Molekul, Ion dan Senyawa Kimia

(1)

Molekul, Ion dan Senyawa Kimia

Drs. Iqmal Tahir, M.Si.

iqmal@gadjahmada.edu

I.

I. Molekul, Senyawa dan rumus molekulMolekul, Senyawa dan rumus molekul Molekul

Molekul-- Bentuk satuan terkecil yang dapat diidentifikasikan Bentuk satuan terkecil yang dapat diidentifikasikan menjadi unsur

menjadi unsur--unsur melalui suatu reaksi peruraian dan unsur melalui suatu reaksi peruraian dan memiliki komposisi dan sifat kimia sebagai senyawa memiliki komposisi dan sifat kimia sebagai senyawa tersebut.

tersebut.

•

• Molekul terdiri dari atom-Molekul terdiri dari atom-atom terdiri dua atau lebih unsur yang atom terdiri dua atau lebih unsur yang bergabung melalui ikatan kimia.

bergabung melalui ikatan kimia.

2

2 Al(sAl(s) + 3 Br) + 3 Br22((ll) ) ÆÆ AlAl22BrBr66(s)(s)

I.

I. Molekul, Senyawa dan rumus molekulMolekul, Senyawa dan rumus molekul

Rumus molekul

Rumus molekul-- Pernyataan singkat untuk menggambarkan Pernyataan singkat untuk menggambarkan jumlah atom yang terdapat dalam molekul. jumlah atom yang terdapat dalam molekul.

•

• Terdapat empat macam tipe yang dapat digunakan untuk Terdapat empat macam tipe yang dapat digunakan untuk menjabarkan molekul :

menjabarkan molekul :

1.

1. Rumus molekulRumus molekul(Molecular(MolecularFormulas)Formulas)

2.

2. Rumus termampatkan (CondensedRumus termampatkan (CondensedFormulas)Formulas)

3.

3. Rumus struktur (StructuralRumus struktur (StructuralFormulas)Formulas)

4.

4. Model molekul (MolecularModel molekul (MolecularModels)Models)

I.

I. Molekul, Senyawa dan rumus molekulMolekul, Senyawa dan rumus molekul 1.

1.Rumus molekulRumus molekul-- Menjabarkan komposisi atom dari Menjabarkan komposisi atom dari molekul tetapi tidak menggambarkan molekul tetapi tidak menggambarkan informasi struktur.

informasi struktur.

•

• Tipe atom direpresentasikan menggunakan simbol dalam tabel Tipe atom direpresentasikan menggunakan simbol dalam tabel periodik.

periodik.

•

• Angka subskrip di belakang atom mengindikasikan jumlah Angka subskrip di belakang atom mengindikasikan jumlah atom tgersebut dalam molekul.

atom tgersebut dalam molekul.

Contoh:

Contoh: CC33HH88OO

•

• Rumus yang dapat menggambarkan beberapa Rumus yang dapat menggambarkan beberapa molekul yang berbeda

molekul yang berbeda (contoh :(contoh :etiletilmetilmetiletereter, 1, 1- -propanol,

propanol, atauatau2-2-propanol).propanol).

I.

Contoh:

Rumus termampatkan

Rumus termampatkan NamaNama

CH

CH₃₃CHCH₂₂CHCH₂₂OHOH 11--propanolpropanol CH

CH33CHOHCHCHOHCH33 22--propanolpropanol CH

CH₃₃CHCH₂₂OCHOCH₃₃ etiletilmetilmetiletereter

2.

2.Rumus termampatkanRumus termampatkan-- Beberapa atom dalam gugus disatukan Beberapa atom dalam gugus disatukan untuk memberikan informasi struktur. untuk memberikan informasi struktur.

I.

Contoh:

Rumus

Rumus RumusRumus

Struktur

Struktur termampatkantermampatkan NamaNama

CH

CH₃₃CHCH₂₂CHCH₂₂OHOH 11--propanolpropanol

CH

CH₃₃CHOHCHCHOHCH₃₃ 22--propanolpropanol

CH

CH₃3CHCH22OCHOCH33 etiletilmetilmetiletereter H C C C H H H O H H H H H C C O C H H H H H H H H C C C O H H H H H H H 3.

3.Rumus strukturRumus struktur-- Menunjukkan bagaimana semua atom Menunjukkan bagaimana semua atom saling terikat, menggambarkan struktur saling terikat, menggambarkan struktur secara lebih detail.

(2)

I.

Bola dan tongkat

Bola dan tongkat Pengisian ruangPengisian ruang NamaNama

1 1--propanolpropanol

2 2--propanolpropanol

etil etilmetilmetiletereter

4.

