zOù=Ïèø9$#;M»y_u‘yŠ
5. Ikatan Kimia
Pada penelitian ini, peneliti memilih materi pokok ikatan kimia yang meliputi kestabilan atom, ikatan ion, ikatan kovalen dan ikatan logam.
29
Agusniar Trisna Miati, Kamus Kimia Bergambar, (Jakarta: Erlangga, 2000), hlm. 2
30
a. Kestabilan atom
Susunan elektron stabil mengikuti kaidah oktet dan duplet. Seperti yang terlihat pada Tabel 2.1
1) Kaidah oktet menyatakan bahwa atom-atom cenderung mengikuti 8 elektron pada kulit terluar seperti konfigurasi elektron gas mulia 2) Kaidah duplet menyatakan atom-atom dengan nomer atom kecil
cenderung memiliki 2 elektron pada kulit terluar seperti konfigurasi elektron gas mulia He
Tabel 2.1 Konfigurasi gas mulia
Unsur Gas Mulia Nomer Atom 2 Konfigurasi Elektron He Ne Ar Kr Xe Rn 2 10 18 36 54 86 2 2 8 2 8 8 2 8 18 8 2 8 18 18 8 2 8 18 32 8
Untuk memenuhi kaidah tersebut maka akan terjadi pelepasan dan penerimana elektron
1) Pelepasan elektron
Suatu unsur akan melepaskan elektron valensinya sehingga membentuk ion positif yang bermuatan sejumlah elektron yang dilepaskan 11Na melepaskan 1 elektron 11Na++ e ( 2 8 1) (2 8 ) 20Ca melepaskan 2 elektron 20Ca2+ + 2e ( 2 8 8 2 ) ( 2 8 8 ) 13Al melepaskan 3 elektron 13Al3+ + 3e ( 2 8 3 ) ( 2 8 )
Unsur yang cenderung melepaskan elektron adalah unsur logam yang berada pada golongan IA, IIA, IIIA, (elektron valensi)
2) Penerimaan elektron
Suatu unsur akan menarik elektron dari luar sehingga unsur tersebut akan bermuatan negatif sebesar elektron yang ditariknya.
Unsur golongan VIA, menerima 2 elektron
8O + 2e- menerima 2 elektron 8O
( 2 6 ) ( 2 8 )
Unsur golongan VIIA, menerima 1 elektron
17Cl + e- menerima 1 elektron 17Cl
( 2 8 7) ( 2 8 8)
Unsur-unsur yang cenderung menarik elektron adalah unsur non logam yang berada pada golongan VA, VIA, VIIA (elektron valensi 5, 6, 7). Dari pelepasan dan penerimaan elektron akan terbentuk ikatan kimia
Atom-atom dari unsur yang tidak stabil mempunyai kecenderungan bergabung dengan atom-atom lain (atom yang sama maupun berbeda). Atom-atom tersebut bergabung melalui suatu ikatan kimia. Terdapat sekelompok unsur yang atomnya stabil meskipun tidak bergabung melalui ikatan kimia. Terdapat sekelompok unsur yang atomnya stabil meskipun tidak bergabung dengan atom lain, yaitu unsur-unsur gas mulia, yang terdiri atas: helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), dan radon (Rn). Atom-atom gas mulia dapat berdiri sendiri sebagai atom tunggal (monoatomik) dalam keadaan stabil.
Berdasarkan analisis partikel-partikel penyusun atom penyebab stabil-tidaknya suatu atom adalah bagaimana elektron-elektron atom itu tersusun atau konfigurasi elektronya. Dari konfigurasi elektron, Kossel dan
Lewis membuat kesimpulan bahwa atom-atom akan stabil bila konfigurasi
elektron terluarnya dua (duplet) dan delapan (oktet).
