Transcript ikatan kimia

PEMBENTUKAN MOLEKUL, IKATAN KIMIA
DAN IKATAN IONIK
6.1. PEMBENTUKAN MOLEKUL
Bila suatu atom berantaraksi dengan atom lain maka akan terbentuk
suatu bangun baru yang disebut molekul (dari bahasa Latin : molecula,
artinya massa yang kecil).
Dalam antaraksi tersebut terjadi ikatan kimia. Dalam proses
pembentukan ikatan kimia, yang sangat berperan adalah elektron kulit terluar
atau elektron valensi atom-atom yang berantaraksi itu.
Dalam proses tersebut terjadilah penataan ulang susunan elektron
terluar kedua atom itu sehingga menjadi susunan elektron yang baru.
6.2. JENIS-JENIS IKATAN KIMIA
Menurut sifat-sifat dan susunan elektron valensi yang baru setelah
dua atom berantaraksi, terdapat tiga jenis ikatan kimia, yaitu:
1. Ikatan elektrovalen (ikatan ion)
2. Ikatan kovalen
3. Ikatan logam
6.3. IKATAN ELEKTROVALEN (IKATAN ION)
6.3.1. Konfigurasi elektron yang stabil
Gas-gas mulia merupakan unsur-unsur yang stabil
dan mem-punyai konfigurasi tertentu, yaitu semua orbital
terisi penuh dengan elektron.
- Kaidah Oktet
Atas dasar konfigurasi elektron gas mulia tersebut,
Kossel mengajukan Kaidah (Aturan) Oktet, yaitu bahwa
susunan (konfigurasi) elektron dengan jumlah delapan
elektron merupakan susunan elektron yang stabil.
Dalam pembentukan ikatan ion, atom-atom akan
berusaha mencapai konfigurasi oktet dalam membentuk
ion positif atau ion negatif.
• Pembentukan ion positif
• Ion positif terbentuk dengan pengeluaran elektron
valensi.
• Contoh :
• Na

Na+ + e
• Atom Na
Ion Na+
• Konfigurasi :
• Atom Na : 1s2 2s2 2p6 3s1
• Ion Na+
: 1s2 2s2 2p6
• Terlihatlah bahwa konfigurasi ion Na+ sama dengan
konfigurasi atom Ne.
Pembentukan ion negatif
-Ion negatif terbentuk dengan penarikan elektron dari
luar ke dalam kulit elektron valensi.
Contoh :
F
+ e  F–
Atom F
Ion F-Konfigurasi :
Atom F : 1s2 2s2 2p5
Ion F : 1s2 2s2 2p6
-Ternyata konfigurasi elektron ion F – sama dengan
konfigurasi elektron atom Ne.
Jadi terlihatlah bahwa konfigurasi elektron yang stabil
adalah konfigurasi dengan jumlah elektron terluar delapan.
• Keterbatasan Kaidah Oktet
• Walaupun Kaidah Oktet sangat tepat untuk
menjelaskan tentang ikatan ion pada unsurunsur dengan nomor atom kecil, tetapi kaidah
tersebut mempunyai keterbatasan, yaitu :
• Terdapat ion-ion dengan dengan konfigurasi
elektron sama dengan konfigurasi elektron atom
Helium (elektron terluar =2) yang juga stabil,
misalnya ion Li+ dan ion Be2+.
• Kaidah tersebut hanya terbatas pada unsurunsur dengan beda nomor atom sampai 3 atau
4 satuan dari gas mulia.
• Penggunaan kaidah ini terbatas bila dipakai
untuk senyawa-senyawa kovalen.
Pembentukan ikatan ionik (ikatan elektrovalen)
- Ikatan ionik akan terbentuk bila :
Terdapat atom unsur dengan potensial ionisasi rendah
(yang akan menjadi ion positif) dan atom unsur dengan
afinitas elektron tinggi (yang akan menjadi ion negatif)
Terjadi tarik menarik antara ion-ion tersebut melalui gaya
elektrostatik (gaya Coulomb)
Contoh :
Na (2s2 2p6 3s1)
F (2s2 2p6) + e
Na + F


Na+ (2s2 2p6) + e
F- (2s2 2p6)
 Na+F-
Potensial ionisasi
rendah
Afinitas elektron
tinggi
+
Atom Na
Atom F
Na+
F-
Gaya elektrostatik
Dalam pembentukan ikatan ionik berlaku
aturan :
jumlah elektron yang dilepas oleh suatu atom
sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh
atom yang lain.