4.Model molekulModel molekul-- Suatu model tiga dimensi yang Suatu model tiga dimensi yang menggambarkan struktur molekul menggambarkan struktur molekul..

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Senyawa ionik

Senyawa ionik-- Suatu senyawa yang terbentuk dari kombinasi Suatu senyawa yang terbentuk dari kombinasi ion, atom atau gugus atom

ion, atom atau gugus atomyang memasangkan yang memasangkan muatan listrik positif dan negatif dan terbentuk muatan listrik positif dan negatif dan terbentuk karena ikatan ionik (

karena ikatan ionik (ionicionicbonds)bonds)..Senyawa ionik Senyawa ionik ini sering dikenal dengan istilah garam. ini sering dikenal dengan istilah garam.

Ikatan ionik

Ikatan ionik--Tarikan antara ion positif dan ion negatif yang Tarikan antara ion positif dan ion negatif yang dihasilkan dari transfer 1 atau lebih elektron dari satu dihasilkan dari transfer 1 atau lebih elektron dari satu atom ke atom lainnya.

atom ke atom lainnya.

Ion

Ion--Suatu atom atau gugus ataom yang kehilangan atau menangkap Suatu atom atau gugus ataom yang kehilangan atau menangkap satu atau lebih elektron sehingga tidak netral lagi.

satu atau lebih elektron sehingga tidak netral lagi.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

A.

A.IonIon

Kation

Kation-- Suatu ion dengan muatan listrik positif akibat Suatu ion dengan muatan listrik positif akibat kehilangan satu atau lebih elektron. kehilangan satu atau lebih elektron.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Anion

Anion-- Suatu ion dengan muatan listrik negatif akibat Suatu ion dengan muatan listrik negatif akibat menangkap satu atau lebih elektron. menangkap satu atau lebih elektron.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Ion Monatomik

Ion Monatomik--Ion yang terbentuk dari atom tunggal karena Ion yang terbentuk dari atom tunggal karena kehilangan atau menangkap elektron. kehilangan atau menangkap elektron.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Muatan tipikal dari ion

Muatan tipikal dari ionmonatomikmonatomik..

•

• Logam golonganLogam golongan1A 1A ––3A membentuk ion positif dengan 3A membentuk ion positif dengan jumlah yang sama dengan nomor golongan.

(3)

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Muatan tipikal dari ion monatomik

Muatan tipikal dari ion monatomik..

•

• Logam transisis ( unsur golongan BLogam transisis ( unsur golongan B) ) tidak memiliki pola muatan tidak memiliki pola muatan ionik yang tetap

ionik yang tetap..

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

•

• Nonlogam kebanyakan membentuk ion negatif dengan jumlah 8 Nonlogam kebanyakan membentuk ion negatif dengan jumlah 8 dikurangi no golongan dari unsur tersebut.

dikurangi no golongan dari unsur tersebut.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

•

• Metaloid memiliki muatan yang bervariasi dan dapat membentuk Metaloid memiliki muatan yang bervariasi dan dapat membentuk anion atau kation tergantung dengan unsur yang berikatan. anion atau kation tergantung dengan unsur yang berikatan.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

Ion Poliatomik

Ion Poliatomik-- Ion-Ion-ion yang terbentuk dari dua atau lebih atom ion yang terbentuk dari dua atau lebih atom dan memiliki suatu muatan listrik.

dan memiliki suatu muatan listrik.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

B.

B.Rumus senyawa ionikRumus senyawa ionik

•

• Senyawa ionik umumnya bermuatan netral.Senyawa ionik umumnya bermuatan netral.

•

• Jumlah ion positif dan ion negatif dalam senyawa ionik Jumlah ion positif dan ion negatif dalam senyawa ionik haruslah seimbang.

haruslah seimbang.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

C.

C.Penamaan senyawa ionikPenamaan senyawa ionik

1.

1. Ion positif (kation) disebut pertama kali.Ion positif (kation) disebut pertama kali.

a.

a. Jika kationJika kation(logam(logam) ) telah dikenal memiliki bilangan telah dikenal memiliki bilangan oksidasi (atau muatan), gunakan nama logam tersebut oksidasi (atau muatan), gunakan nama logam tersebut..

b.

b. Untuk logam transisi yang memiliki variasi bilangan Untuk logam transisi yang memiliki variasi bilangan oksidasi, muatan dari ion diindikasikan dengan bilangan oksidasi, muatan dari ion diindikasikan dengan bilangan romawi dalam kurung dituliskan di belakang nama logam romawi dalam kurung dituliskan di belakang nama logam tersebut.

tersebut.

