struktur molekul dan ikatan kimia teori

STRUKTUR MOLEKULER DAN IKATAN KIMIA

Penulis

Nama : Dewi Yuliana 1313023012

Eka Irmayta 1313023021

Program Studi: Pendidikan Kimia

Mata Kuliah : Kimia Anorganik

Dosen : 1. M. Mahfud Fauzi, S.Pd, M.Sc, 2. Nina Kadaritna M.Si

PENDIDIKAN KIMIA

PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

KATA PENGANTAR

Segala puji hanya milik Allah SWT dengan segala Rahmat dan Hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah ini untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah “KIMIA ANORGANIK” dengan tepat waktu.

Terima kasih kami sampaikan kepada Ibu Nina Kadaritna M.Si dan bapak M. Mahfud Fauzi S.Pd, M.Sc. selaku dosen kimi anorganik, serta semua pihak yang berperan dalam menyelesaikan makalah ini. Penulis berharap makalah ini dapat membantu kami beserta teman-teman pendidikan kimia dalam memahami dan mempelajari ikatan kimia dan struktur molekulnya.

Tidak ada gading yang tidak retak, demikian pula makalah ini. Kami menyadari bahwa makalah ini masih terdapat banyak kekurangan dan jauh dari

kesempurnaan. Oleh sebab itu, kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangaun untuk pembelajaran penulis kedepannya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aamiin

Bandarlampung, 14 Mei 2014

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah... 1.2. Rumusan Masalah... 1.3. Tujuan... BAB II PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Ikatan... 2.2. Jenis-Jenis Ikatan Kimia... 2.3. Teori VSEPR... BAB III PENUTUP

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita seringkali menjumpai materi kimia yang ada di sekitar kehidupan kita. Misalnya saja air, bensin, solar, gas-gas yang ada di alam dan masih banyak yang lainnya. Namun dengan berfikiran secara abstrak memungkinkan para ilmuwan untuk melakukan penemuan-penemuan mengenai adanya ikatan di dalam materi tersebut. Misalnya saja mengenai apa saja unsur yang berikatan, bagaimana ikatan itu terbentuk dan apa saja jenis-jenis ikatan yang memungkinkan suatu atom berikatan.

Dengan semakin majunya teori atom, teori tentang ikatan kimia ini juga mengalami perubahan. Saat ini ternyata, bahwa ikatan-ikatan kimia tidak pernah ada yang murni, artinya tidak ada yang 100 persen kovalen atau 100 persen elektrovalen. Oleh karena itu, untuk mengetahui konsep teori ikatan kimia dan lebih memahami konsep teori VSEPR disusunlah makalah ini.

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan permasalahan pada makalah ini adalah dengan adanya ikatan kimia yang terbentuk pada atom-atom atau pada molekul-molekul, apa saja jenis-jenis ikatan yang terbentuk dan bagaimana mengetahui struktur suatu molekul.

1.3. Tujuan

Adapun tujuan penulisan yang ingin di capai dalam penulisan makalah ini adalah :

1. Untuk lebih memahami Ikatan Kimia secara umum 2. Untuk lebih memahami konsep dan teori VSEPR

3. Untuk memprediksikan struktur molekul berdasarkan teori VSEPR

2.1. Pengertian Ikatan Kimia

Antara dua atom atau lebih dapat saling berinteraksi dan membentuk molekul. Interaksi ini selalu disertai dengan pelepasan energi. Adapun gaya-gaya yang menahan atom-atom dalam molekul merupakan suatu ikatan yang dinamakan ikatan kimia. Ikatan kimia terbentuk karena unsur-unsur

cenderung membentuk struktur elektron stabil. Walter Kossel dan Gilbert Lewis pada tahun 1916 menyatakan bahwa terdapat hubungan antara stabilnya gas mulia dengan cara atom berikatan. Mereka mengemukakan bahwa jumlah elektron terluar dari dua atom yang berikatan, akan berubah sedemikian rupa sehingga susunan kedua elektron kedua atom tersebut sama dengan susunan gas mulia. Kecenderungan atom-atom untuk memiliki struktur atau konfigurasi elektron gas mulia atau 8 elektron pada kulit terluar disebut kaidah oktet. Elektron yang berperan dalam reaksi kimia yaitu elektron pada kulit terluar atau elektron valensi. Elektron valensi menunjukan kemampuan suatu atom untuk berikan dengan atom lain.

