Macam dan Kekuatan Ikatan Kimia PDF

Preview

Summary

IKATAN KIMIA(Macam dan Kekuatan Ikatan)I. Macam Ikatan KimiaA. Ikatan Antar Atom Ikatan kimia dibagi menjadi 3 macam berdasarkan 3 cara kombinasi dari unsur logam dan unsur nonlogam, yakni :  logam dengan non logam (ikatan ionik)  non logam dengan non logam (ikatan kovalen)  logam dengan logam (i...

Description

IKATAN KIMIA (Macam dan Kekuatan Ikatan)

I. Macam Ikatan Kimia

A. Ikatan Antar Atom Ikatan kimia dibagi menjadi 3 macam berdasarkan 3 cara kombinasi dari unsur logam dan unsur nonlogam, yakni : 

logam dengan non logam (ikatan ionik)



non logam dengan non logam (ikatan kovalen)



logam dengan logam (ikatan logam).

1. Ikatan ionik (ikatan elektrovalen) : “transfer elektron” Atom logam (energi ionisasi rendah) cenderung melepaskan elektronnya, lalu diterima oleh atom nonlogam (afinitas elektron besar). Dari proses transfer elektron dari atom logam ke atom nonlogam ini akan terbentuk ion positif dan ion negatif dengan konfigurasi elektron gas mulia yang saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis yang disebut ikatan ionik. Sebagai contoh, dalam pembentukan senyawa ionik NaCl terjadi transfer elektron dari atom Na ke atom Cl.

2. Ikatan kovalen: “Sharing Elektron” Atom-atom nonlogam cenderung tidak ingin melepaskan elektronnya (energi ionisasi tinggi) dan ingin menarik elektron-elektron dari atom lainnya (afinitas elektron besar) sehingga terdapat satu atau lebih pasangan elektron yang dipakai untuk berbagi bersama. Ikatan kimia yang terbentuk dari sharing elektron terlokalisasi antara atom ini disebut ikatan kovalen. Sebagai contoh, 2 atom H berikatan kovalen membentuk molekul H 2 dan 2 atom Cl berikatan kovalen membentuk molekul Cl2.

Ikatan kovalen terdiri atas ikatan kovalen polar, kovalen non polar, dan kovalen koordinasi. a. Kovalen polar Senyawa kovalen dikatakan polar jika senyawa tersebut memiliki perbedaan keelektronegatifan. Dengan demikian, pada senyawa yang berikatan kovalen terjadi pengutuban muatan. Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron Ikatannya (PEI) cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Senyawa kovalen polar biasanya terjadi antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar, mempunyai bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol.

b. Kovalen non polar Senyawa kovalen dikatakan non polar jika senyawa tersebut tidak memiliki perbedaan keelektronegatifan. Dengan demikian, pada senyawa yang berikatan kovalen tidak terjadi pengutuban muatan. Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron Ikatannya (PEI) 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.

c.

Kovalen Polar Larut dalam air Memiliki pasangan elektron bebas

Kovalen Non Polar Tidak dapat larut dalam air Tidak memiliki pasangan elektron

Berakhir ganjil, kecuali BX3 dan

bebas Berakhiran genap

PX5 Contoh: NH3, PCl3, H2O, HCl,

Contoh: F 2, Cl2, Br2, I2, O2, H2, N2,

HBr, SO3, N2O5, Cl2O5 Kovalen koordinasi

CH4, SF6, PCl5, BCl3

Ikatan kovalen koordinasi (ikatan dativ) adalah ikatan kovalen di mana salah satu atomnya mendonasikan pasangan elektron yang dimilikinya. Pada ikatan kovalen koordinasi, pasangan elektron ikatannya hanya berasal dari satu atom, bukan dari kontribusi bersama kedua atom yang berikatan. Contoh:

3. Ikatan logam: “lautan elektron” Atom-atom logam cenderung mudah melepaskan elektronnya (energi ionisasi rendah) dan susah menangkap elektron (afinitas elektron kecil) sehingga elektron-elektron valensi terdelokalisasi dan tersebar merata menjadi lautan elektron di antara kation-kation logam. Elektron-elektron “mengalir” di antara dan sekeliling kation logam dan mengikatkan kationkation logam tersebut.