Ion

Ion NamaNama

K

K++ _{ion kalium}_{ion kalium}

Al

Al3+3+ _{ion aluminum}_{ion aluminum} Cu

Cu3+3+ _ion_ion_tembaga(III_tembaga(III₎₎

Fe

(4)

II.

II. Ionic Compounds: Formulas, Names, and Properties Ionic Compounds: Formulas, Names, and Properties C.

C.Penamaan senyawa ionikPenamaan senyawa ionik

2.

2. Ion negatifIon negatif(anion) dinamakan belakangan(anion) dinamakan belakangan..

a.

a. Jika anion berupa ion monoatomik, tambahkan akhiran Jika anion berupa ion monoatomik, tambahkan akhiran ––

ida

idadi belakang nama unsurdi belakang nama unsur

b.

b. Jika anion berupa poliatomik, gunakan nama ion Jika anion berupa poliatomik, gunakan nama ion poliatomik tersebut.

poliatomik tersebut.

Ion

Ion NamaNama

Br

Br-- _ion_ion_brom_brom_ida_ida

N

N33-- _ion_ion_nitr_nitr_ida_ida

CrO

CrO4422-- ionionkhromatkhromat

NO

NO22-- ionionnitritnitrit

II.

II. Ionic Compounds: Formulas, Names, and Properties Ionic Compounds: Formulas, Names, and Properties D.

D.Sifat senyawa ionikSifat senyawa ionik

•

•Senyawa ionik terbentuk karena gaya elektrostatik Senyawa ionik terbentuk karena gaya elektrostatik (

(electrostaticelectrostaticforces)forces),,dandangaya tolakan yang terjadi antar ion gaya tolakan yang terjadi antar ion yang disebut gaya Coulomb (

yang disebut gaya Coulomb (CoulombCoulomb’’ssLaw)Law)..

2 ) )( ( d e n e n k − + = tolakan Gaya

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

D.

•

•Dalam bentuk padat, padatan Dalam bentuk padat, padatan ionik tersusun secara 3D dalam ionik tersusun secara 3D dalam bentuk bidang kristal ( bentuk bidang kristal (crystalcrystal lattice)

lattice)..

•

•Senyawa ionik umumnya Senyawa ionik umumnya berupa padatan keras pada berupa padatan keras pada temperatur kamar. temperatur kamar.

•

•Titik leleh padatan ionik Titik leleh padatan ionik meningkat sesuai dengan meningkat sesuai dengan peningkatan gaya elektrostatik peningkatan gaya elektrostatik yang terjadi pada ion yang terjadi pada ion--ion. ion.

II.

II. Senyawa

Senyawa

Ionik : Struktur, nama dan sifat

D.

•

•Padatan ionik dapat terbelah pada bidang yang jelas sesuai Padatan ionik dapat terbelah pada bidang yang jelas sesuai dengan struktur bidang kristal

dengan struktur bidang kristal..

III.

III.Senyawa molekular : Struktur, nama dan sifatSenyawa molekular : Struktur, nama dan sifat

•

•Senyawa molekular terbentuk dari kombinasi dua atau lebih non Senyawa molekular terbentuk dari kombinasi dua atau lebih non logam atau metaloid yang saling terikat dengan ikatan kovalen logam atau metaloid yang saling terikat dengan ikatan kovalen (

(covalentcovalentbonds)bonds)..

Ikatan Kovalen

Ikatan Kovalen-- Suatu tarikan Suatu tarikan interatomik yang dihasilkan interatomik yang dihasilkan dari penggunaan elektron bersama (sharing) dari dari penggunaan elektron bersama (sharing) dari atom

atom--atomnya. atomnya.

•

•Secara virtual, semua senyawa molekular biner dari kombinasi Secara virtual, semua senyawa molekular biner dari kombinasi nonlogam

nonlogamdi antara golongan 4Adi antara golongan 4A––7A dengan unsur yang lain atau 7A dengan unsur yang lain atau dengan hidrogen

dengan hidrogen..

III.

III.Senyawa molekular : Struktur, nama dan sifatSenyawa molekular : Struktur, nama dan sifat

1.

1. Namai unsur-Namai unsur-unsur sesuai dengan kenaikan nomor golongan. unsur sesuai dengan kenaikan nomor golongan. Penamaan Senyawa molekular

Penamaan Senyawa molekular 2.