2.2. Jenis-Jenis Ikatan Kimia

Secara umum, ikatan kimia dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu: 1. Ikatan antar atom

a. Ikatan Elektrovalen atau Ion

Ikatan ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom-atom yang berikatan. Atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedang atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion). Ikatan ion biasanya disebut ikatan elektrovalen. Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik. Senyawa ionik biasanya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan nonlogam. Atom unsur logam cenderung melepas elektron membentuk ion positif, dan atom unsur nonlogam cenderung menangkap elektron membentuk ion negatif .

Contoh: NaCl, MgO, dan lain-lain.

-2 K + O [K ]2 [ O ]2+

Dalam hal ini, kation terionisasi dan melepaskan sejumlah elektron hingga mencapai jumlah oktet yang disyaratkan dalam aturan Lewis. Sifat-Sifat ikatan ionik adalah:

 Senyawa ion berupa elektrolit

 Biasanya zat padat yang memiliki titik leleh yang tinggi  Tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut air

b. Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen merupakan ikatan kimia yang terbentuk dari pemakaian elektron bersama oleh atom-atom pembentuk ikatan. Ikatan kovalen biasanya terbentuk dari unsur-unsur nonlogam. Dalam ikatan kovalen, setiap elektron dalam pasangan tertarik ke dalam nukleus kedua atom. Tarik menarik elektron inilah yang menyebabkan kedua atom terikat bersama.

Ikatan kovalen terjadi ketika masing-masing atom dalam ikatan tidak mampu memenuhi aturan oktet, dengan pemakaian elektron bersama dalam ikatan kovalen, masing-masing atom memenuhi jumlah oktetnya. Hal ini mendapat pengecualian untuk atom H yang menyesuaikan diri dengan konfigurasi atom dari yang tidak terlibat dalam ikatan kovalen disebut elektron bebas. Elektron bebas ini berpengaruh dalam menentukan bentuk dan geometri molekul.

Ada beberapa jenis ikatan kovalen yang semuanya bergantung pada jumlah pasangan elektron yang terlibat dalam ikatan kovalen. Ikatan tunggal

elektron. Ikatan rangkap 2 merupakan ikatan kovalen yang terbentuk dari dua pasangan elektron, beitu juga dengan ikatan rangkap 3 yang terdiri dari 3 pasangan elektron. Ikatan rangkap memiliki panjang ikatan yang lebih pendek daripada ikatan tunggal. Contohnya yaitu:

Senyawa kovalen dapat dibagi mejadi senyawa kovalen polar dan non polar. Pada senyawa kovalen polar, atom-atom pembentuknya mempunyai gaya tarik yang tidak sama terhadap elektron pasangan persekutuannya. Hal ini terjadi karena beda

keelektronegatifan antara atom-atom penyusunnya. Akibatnya terjadi pemisahan kutub positif dan negatif. Sementara itu pada senyawa kovalen non-polar titik muatan negatif elekton persekutuan berhimpit karena beda keelektronegatifan yang kecil atau tidak ada. Gambar Ikatan Kovalen pada metana

c. Ikatan Kovalen Koordinasi

Syarat-syarat terbentuknya ikatan kovalen koordinat: Salah satu atom memiliki pasangan elektron bebas Atom yang lainnya memiliki orbital kosong

Susunan ikatan kovalen koordinat sepintas mirip dengan ikatan ion, namun kedua ikatan ini berbeda oleh karena beda

keelektronegatifan yang kecil pada ikatan kovalen koordinat sehingga menghasilkan ikatan yang cenderung mirip kovalen.

d. Ikatan logam

Ikatan logam merupakan salah satu ciri khusus dari logam, pada ikatan logam ini elektron tidak hanya menjadi milik satu atau dua atom saja, melainkan menjadi milik dari semua atom yang ada dalam ikatan logam tersebut. Elektron-elektron dapat terdelokalisasi

sehingga dapat bergerak bebas dalam awan elektron yang mengelilingi atom-atom logam. Akibat dari elektron yang dapat bergerak bebas ini adalah sifat logam yang dapat menghantarkan listrik dengan mudah. Ikatan logam ini hanya ditemui pada ikatan yang seluruhnya terdiri dari atom unsur-unsur logam semata. Sifat-sifat umum sebagai berikut:

 Penghantar listrik dan panas yang baik  Keras, mudah ditempa dan ditarik.  Titik lebur dan titik didih tinggi

 Mengkristal dengan bilangan koordinasi tinggi, yaitu 12 atau 14 Sifat-sifat diatas tidak dapat dijelaskan dengan ikatan ion atau kovalen, hingga ikatan yang khusus, yang disebut ikatan logam.