Unsur-unsur yang dapat membentuk
ikatan ionik
•
•
•
•
•
•
•
Unsur-unsur yang dapat membentuk ikatan ionik
adalah unsur-unsur yang mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut :
Unsur-unsur dengan potensial ionisasi rendah,
yaitu :
Golongan IA (golongan logam alkali)
Golongan IIA (golongan logam alkali tanah)
Unsur-unsur dengan afinitas elektron tinggi, yaitu
:
Golongan VIIA (golongan halogen)
Golongan VIA (golongan kalkogen)
Dengan demikian ikatan ionik dapat terjadi
pada unsur golongan :
•
•
•
•
IA dengan VIIA (jadi senyawa AY)
IA dengan VIA (jadi senyawa A2X)
IIA dengan VIIA (jadi senyawa BY2)
IIA dengan VIA (jadi senyawa BX)
Ciri-ciri senyawa ionik
-Kebanyakan senyawa ionik menyerupai NaCl yaitu
berwarna putih
-Mudah larut dalam air
-Leleh pada suhu tinggi
-Lelehan senyawa ionik dapat menghantarkan arus listrik
-Dalam bentuk padat juga terdiri atas ion-ion, yang
tersusun dalam suatu kristal.
•
Sifat kristal senyawa ion
•
Isomorfi
•
Bila ada dua zat yang mempunyai bangun kristal yang sama, maka dikatakan bahwa kedua zat itu isomorf.
Contohnya ialah campuran NaCl dan KCl yang sama bangun
kristalnya dan perbedaannya hanya pada besar ion Na+ dan K+.
•
•
•
•
Polimorfi
Di alam banyak terdapat zat atau senyawa yang dapat berada
dalam berbagai bentuk kristal, misalnya CaCO3 yang dapat
berbentuk heksagonal dalam mineral kalsit atau berbentuk
ortorombik dalam mineral aragonit. Kedaan demikian disebut
polimorfi. Senyawa-senyawa yang mempunyai sifat polimorfi
menunjukkan sifat-sifat yang khas pada masing-masing bentuk
kristalnya, sehingga manfaatnya pun berlainan,
misalnya batu pualam dan gragal yang merupakan bentuk
polimorfi CaCO3.
Alotropi
-Bangun kristal yang berlainan yang dimiliki oleh suatu substansi juga
terdapat pada unsur.
-Unsur-unsur yang mempunyai sifat alotropi adalah karbon (intan, arang
dan grafit), fosfor (merah dan kuning), belerang (rombik dan mono-klinik)
dan oksigen (O2 dan O3).
-Satu alotrop dengan alotrop yang lain berbeda dalam sifat-sifat fisika dan
pada taraf tertentu juga pada sifat-sifat kimia.
-Suatu alotrop dapat berubah menjadi alotrop yang lain dengan perlakuan
fisika atau kimia. Contoh perlakuan fisika adalah pemanasan pada suhu
tertentu yang disebut suhu transisi.
Amorfi
-Ada juga zat-zat yang tidak dapat membentuk kristal. Biasanya hal ini
terjadi pada senyawa-senyawa dengan massa rumus (berat molekul) tinggi,
dan umumnya terdapat sebagai polimer. Contoh-contoh polimer adalah
karet (alam atau buatan), karbohidrat (amilum dan selulosa), protein dan
kaca.
-Zat yang amorf tidak mempunyai titik lebur yang tajam, melainkan suatu
trayek lebur.
Air kristal
• Senyawa anorganik padat sering dinyatakan sebagai
kristal hidrat, yaitu suatu senyawa yang mengandung
molekul-molekul air dan yang turut menyusun kisi
kristal, misalnya CuSO4. 5H2O; Na2SO4. 10H2O;
CaSO4. 2H2O dan lain-lain.
•
Sebagian atau semua air kristal dapat lepas dari
ikatannya karena pengaruh suhu atau tekanan uap,
sehingga kristalnya menjadi kering. Contoh reaksinya
ialah :
MgSO4. 7H2O  MgSO4. H2O + 6 H2O
• Sebaliknya, kristal dapat pula mencair bila banyak
molekul air masuk dan terikat oleh kristal. Sifat ini
dinamakan higroskopik.
•
IKATAN KOVALEN
•
•
7.1. PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN
Ikatan kovalen, yang juga disebut ikatan atom,
terbentuk dari pemakaian bersama pasanganpasangan elektron yang berasal dari atom-atom yang
berikatan.
Bila suatu atom berdiri sendiri, maka elektronelektronnya hanya dipengaruhi oleh inti atomnya
sendiri.
Bila dua buah atom saling mendekati, maka elektron
dan inti atom keduanya saling mempengaruhi,
sehingga tercapai keadaan yang lebih stabil (tingkat
energi lebih rendah) sewaktu terjadi ikatan kimia.
•
•
•
PENGGAMBARAN BANGUN IKATAN
KOVALEN
•
Ada dua cara (metode) dalam menggambarkan
ikatan kovalen, yaitu :
1.Cara Ikatan Valensi (Valence Bond Method)
2.Cara Orbital Molekul (Molecular Orbital Method)
•
7.2.1. Cara Ikatan Valensi
•
disebut juga cara Heitler-London-Slater-Pauling
(cara HLSP), dengan anggapan bahwa molekul
terdiri atas atom-atom yang berdiri sendiri-sendiri,
kecuali satu atau beberapa elektron kulit terluar
suatu atom digunakan oleh atom lain dalam kulit
terluarnya.
elektron
terluar
+
elektron yang
dipakai bersama
• 7.2.2. Cara Orbital Molekul
• disebut juga cara Hund-Mulliken-Hückel
(cara HMH), dengan anggapan bahwa
seluruh molekul beserta elektron-elektron
nya sebagai satu kesatuan.