Ilustrasi 3 jenis ikatan kimia: ionik, kovalen, dan logam (Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill)

B. Ikatan Antarmolekul

Ikatan antar molekul timbul dari dipol atom atau molekul. Pada dasarnya dipol listrik timbul jika ada jarak pisah antara bagian positif dan negatif dari sebuah atom dan molekul. Perlu diingat bahwa gaya tarik antarmolekul berikatan dengan sifat-sifat fisis zat, seperti titik leleh dan titik didih. Semakin kuat gaya tarik antarmolekul, semakin sulit untuk memutuskannya, sehingga mengakibatkan semakin tinggi titik leleh maupun titik didih suatu senyawa. 1. Gaya London / Gaya Dispersi Gaya London atau gaya dispersi adalah gaya tarik menarik antara molekulmolekul dalam zat yang nonpolar. Fritz London, seorang ilmuwan Jerman mengungkapkan teori tentang gaya ini, sehingga gaya ini bisa disebut gaya London. Gaya London adalah gaya dimana elektron senantiasa bergerak dalam orbital. Perpindahan elektron dari suatu daerah ke daerah lainnya menyebabkan suatu molekul yang secara normal bersifat nonpolar menjadi polar sesaat, membentuk dipol sesaat. Dipol yang terbentuk dengan cara ini disebut dipol sesaat karena dipol ini dapat berubah secara banyak dalam satu detik. Dipol sesaat pada suatu molekul dapat mengimbas molekul di sekitarnya sehingga membentuk suatu dipol terimbas. Gaya London merupakan gaya yang relatif lemah. Zat yng molekulnya bertarikan hanya berdasarkan gaya London mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah dibandingkan dengan zat lain yang massa molekulnya relatif kira-kira sama. Jika molekul-molekulnya kecil, zat-zat itu biasanya berbentuk gas pada suhu kamar. Contohnya adalah hidrogen (H 2), nitrogen (N 2), metana (CH4), gas-gas mulia seperti helium (He), dan sebagainya. Kekuatan gaya London bergantung pada beberapa faktor, antara lain kerumitan molekul dan ukuran molekul. a.

Kerumitan Molekul

•Lebih banyak terdapat interaksipada molekul kompleks dari molekul sederhana, sehingga Gaya London lebih besar dibandingkan molekul sederhana. •Makin besar Mr makin kuat Gaya London. b.

Ukuran Molekul

•Molekul yang lebih besar mempunyai tarikan lebih besar dari pada molekul berukuran kecil. Sehingga mudah terjadi kutub listrik sesaat yang menimbulkan Gaya London besar.

•Dalam satu golongan dari atas ke bawah, ukurannya bertambah besar, sehingga gaya londonnya juga semakin besar. 2. Ikatan Hidrogen Suatu gaya antarmolekul yang relatif kuat terdapat dalam senyawa hidrogen yang mempunyai keelektronegatifan besar, yaitu fluorin (F), oksigen (O), dan nitrogen (N). Misalnya dalam HF, H 20, dan NH3. Hal ini tercermin dari titik didih yang menyolok tinggi dari senyawa-senyawa tersebut dibandingkan dengan senyawa lain yang sejenis. 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 memengaruhi 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.

Ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul air, dimana muatan parsial positif berasal dari atom H yang berasal dari salah satu molekul air. Ikatan hidrogen dapat terjadi inter molekul dan intra molekul. Jika ikatan terjadi antara atom-atom dalam molekul yang sama maka disebut ikatan hidrogen intramolekul atau didalam molekul, seperti molekul H2O dengan molekul H2O. Ikatan hidrogen, juga terbentuk pada pada antar molekul seperti molekul NH3, CH3CH2OH dengan molekul H 2O, ikatan yang semacam ini disebut dengan ikatan hidrogen intermolekul.

3. Ikatan / Gaya Van Der Waals Gaya-gaya antarmolekul secara kolektif disebut juga gaya van der Waals. Jadi, bisa dikatakan bahwa gaya London, gaya dipol-dipol, dan gaya dipol-dipol terimbas, semuanya tergolong gaya van der Waals. Namun demikian, ada kebiasaan untuk melakukan pembedaan yang bertujuan untuk memperjelas gaya antarmolekul dalam suatu zat berikut. -

Istilah gaya London atau gaya dispersi digunakan, jika gaya antarmolekul itulah satu-satunya, yaitu untuk zat-zat yang nonpolar. Misalnya untuk gas mulia, hidrogen, dan nitrogen.