Ikatan hidrogen merupakan gaya tarik menarik antara atom H dengan atom lain yang mempunyai keelektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang sama. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan ikatan antar molekul lain, namun ikatan ini masih lebih lemah dibandingkan dengan ikatan kovalen maupun ikatan ion.

Ikatan hidrogen ini terjadi pada ikatan antara atom H dengan atom N, O, dan F yang memiliki pasangan elektron bebas. Hidrogen dari molekul lain akan bereaksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi. Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh beda

keelektronegatifan dari atom-atom penyusunnya. Semakin besar perbedaannya semakin besar pula ikatan hidrogen yang dibentuknya .

Kekuatan ikatan hidrogen ini akan mempengaruhi titik didih dari senyawa tersebut. Semakin besar perbedaan keelektronegatifannya maka akan semakin besar titik didih dari senyawa tersebut. Namun, terdapat pengecualian untuk H2O yang memiliki dua ikatan hidrogen tiap molekulnya. Akibatnya, titik didihnya paling besar dibanding senyawa dengan ikatan hidrogen lain, bahkan lebih tinggi dari HF yang memiliki beda keelektronegatifan terbesar.

b. Ikatan Van Der Walls

Dalam keadaan dipol ini, molekul dapat menarik atau menolak elektron lain dan menyebabkan atom lain menjadi dipol. Gaya tarik menarik yang muncul sesaat ini merupakan gaya Van der Walls.

Gaya tarik Van Der Walls, tersusun dari beberapa gaya tarik antar molekul. Gaya-gaya tersebut ialah: gaya orientasi (dalam Kiesom, 1912), gaya induksi ( dalam Debey, 1920), dan gaya dispersi (dalam London, 1930). Bila molekul-molekul yang membentuuk kristal molekuler mempunyai momen dipol, seperti molekul HCl, H2O, dan NH3, maka akan terjadi gaya tarik dipol-dipol, apabila molekul-molekul mempunyi orientasi yang tepat. Gaya yang timbul dusebut gaya orientasi.

Gaya tarik molekul atau atom non polar dengan molekul polar cukup besar karena adanya induksi kepada molekul atau atom yang non polar. Gaya tarik yang terjadi disebut gaya induksi.

2.3. Teori VSEPR

Teori tolakan antara pasangan elektron (VSEPR, Valence Shell Electron Pair Repulsion), merupakan penjabaran sederhana dari rumusan Lewis yang berguna untuk memprediksikan bentuk molekul poliatom berdasarkan struktur Lewis-nya. Teori VSEPR pertama kali dikembangkan oleh Nevil Sidgwick dan Herbet Powel pada tahun 1940, dan dikembangkan lebih lanjut oleh Ronald Gillespie dan Ronald Nyholm.

Ide dasar teori VSEPR adalah adanya tolakan antara pasangan elektron sehingga pasangan elektron tersebut akan menempatkan diri pada posisi sejauh mungkin dari pasangan elektron lainnya. Posisi pasangan elektron satu dengan yang lain yang semakin berjauhan akan menyebabkan tolakan antar mereka menjadi semakin kecil. Pada posisi yang paling jauh yang dapat dicapai, tolakan antar pasangan elektron menjadi minimal.

dengan atom lain, sedangkan pasangan elektron ikat digunakan untuk berikatan dengan atom lain dengan cara pemakaian elektron secara bersama-sama. Teori VSEPR mengasumsikan bahwa masing-masing molekul akan mencapai geometri tertentu sehingga tolakan pasangan antar elektron di kulit valensi menjadi minimal.

Karena ikatan kovalen terbentuk dari pemakaian pasangan elektron secara bersama oleh dua atom yang berikatan, perubahan sudut ikat menyebabkan perubahan posisi relatf pasangan elektron di sekitar atom pusat. Bila dua elektron saling mendekat, maka akan terjadi gaya tolak menolak di antara kedua elektron tersebut. Konsekuensinya, dalam terminologi energi, kedua elektron akan saling menjauhi. Teori VSEPR, memaparkan prosedur untuk memprediksi bentuk molekul dengan energi potensial terendah sebagai akibat adanya tolakan pasangan elektron. Teori VSEPR mengasumsikan bahwa setiap atom akan mencapai bentuk dengan tolakan antar elektron yang dalam kulit terluar seminimal mungkin.