2. Tunjukkan jumlah tiap unsur dalam senyawa dengan awalan Tunjukkan jumlah tiap unsur dalam senyawa dengan awalan bahasa yunani

bahasa yunani

Jumlah

Jumlah AwalanAwalan

1 1 monomono- -2 2 di-di -3 3 tritri- -4 4 tetratetra- -5 5 pentapenta- -6 6 heksaheksa- -7 7 heptahepta- -8 8 oktaokta- -9 9 nonanona- -10 10 deka-deka

(5)

-IV.

IV. Struktur senyawa dan konsep molStruktur senyawa dan konsep mol

•

•Massa molarMassa molar((molarmolarmassmass) dari suatu senyawa adalah jumlah ) dari suatu senyawa adalah jumlah massa molar dari unsur

massa molar dari unsur--unsur pembentuk senyawa tersebut. unsur pembentuk senyawa tersebut.

= 44.01 g CO = 44.01 g CO22 = 32.00 g O = 32.00 g O = 12.01 g C = 12.01 g C = 1.00 mol CO = 1.00 mol CO22 = 2.00 mol O = 2.00 mol O = 1.00 mol C = 1.00 mol C 6.02 x 10 6.02 x 102323_CO_CO 2 2atomatom 2 x 6.02 x 10 2 x 6.02 x 102323_{O atom}_O_atom 6.02 x 10 6.02 x 102323_C_{C atom}_atom CO CO₂2 Æ Æ 2 O 2 O + + C C •

•Massa molarMassa molarsering juga dikenal sering juga dikenal sebagai massa rumus atau berat sebagai massa rumus atau berat molekul dari senyawa. molekul dari senyawa.

IV.

IV. Penentuan struktur kimiaPenentuan struktur kimia

•

•Salah satu cabang utama ilmu kimia adalah kimia analitik Salah satu cabang utama ilmu kimia adalah kimia analitik (

(chemicalchemicalanalysis)analysis),,yang terkait dengan penentukan rumus yang terkait dengan penentukan rumus kimia dan rumus struktur.

kimia dan rumus struktur.

Hukum komposisi tetap (Law

Hukum komposisi tetap (Lawof Constant Compositionof Constant Composition))-

-Menyatakan bahwa setiap contoh dari senyawa murni selalu terdiri Menyatakan bahwa setiap contoh dari senyawa murni selalu terdiri unsur

unsur--unsur yang sama dengan perbandingan massa yang selalu unsur yang sama dengan perbandingan massa yang selalu sama.

sama.

Komposisi molekul dapat dinyatakan dengna 3 cara berikut

Komposisi molekul dapat dinyatakan dengna 3 cara berikut:: 1.

1. Dalam bentuk jumlah atom untuk tiap tipe atom tersebut per Dalam bentuk jumlah atom untuk tiap tipe atom tersebut per molekul atau per satuan molekul (contoh rumus kimia). molekul atau per satuan molekul (contoh rumus kimia).

2.

2. Dalam bentuk massa tiap unsur per mol senyawa. Dalam bentuk massa tiap unsur per mol senyawa.

3.

3. Dengan massa tiap unsur dalam senyawa secara relatif Dengan massa tiap unsur dalam senyawa secara relatif terhadap massa total senyawa (persen massa = terhadap massa total senyawa (persen massa = massmass

percent

percent).).

IV.

•

•Massa dari tiap unsur dalam suatu senyawa adalah relatif Massa dari tiap unsur dalam suatu senyawa adalah relatif terhadap massa total dari senyawa.

terhadap massa total dari senyawa. A.

A.Persen komposisiPersen komposisi

100 × = senyawa massa unsur satu massa (massa) unsur % •

•Persen Persen komposisi (massa) senyawa dapat ditentukan dari komposisi (massa) senyawa dapat ditentukan dari rumus struktur serta massa molar dari senyawa dan unsur rumus struktur serta massa molar dari senyawa dan unsur- -unsur penyusunnya.

unsur penyusunnya.

Contoh

Contoh:: Tentukan persen komposisi dari oksigen dan hidrogen Tentukan persen komposisi dari oksigen dan hidrogen dalam air !

dalam air !

IV.

IV. Penentuan struktur kimiaPenentuan struktur kimia B.

B.Rumus empirik dan rumus molekul dari persen Rumus empirik dan rumus molekul dari persen komposisi

komposisi

Contoh

Contoh:: Tentukan Tentukan rumus empirik dari senyawa yang tersusun rumus empirik dari senyawa yang tersusun dari 5.93

dari 5.93% % massa massa hidrogenhidrogendandan94.07% massa94.07% massa oksigen!

oksigen!