Elektron bergerak karena pengaruh
semua inti dan elektron-elektron lain
dalam orbital baru, yang disebut orbital
molekul.
orbital atom
orbital molekul
+
atom A
atom B
molekul AB
• 7.4. PENGGAMBARAN RUMUS BANGUN
SENYAWA KOVALEN
• 7.4.1. Pembentukan ikatan s (sigma) dari
tumpang tindih orbital s
• G.N. Lewis mengajukan gambaran senyawa
kovalen dengan titik dan garis, yaitu :
1.Dua titik menggambarkan satu pasang
elektron
2.Satu garis sama dengan dua titik
3.Dua titik atau satu garis menggambarkan satu
ikatan tunggal
• Contoh 1 : metana (CH4)
H
H
H
C
H
H atau
H
C
H
H
• Gambar 7.9. Rumus bangun senyawa kovalen CH4
dengan titik dan garis
• Satu atom H dikelilingi oleh 2 elektron (konfigurasi
elektron helium) dan satu atom C dikelilingi oleh 8
elektron (oktet).
Contoh 2: Pembentukan ikatan kovalen pada
molekul F2
F
+
F
F
F
elektron yang
dipakai bersama
7.4.2.Pembentukan ikatan s (sigma) dari
tumpang tindih orbital p
Pada molekul H2, ikatan sigma dapat terbentuk
dari tumpang tindih (overlap) orbital-orbital s.
Ikatan sigma dapat juga terbentuk dari tumpang
tindih orbital p
• 7.4.3. Kekuatan ikatan sigma
• Ikatan sigma merupakan ikatan kovalen
yang paling kuat, dengan energi ikatan
yang paling besar.
z
(a)
z
(b)
(c)
titik simpul
(a) : Dua orbital atom pz yang terpisah
(b) : Tumpang tindih segaris
(c) : Diagram batas orbital molekul s
Pembentukan ikatan p (pi)
• Selain dapat bertumpang tindih secara segaris,
orbital p dapat melakukan tumpang tindih secara
menyamping.
• Membentuk ikatan p
• Ikatan p lebih lemah daripada ikatan s
Gambar 7.13. Pembentukan orbital molekul p (pi) dari dua
orbital p
y
y
p
(b)
p
(c)
(a)
(a) : Dua orbital atom py yang terpisah
(b) : Tumpang tindih menyamping
(c) : Diagram batas orbital molekul p
• 7.4.6. Pembentukan orbital molekul
dari orbital-orbital atom s, p dan d
• Kemungkinan pembentukan orbital
molekul dari berbagai orbital atom adalah :
1.Dari orbital atom s hanya dapat terbentuk
orbital molekul sigma (s)
2.Dari orbital atom p dapat terbentul orbital
molekul sigma (s) dan pi (p)
• Dari orbital atom d dapat terbentuk orbital
molekul sigma (s), pi (p) dan delta (d)
7.8. BANGUN MOLEKUL
Yang dimaksud dengan bangun molekul adalah gambaran
geometrik yang diperoleh dengan cara menghubungkan
inti-inti atom yang berikatan, dengan garis lurus.
Contoh: Bangun molekul air yang triatomik (terdiri atas tiga
atom) :
H

d1
O
d2
H
Gambaran molekul air triatomik
d1 = d2 = 95,8 pm  = 104,45o
-panjang ikatan :
jarak antara inti-inti atom yang berikatan
- sudut ikatan :
sudut antara dua garis yang menggambarkan
ikatan
• Semua molekul Diatomik mempunyai bangun
linier
• Molekul Triatomik dapat mempunyai bangun linier (sudut
=180o), dan bersudut/bentuk V (sudut<180o).
• Molekul Poliatomik, beberapa ada yang punya bangun
linier, tetapi umumnya melukiskan gambaran bangun
geometrik tiga dimensi.
7.11. Bangun molekul dalam hubungannya dengan jenis hibridisasi orbital
molekul
•
Bangun molekul senyawa kovalen yang
dihasilkan dari hibridisasi orbital-orbital
atom pusatnya ditentukan oleh jenis
hibridisasinya. Tabel 7.2. berikut ini adalah
adalah bangun molekul dari jenis
hibridisasi yang ada :
Tabel 7.2. Orbital-orbital hibrida dan bangun
geometriknya
Orbital atom
Orbital
hibrida
Bangun Geometrik
Contoh
s+p
sp
Linier
BeCl2, C2H2
s+p+p
sp2
Trigonal planar
BF3, C2H4
s + p + p +p
sp3
Tetrahedral
CH4
d+s+p+p
dsp2
Segiempat datar
[Pt(NH3)4]2+
s + p + p +p + d
sp3d
Trigonal bipiramidal
PCl5
s + p + p +p +d + d
sp3d2
Oktahedral
SF6
d + d + s + p + p +p
d2sp3
Oktahedral
[Co(NH3)6]2+