Untuk mencapai keadaan stabil maka atom-atom akan membentuk konfigurasi elektron seperti gas mulia. Untuk membentuk konfiguraasi elektron seperti gas mulia, dapat dilakukan dengan cara membentuk ion atau membentuk pasangan elektron bersama.31
31
b. Ikatan Ion
1) Pengertian dan proses terbentuknya ikatan ion
ion adalah partikel bermuatan listrik, terbentuk jika sebuah atom kehilangan atau mendapat satu elektron atau lebih untuk mendapat satu elektron atau lebih untuk membentuk kulit terluar yang stabil. Ikatan ion terbentuk ketika dua unsur saling bereaksi bersama-sama membentuk ion, dihasilkan kation (ion yang bermuatan positif) dan anion (ion yang bermuatan negatif) yang mempunyai muatan listrik berlawanan, dan saling tarik menarik satu sama lain. Unsur-unsur logam biasanya mempunyai energi ionisasi yang rendah, sedangkan unsur-usur non logam mempunyai afinitas elektron yang tinggi. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa antara unsur-unsur logam dengan unsur-unsur non logam umumnya akan membentuk ikatan ion.32 Pada Gambar 2.1 menjelaskan bahwa pada ikatan ion, unsur logam memindahkan elektron pada nonlogam. Akan terjadi serah terima elektron sehingga akan terjadi tarik menarik antara atom logam yang bermuatan positif dengan atom logam yang bermuatan negatif.
Contoh reaksi pembentukan ikatan ion terdapat pada Gambar 2.2
11Na : 2e 8e 1e Na+: 2e 8e +1e
17Cl : 2e 8e 7e + 1e Cl- : 2e 8e 8e
32
Agusniar Trisna Miati, Op. cithlm. 16
Atom dari unsur golongan I dan II mencapai oktet dengan melepaskan elektronnya dan membentuk kation, atom dari unsur golongan VI dan VII juga melakukan hal yng sama dengan menerima elektron dan membentuk anion. Reaksi unsur logam di sebelah kiri tabel berkala dengan unsur nonlogam di sebelah kanan selalu memindahkan elektron secukupnya untuk membentuk ion dengan oktet lengkap.33
2) Sifat-sifat senyawa ion
Senyawa ion adalah suatu senyawa yang komponen penyusunnya terikat satu sama lain dengan ikatan ion. Senyawa ion tidak memiliki molekul, hanya ada kation dan anion yang saling tarik menarik untuk membentuk kristal-kristal ion. Jumlah ion positif dan negatif dalam setiap unit kristal tidak dapat ditentukan secar tepat karena semakin besar ukuran kristal semakin banyak jumlah ion-ion penyusunnya. Meskipun demikian, perbandingan jumlah ion-ion positif dan ion-ion negatif selalu tetap.
Secara umum sifat senyawa ion dipengaruhi oleh struktur kristal ion tersebut. Beberapa sifat khas senyawa ion, antara lain: a. senyawa-senyawa ion dalam dalam keadaan padat tidak
tersusun dari molekul-molekul tetapi tersusun dari ion-ion. b. senyawa-senyawa ion berupa elektrolit.
c. Ikatan yang cukup kuat dari ion negatif dan ion positif dengan gaya elektro statis mengakibatkan titik lebur dan titik didihnya relatif tinggi.
33
Oxtoby, Gillis, Nachtrieb+, Prinsip-Prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid 1, (Jakarta: Erlangga, 2001), hlm. 59
d. senyawa-senyawa ion larut dalam air atau pelarut-pelarut sejenis, tidak larut dalam benzena atau pelarut-pelarut organik yang lain.34
3) Ikatan campuran ion dan kovalen
Bila dua atom atau lebih saling berdekatan, elektron-elektronya berinteraksi dan membentuk susunan atom baru di seputar inti yang memiliki energi potensial total yang lebih rendah dari pada atom yang terisolasi. Pengurangan energi ini menstabilkan susunan itu relatif terhadap atom terisolasi tersebut melalui pembentukan ikatan kimia. Bila elektron digunakan bersama diantara atom, ikatan diantara keduanya disebut ikatan kovalen. Bila elektron berpindah dari satu atom ke atom lain, ikatan yang dihasilkan disebut ikatan ionik. Meskipun diketahui banyak contoh nyata dari kedua model ideal ekstrim ini, kebanyakan ikatan nyata tidak ada yang benar-benar ionik atau sepenuhnya kovalen. Molekul nyata menunjukkan adanya suatu kontinue dari ikatan ionik murni sampai ikatan kovalen murni, dn kebanyakan memiliki sifat campuran antara ionik dan kovalen.
