauling, mengusulkan harga
usulan skala antara derajat
elektronegatifitas atom antara = 0
sampai  = 4
Pada skala Pauling, atom yang paling
tinggi adalah F, = 4. aom yang paling
rendah adalah Cs, = 0,7
Semakin besar harga  semakin besar
karakter ioniknya
Karakter ionik > 50% bila > 1,7
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Elektronegatifitas atom/ion
golongan
periode
Elektronegatifitas bertambah bila
• elektron valensi bertambah
• jari-jari atom berkurang
Jari-jari
Elektronegati
fitas naik
dalam satu
periode pada
arah ke
kanan
Elektronegati
fitas turun
dalam satu
golongan
pada arah ke
bawah
Harga elektronegatifitas, ,
versi Pauling
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Ikatan kovalen
‘sesungguhnya’
‘tidak terlalu’
Ikatan kovalen
Kepolaran ikatan kovalen
Perbedaan elektronegatifitas atom-atom
penyusun molekul akan mempengaruhi
kepolaran ikatan kovalennya
Misal pada H2 yang non-polar, maka ikatan
kovalennya 100%, atau ikatan kovalen nonpolar
Pada H2O yang polar, maka ikatan kovalennya
kurang kovalen atau bisa disebut ikatan
kovalen polar. Artinya ada tarikan ikatan ke
arah atom O
Daya tarikan ikatana kovalen ini bergantung
pada
1. jari-jari atom
2. besar muatan ion/molekul ion
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

Kepolaran ikatan kovalen
Jari-jari atom
 Jari-jari atom semakin kecil maka tarikan
elektron semakin besar
>
Elektron valensi
 Elektron valensi semakin besar maka tarikan
elektron semakin besar
<
ikatan kovalen polar HCl
Ikatan kovalen polar
 Ikatan kovalen polar adalah ikatan dari
penggunaan elektron bersama secara tidak
seimbang
Deskripsi klasik: ikatan kovalen

atom
jari-jari
Kepolaran ikatan kovalen
elektron valensi
<
>
&
>
sama
&
identik
<
&
<
>
&
polaritas ikatan
ikatan kovalen polar
Deskripsi klasik: bentuk
molekul
Bentuk molekul penting untuk dapat
menginterpretasikan sifat fisik dan kimianya
Hal ini penting karena dapat
memprediksikan sudat dan panjang ikatan
Salah satu teori yang dapat menjlaskan
konsep ini adalah teori: VSEPR (valence
shell electron pairs repel)
Konsep ini mengandung pengertian bahwa
pasangan elektron bebas atau lone pairs
memposisikan dirinya tetap berada dalam
suatu kerangka sedemikian rupa sehingga
dapat mengurangi daya tolakan antar
pasangan elektron
VSEPR: oktahedral
Deskripsi klasik: bentuk molekul

Bentuk molekul
Untuk menentukan geometri molekul, maka dalam teori VSEPR berlaku:
 jumlah atom yang terikat   jumlah line pairs 
SN  


pada
atom
pusat
pada
atom
pusat

 

Harga SN ini berkisar antara 2 sampai 6, yaitu:
 SN= 2, bentuk: linear
 SN= 3, bentuk: planar trigonal
 SN= 4, bentuk: tetrahedral
 SN= 5, bentuk: bipiramidal trigonal
 SN= 6, bentuk: oktahedral
Soal, hitunglah harga SN
untuk ion molekul IF4dan BrO4-?
Deskripsi klasik: bentuk molekul

Tahap pertama: Gambar
rumus struktur sehingga
tampak pasangan elektron
dari atom gugus (:) dan
ikatan kimia dengan atom
pusat melalui diagram
struktur ()
Tahap bentuk molekul
Berilium kloroda
Boron florida
Metana
Fosfor klorida
Sulfur florida
Deskripsi klasik: bentuk molekul

Tahap bentuk molekul
Tahap kedua: dengan asumsi konsep VSEPR, maka posisikan atom gugus
pada bentuk dan sudut ikatan yang paling mungkin
Maka ada lima bentuk yang harus diketahui:
Karbon dioksida, SN=2
Linear
3 pangan elektron ikat
Boron klorida , SN=3
Trigonal planar
Deskripsi klasik: bentuk molekul

4 pangan elektron ikat
Tahap bentuk molekul
metana , SN=4 5 pangan elektron ikat
Tetrahedral
Fosfor klorida , SN=5
Trigonal bipiramidal
Deskripsi klasik: bentuk molekul

6 pangan elektron ikat
Tahap bentuk molekul
Sulfur florida , SN=6
Oktahedral
Deskripsi klasik: bentuk molekul

Tahap bentuk molekul
Tengaruh ikatan rangkap:
Ikatan rangkap akan menimbulkan efek daya tolak yang besar terhadap
ikatan tunggal, misal pada molekul eter yang paling sederhana, dimana
menghasilkan sudut mengecil pada ikatan H-C-H
Efek lain dari ikatan rangkap ini adalah tidak menimbulkan bentuk putaran
torsi, atau dikenal sebagai torionally rigid
6 pangan elektron ikat
Sulfur florida
Deskripsi klasik: bentuk molekul

Tahap bentuk molekul
Tahap ketiga:
Bila atom pusat mempunyai lone pairs, maka berlaku:
 Tolakan antara lone pairs dan ikatan kimia dari atom pusat lebih kuat
daripada dua pasangan ikatan kimianya
 Tolakan yang paling besar adalah tolakan antar dua lone pairs dari atom
pusat, atau dikenal sebagai electron-pair repulsion
NH3
H2O
Deskripsi klasik: bentuk molekul




Tahap bentuk molekul
Tolakan antara lone pairs juga akan mempengaruhi bentuk molekul yang
berbentuk ion molekul
Untuk bentuk planar trigonal maka ikatan aksialnya lebih stabil dari pada
ikatan equatorialnya
Hal ini memberi saran pada bentuk ion molekul lain, yang memiliki SN=5
atau berbentuk planar trigonal, bahwa ikatan komplek ini lebih stabil, misal
molekul: PF5, SF4, ClF3, XeF2, dll
Deskripsi klasik: bentuk molekul



Tahap bentuk molekul
Tolakan antara lone pairs, pada bentuk molekul oktahedral menghasilkan
ikatan equatorial yang lebih stabil dari pada ikatan aksialnya
Hal ini memberi saran pada bentuk ion molekul lain, yang memiliki SN=6
atau berbentuk oktahedral, bahwa ikatan komplek ini lebih stabil, misal
molekul: IF5, dll