KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA
2) Ikatan Kovalen Polar dan Nonpolar
Suatu senyawa mempunyai jenis ikatan: ionik, kovalen polar, atau kovalen nonpolar, ditentukan oleh selisih harga keelektronegatifan antar unsur yang berikatan. Atom dengan keelektronegatifan yang sama atau hampir sama
membentuk ikatan kovalen nonpolar. Molekul-molekul organik, ikatan C-C dan
ikatan C-H adalah jenis ikatan nonpolar. Contoh lainnya adalah ikatan pada molekul Br2. Senyawa kovalen seperti HCl, CO, H2O, CH3OH, atau H2C=O, salah satu atomnya mempunyai keelektronegatifan yang lebih besar daripada yang lainnya. Akibatnya, ikatan yang terbentuk memiliki distribusi rapat elektron yang tidak merata. Ikatan ini disebut ikatan kovalen polar.
Gambar 1.7. Ikatan kovalen nonpolar pada Br2, serta ikatan kovalen polar pada HCl, dan CO
(sumber: dokumentasi P4TK IPA)
c. Struktur Lewis dan Muatan Formal
Keadaan elektron valensi suatu unsur dapat digambarkan dengan menggunakan notasi khusus yang disebut struktur Lewis. Struktur ini dikembangkan oleh G.N. Lewis. Struktur Lewis suatu unsur digambarkan sebagai simbol atomnya yang dikelilingi oleh sejumlah titik, lingkaran, atau tanda silang yang melambangkan elekron valensinya. Contohnya, hidrogen, dengan satu elektron valensi, digambarkan sebagai H. Pembentukan ikatan yang terjadi antar atom dapat lebih mudah dipahami dengan menggunakan struktur Lewisnya. Contoh struktur Lewis untuk beberapa senyawa disajikan di bawah ini.
LISTRIK untuk SMP
15
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA KELOMPOK KOMPETENSI B
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Kimia SMA
Jika sepasang elektron yang digunakan bersama ditulis sebagai , maka
CH4 NH3 H2O CO2
Gambar 1.8. Struktur Lewis CH4, NH3, H2O, dan CO2
(sumber: dokumentasi P4TK IPA)
Tahap pertama yang harus dilakukan untuk menggambar struktur Lewis adalah menentukan atom-atom mana yang saling berikatan. Contohnya, pada CO2, kedua atom oksigen terikat pada atom karbon sebagai pusat molekulnya, sehingga strukturnya tidak mungkin berupa O-O=C. Sesungguhnya, satu-satunya cara yang pasti untuk menentukan bagaimana atom-atom ini berikatan adalah melalui percobaan. Pada senyawa biner sederhana dan ion-ion poliatom, seperti CO2 dan CO32-, atom pusat biasanya disebutkan pertama kali. Contohnya, karbon adalah atom pusat dalam CO2 dan CO32-; nitrogen adalah atom pusat dalam NH3, NO2, dan NO3-; sulfur adalah atom pusat dalam SO3 dan SO42-. Tetapi hal ini tidak berlaku untuk H2O dan H2S dan untuk molekul-molekul seperti HClO atau SCN. Perkiraan yang tepat memang tidak mungkin dibuat dengan cara ini. Setelah susunan atom dalam molekul diketahui, dapat dilanjutkan dengan menempatkan elektron-elektron valensinya. Hal ini dapat dilakukan dalam beberapa tahap berikut.
1. Hitung jumlah seluruh elektron valensi yang dimiliki oleh seluruh atom dalam molekul atau ion poliatom. Untuk ion poliatom yang bermuatan negatif, tambahkan elektron sesuai besar muatannya. Sebaliknya, untuk ion poliatom yang bermuatan positif, kurangi jumlah elektron sesuai besar muatannya. 2. Letakan sepasang elektron diantara dua atom yang berikatan.
3. Lengkapi konfigurasi oktet atom-atom (ingatlah bahwa kulit valensi atom hidrogen hanya dapat diisi dua elektron )
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA
16
Konfigurasi oktet atom :
Jika atom pusat masih belum memenuhi aturan oktet, bentuklah ikatan rangkap sehingga aturan ini dipenuhi oleh setiap atom yang berikatan.