Di dalam suatu senyawa kadang-kadang terbentuk ikatan kovalen dan ikatan ion sekaligus. Bahkan dapat pula terjadi ikatan yang terbentuk merupakan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan koordinasi. Dalam hal ini, untuk menggambarkan struktur lewisnya harus jelas ion positif dan ion negatifnya.35
c. Ikatan kovalen
Ikatan kovalen adalah pemakaian elektron bersama antara atom di dalam molekul sehingga masing-masing mencapai keadaan kulit terluar yang stabil. Elektron yang saling berbagi secara berpasangan disebut pasangan elektron (setia pasangan membentuk satu ikatan kovalen). Ikatan kovalen dalam satu molekul sangat kuat. pada
34
Sukardjo, Ikatan Kimia, (Yogyakarta: Rineka Cipta, 1990), hlm. 48
35
umumnya senyawa kovalen (senyawa yang molekulnya memiliki ikatan kovalen internal) memiliki ikatan kovalen antar molekul yang tidak terlalu kuat, sehingga biasanya senyawa kovalen berwujud cair atau gas. senyawa kovalen tidak menghantar listrik karena tidak memiliki ion. Lihat Gambar 2.3 pada pembentukan ikatan kovalen
Untuk membentuk satu ikatan kovalen tunggal, setiap atom menyunbangkan 1 elektron kulit terluarnya. Bila antara antara kedua terbentuk ikatan kovalen ganda (rangkap) maka setiap atom akan menyumbangkan elektron sesuai dengan derajat penggandaanya. pada umumnya ikatan kovalen terjadi antara unsur atau atom yang sejenis, antara unsur non logam yang memiliki elektronegativitas yang kecil. Sifat unsur senyawa yang memiliki ikatan kovalen:
1) Titik didih dan titik leleh rendah 2) Mudah menguap
3) Kovalen polar bersifat elektrolit
4) Kovalen non polar bersifat non elektrolit Jenis ikatan kovalen:
1) Ikatan kovalen tunggal
Ikatan kovalen yang terbentuk ketika satu pasangan elektron dipakai bersama oleh dua atom. Penggunaan bersama sepasang elektron untuk mencapai kestabilan.
Contoh: H-H (H2) H-Cl (HCl) Cl-Cl (Cl2) H-O-H (H2O)
2) Ikatan kovalen rangkap
ikatan kovalen yang terbentuk ketika dua atau tiga pasang elektron dipakai bersama antara dua atom. Penggunaan bersama dua atau tiga pasang elektron untuk mencapai kestabilan.
contoh:
Rangkap dua: O = O (O2) O = C =O (CO2) Rangkap tiga N = N (N2) H C C - H 3) Ikatan kovalen polar
Kepolaran senyawa yang berikatan kovalen disebabkan adanya perbedaan harga keelektronegatifan. Adanya perbedaan harga keelektronegatifitas menyebabkan pasangan elektron ikatan lebih tertarik kesalah satu unsur sehingga membentuk dipol. Elektron terkumpul pada salah satu unsur sehingga membentuk dipol positif dan dipol negatif. Unsur dengan ikatan kovalen ini memiliki perbedaan elektronegatifitas tinggi, biasannya memiliki bentuk molekul yang tidak simetris dan memilki pasangan elektron bebas.
Contoh: HF, HCl, HI, FBr, H2O, NH3
4) Ikatan kovalen non polar
Unsur-unsur yang berikatan dengan perbedaan harga elektronegatifan sama menyebabkan elektron tersebar merata sehingga molekul tidak bermuatan. Bentuk molekul unsur yang memiliki ikatan kovalen non polar adalah simetris dan tidak memiliki pasangan elektron bebas.
Contoh: H2, CI2, CCI4, CH4 5) Ikatan kovalen koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi atau sering disebut ikatan kimia semi polar adalah ikatan yang pasangan elektron bersamanya berasal dari salah satu pihak.
Contoh: pembentukan ion H3O+dan NH4+
H2O + H+ H3O+ NH3 + H+ NH4+
d. Ikatan logam
Ikatan logam adalah gaya tarik menarik antara partikel pada sebuah kisi logam raksasa (misalnya dalam logam). Kisi tersusun atas ion logam bermuatan positif dengan elektron valensi yang bergerak bebas diantara ion positif itu. Elektron bebas atau terdelokalisasi (elektron valensi tidak tetap pada posisinya atau berpindah pindah) membentuk ikatan diantara ion positif dan karena elektron tersebut dapat bergerak maka panas dan listrik dapat dihantarkan melalui logam. Gaya antara logam dengan ion sangat kuat. hal ini menyebabkan logam mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi, karena relatif diperlukan sejumlah besar energi untuk memutuskan gaya tersebut.36 Pada Gambar 2.5 menjelaskan tentang ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antara atom-atom logam.