-

Istilah gaya van der Waals digunakan untuk zat yang mempunyai dipol-dipol selain gaya dipersi, misalnya hidrogen klorida dan aseton.

II. Memprediksi Kekuatan Ikatan, Panjang Ikatan antara Dua Atom dalam Molekul Istilah orde ikatan (bonding order) ini digunakan dalam teori orbital molekul (molecule orbital theory). Menurut teori orbital molekul bahwa semua elektron dalam tiap atom dalam molekul turut terlibat dalam pembentukan ikatan dengan mengisi orbital-orbital, yaitu orbital molekul ikatan (bonding molecule orbital) dan orbital molekul antiikatan (antibonding molecule orbital). Berbeda dengan teori ikatan valensi bahwa dalam pembentukan ikatan antaratom hanya elektron valensi saja.

Orde ikatan =

Σ elektron pada ikatan orbital molekul −

Σ elektron pada antiikatan orbital molekul 2

Dari orde ikatan ini kita dapat membandingkan untuk memprediksi kekuatan ikatan, panjang ikatan yang terjadi antara dua atom. Panjang ikatan berbanding terbalik dengan orde Ikatan, semakin besar orde ikatan maka panjang ikatan akan semakin kecil

Panjang ikatan∝1orde ikatan Kekuatan ikatan berbanding lurus dengan orde ikatan, semakin besar orde ikatan maka kekuatan ikatan antaratom dalam molekul semakin besar pula.

Kekuatan ikatan∝orde ikatan Urutkan kekuatan ikatan antara O dengan O pada O2, O2+ , O22- Petunjuk untuk memudahkan mengingat bila jumlah ikatan pada: F–F adalah 1 (total elektron pada 2F = 2×9 = 18) O=O adalah 2 (total elektron pada 2F = 2×8 = 16) N≡N adalah 3 (total elektron pada 2N = 2×7 = 14) orde ikatan tertinggi bila jumlah elektron dalam dua atom adalah ganjil maka nilainya x,5, seperti 2,5 ; 1,5 ; 0,5

Berikut diagram orde ikatan dengan jumlah elektron

Sekarang kita dapat membandingkan kekuatan dan panjang ikatan antara O dengan O pada O2, O2+, O22-. Pertama hitung jumlah elektron kemudian tentukan orde ikatannya. O2 = 2×8 = 16 → orde ikatannya 2 O2+ = 2×8 – 1 = 15 → orde ikatannya 2,5 O22- = 2×8 + 2 = 18 → orde ikatannya 1 Urutan orde ikatannya O22- < O2 < O2+ Karena kekuatan ikatan berbanding lurus dengan orde ikatan maka urutannya O22- < O2 < O2+ Karena panjang ikatan berbanding terbalik dengan orde ikatan maka urutannya O22- > O2 > O2+ Perkirakan

manakah

yang

lebih

kuat

ikatan

dalam

CN-

atau

O2

Penyelesaian: Jumlah elektron pada CN- = 6 + 7 + 1 = 14 → orde ikatan = 3 Jumlah elektron pada O2 = 8 + 8 = 16 → orde ikatan = 2 Jadi ikatan yang lebih kuat adalah CN- dibanding dalam O2. Untuk beberapa kasus cara penentuan orde ikatan di atas kurang tepat bila digunakan, seperti penentuan orde ikatan pada NO 3-, secara simpel orde ikatan dapat dihitung dengan membagi jumlah ikatan antaratom dibagi jumlah atom (dalam hal ini O) yang membentuk ikatan dengan atom pusat (dalam hal ini N).

Jadi orde ikatan pada NO3- = 4/3 = 1,33 4 itu jumlah ikatan yang terdapat pada NO3-, dan 3 itu jumlah atom (O) yg terhubung ke atom pusat (N).

Referensi : – Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13 th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc. – Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10th edition). New York: McGraw Hill – Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10 th edition). Toronto: Pearson Canada Inc. – Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga. – Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5 th edition). New York: McGraw Hill...