Contoh:
Harus diperhatikan pula bahwa hal ini tidak berlaku untuk senyawa-senyawa yang menyimpang dari aturan oktet, seperti BCl3 dan BeCl2.
Contoh: Struktur Lewis untuk formaldehida, CH2O, dapat digambarkan sebagai berikut.
1. Tuliskan kerangka molekulnya.
2. Hitung jumlah elektron valensi yang ada pada H2CO. Jumlah elektron valensi = 2 + 4 + 6 = 12.
3. Letakkan sepasang elektron diantara dua atom yang berikatan.
LISTRIK untuk SMP
17
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA KELOMPOK KOMPETENSI B
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Kimia SMA
5. Sampai tahap ini, atom C belum oktet tetapi sudah tidak ada elektron untuk membuatnya oktet. Struktur oktet dapat dicapai dengan menggeser pasangan elektron bebas pada atom O menjadi elektron ikatan.
Jadi struktur Lewis H2CO adalah :
Kadang-kadang, ada dua struktur Lewis atau lebih yang dapat digambarkan untuk satu senyawa. Contohnya molekul H2SO4. Kita dapat menggambarkan struktur Lewis untuk senyawa ini sebagai berikut.
(struktur I) (struktur II)
Melalui percobaan, dapat ditentukan struktur mana yang lebih sesuai untuk H2SO4. Struktur I nampaknya sesuai karena telah mengikuti aturan oktet. Tetapi, hasil percobaan menunjukkan bahwa panjang ikatan antara sulfur dan oksigen yang tidak berikatan dengan hidrogen lebih pendek dibandingkan panjang ikatan yang seharusnya untuk suatu ikatan tunggal S-O. Ikatan rangkap dalam struktur II
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: IKATAN KIMIA
18
memiliki panjang ikatan S-O yang sesuai dengan hasil percobaan. Dengan demikian, struktur yang kedua ini adalah struktur yang lebih sesuai untuk H2SO4. Cara lain untuk menentukan struktur Lewis mana yang lebih sesuai adalah dengan menghitung muatan formalnya. Pada struktur I, sulfur membentuk empat ikatan tunggal dengan oksigen. Jika elekron-elektron dalam ikatan tersebut dibagi bersama oleh S dan O, maka masing-masing atom memiliki setengah dari pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan, atau sebanyak satu elektron untuk setiap ikatan. Dengan perkataan lain, keempat ikatan ini menunjukkan bahwa ada empat elektron dalam kulit valensi sulfur. Atom sulfur seharusnya memiliki enam elektron valensi. Hal ini berarti bahwa dalam struktur I, sulfur kekurangan dua elektron valensi, atau bermuatan 2+. Muatan ini dinamakan muatan formal. Secara umum, muatan formal suatu atom dalam suatu struktur Lewis dapat dihitung sesuai rumus:
Jadi, untuk struktur Lewis pertama,
Muatan formal sulfur = 6 - 4 - 0 = +2
Muatan formal hidrogen = 1- 1 - 0 = 0
Muatan formal oksigen yang tidak berikatan dengan hidrogen = 6 - 1 - 6 = -1
Muatan formal oksigen yang berikatan dengan hidrogen = 6 - 2 - 4 = 0
Untuk struktur Lewis kedua,
Muatan formal sulfur = 6 - 6 - 0 = 0
Muatan formal hidrogen = 1- 1 - 0 = 0
Muatan formal oksigen yang tidak berikatan dengan hidrogen = 6 - 2 - 4 = 0
Muatan formal oksigen yang juga berikatan dengan hidrogen = 6 - 2 - 4 = 0
Perhatikan bahwa jumlah total muatan formal H2SO4 adalah nol sesuai dengan kenyataan bahwa molekul ini netral. Suatu ion poliatom, jumlah muatan formal
muatan formal suatu atom dalam struktur
Lewis = jumlah elektron valensi atom tersebut – jumlah elektron ikatan/2
jumlah elektron yang tidak digunakan untuk
berikatan
LISTRIK untuk SMP