Rumus empirik

Rumus empirik-- bentuk rasio atom terkecil yang mungkin bentuk rasio atom terkecil yang mungkin dalam suatu senyawa.

dalam suatu senyawa.

•

• Rumus empirik dapat ditentukan dari persen komposisi Rumus empirik dapat ditentukan dari persen komposisi senyawa.

senyawa.

IV.

IV. Penentuan struktur kimiaPenentuan struktur kimia B.

B. Rumus empirik dan rumus molekul dari persen Rumus empirik dan rumus molekul dari persen

komposisi

komposisi Rumus molekul

Rumus molekul-- Rumus ini memuat jumlah atom Rumus ini memuat jumlah atom sebenarnya yang terdapat dalam sebenarnya yang terdapat dalam senyawa.

senyawa.

Contoh

Contoh:: Tentukan rumus formula dari contoh di depan jika Tentukan rumus formula dari contoh di depan jika diketahui massa molekul senyawa adalah diketahui massa molekul senyawa adalah 34.0134.01 g/mol.

g/mol. •

• Rumus molekul dapat ditentukan dari persen komposisi dan Rumus molekul dapat ditentukan dari persen komposisi dan massa molekul dari senyawa..

massa molekul dari senyawa..

IV.

IV. Penentuan struktur kimiaPenentuan struktur kimia C.

C.Penentuan rumus molekul dari data massa di Penentuan rumus molekul dari data massa di laboratorium

laboratorium..

Contoh

Contoh:: GalliumGalliumoksida, oksida, GaGa_x_xOO_y_y, terbentuk jika gallium, terbentuk jika gallium direaksikan dengan

direaksikan dengan oksigenoksigen. . Dari percobaan Dari percobaan diketahui

diketahui1,251,25g g GaGaakan bereaksi dengan oksigen dan akan bereaksi dengan oksigen dan diperoleh 1.68

diperoleh 1.68g Gag Gax_xOOyy. . Apakah rumus struktur dari Apakah rumus struktur dari produk oksida ini

produk oksida ini??

1.

1.Tentukan massa suatu senyawa yang tidak diketahui dari Tentukan massa suatu senyawa yang tidak diketahui dari massa satu atau lebih komponen unsur yang diketahui untuk massa satu atau lebih komponen unsur yang diketahui untuk membentuk senyawa tersebut.

membentuk senyawa tersebut.

2.

2.Tentukan jumlah mol untuk tiap komponen yang digunakan Tentukan jumlah mol untuk tiap komponen yang digunakan untuk sintesis senyawa tersebut.

untuk sintesis senyawa tersebut.

3.

3.Gunakan rasio mol untuk menentukan rumus struktur Gunakan rasio mol untuk menentukan rumus struktur senyawa tersebut.

(6)

IV.

Latihan :

Ethylene glycol, the substance used in automobile antifreeze, is composed of 38.7 percent C, 9.7 percent H, and 51.6 percent O by mass. Its molar mass is 62.1 g/mol. (a) What is the empirical formula of ethylene glycol? (b) What is its molecular formula?

C:H:O= 2.98:7.91:1 = 2.98:7.91:1 C

C3H₃H₈8O O

V.

V. Senyawa terhidratSenyawa terhidrat-- Senyawa dengan mengandung Senyawa dengan mengandung molekul air yang terikat dengan ion atau molekul air yang molekul air yang terikat dengan ion atau molekul air yang terdapat dalam bidang kristal dari garam ionik padat. terdapat dalam bidang kristal dari garam ionik padat.

Contoh

Contoh:: Nikel(II) Nikel(II) khlorida terhidrat berupa pdatan kristlain khlorida terhidrat berupa pdatan kristlain berwarna hijau. Saat dipanaskan dengan kuat, berwarna hijau. Saat dipanaskan dengan kuat, senyawa akan terdehidrasi. Jika

senyawa akan terdehidrasi. Jika0,2350,235g Nikel(II) g Nikel(II) khlorida terhidrat dipanaskan akan menghasilkan khlorida terhidrat dipanaskan akan menghasilkan 0.128 g

0.128 g Nikel(II) khlorida anhidrous,Nikel(II) khlorida anhidrous,apakah rumus apakah rumus molekul dari Nikel(II) khlorida terhidrat ? molekul dari Nikel(II) khlorida terhidrat ?

CoCl

CoCl22••6 H6 H22O(s) O(s) ÆÆ CoClCoCl22(s) + 6 H(s) + 6 H22O(g)O(g)

Garam terhidrat