1. Peranan Ikatan Rangkap Dua dan Rangkap Tiga dalam Teori VSEPR

Senyawa yang mengandung ikatan rangkap dua atau tiga, memainkan peranan yang penting pada penentuan bentuk molekul suatu senyawa. Geometri di sekitar atom pusat ditentukan oleh banyaknya tempat ditemukannya pasangan elektron , bukan ditentukan oleh banyaknya pasangan elektron valensi.

Tolakan antar pasangan elektron diminimalkan dengan cara

mendistribusikan ketiga atom oksigen ke sudut-sudut segitiga ekuilateral. Berdasarkan hal tersebut dapat diprediksikan bahwa ion karbonat

mengadopsi bentuk molekul segitiga datar (trigonal planar), seperti pada

BF3, dengan sudut ikat 120o.

2. Aturan Elektron Non-ikat Pada Teori VSEPR

Teori VSEPR memprediksikan elektron valensi atom pusat dalam. Karena elektron non-ikat tidak bisa ditempatkan pada posisi yang akurat, prediksi bentuk molekul tidak bisa dilakukan secara langsung. Tetapi hasil yang dikemukakan oleh teori VSEPR dapat digunakan untuk memprediksi posisi atom pusat dalam molekul. Posisi atom pusat ini ditentukan secara eksperimental. Keberadaan pasangan elektron non-ikat akan sedikit mengubah situasi pembentukan geometri molekul senyawa. Tiga tipe tolakan yang terjadi, adalah:

a. Tolakan antara pasangan elektron ikat dengan pasangan elektron ikat

b. Tolakan antara pasangan elektron ikat dengan pasangan elektron non-ikat

c. Tolakan antara pasangan elektron non-ikat dengan pasangan elektron non-ikat.

3. Bilangan Sterik

Penentuan bentuk molekul yang diadposi oleh suatu senyawa dapat

dilakukan dengan cara menentukan bilangan sterik (steric number, SN) atom pusat. Bilangan sterik (SN) didefinisikan sebagai penjumlahan atom yang terikat pada atom pusat dan jumlah pasangan elektron non-ikat.

Bilangan sterik molekul ditentukan berdasarkan struktur Lewis senyawa

pada atom pusat, yaitu n. SN = +jumlah atom yang terikat pada atom pusat jumlah pasangan elektron non-ikat pada atom pusat. yaitu n. Ikatan rangkap dua dan tiga dalam penentuan bilangan sterik dihitung

sama dengan ikatan tunggal. Misalnya pada molekul CO2. terdapat dua ikatan rangkap dua dari atom oksigen yang terikat pada atom pusat C, sehingga tidak ada lagi pasangan elektron non-ikat pada atom C. Maka

bilangan sterik CO2 adalah 2.

Teori VSEPR digunakan untuk memprediksi bentuk molekul suatu senyawa dengan mempertimbangkan:

 jumlah atom yang terikat pada atom pusat

 jumlah pasangan elektron non-ikat  ikatan rangkap dua dan rangkap tiga.

a

Sud

ut

ikat

an

Jum

lah

PEI

(X)

Ju

ml

ah

PE

B

(E

)

Rum

us

(AX

n

E

m

)

Bentuk Molekul

Cont

oh

seny

awa

Trigonal

planar

120

3

0

AX

3

BF

3

Planar

huruf V

2

1

AX

2

E

SO

2

Tetrahe

dral

4

0

AX

4

CH

4

Piramida

trigonal

3

1

AX

3

E

NH

3

Planar

bentuk V

2

2

AX

2

E

2

H

2

O

Bipiram

idatrigo

nal

5

0

AX

5

PCl

5

Bipirami

da

trigonal

4

1

AX

4

E

SF

4

Planar

bentuk T

3

2

AX

3

E

2

Linear

2

3

AX

2

E

3

XeF

2

Oktahed

ral

90

6

0

AX

6

SF

6

Piramida

segiempa

t

5

1

AX

5

E

BrF

5

Segiemp

at datar

4

2

AX

4

E

2

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Ikatan kimia terjadi karena adanya kecenderunga suatu atom untuk menangkap atau melepas elektron sehingga mencapai kestabilan. Ikatan kimia secara umum terbagi menjadi dua yaitu, ikatan antar atom dan ikatan antar molekul. Ikatan antar atom melibatkan ikatan ion atau ikatan elektrovalen, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi dan ikatan logam. Dan ikatan atar molekul melibatkan ikatan van der walls dan ikatan hidrogen. Teori VSEPR digunakan untuk memprediksi bentuk molekul suatu senyawa dengan mempertimbangkan:

 jumlah atom yang terikat pada atom pusat

 jumlah pasangan elektron non-ikat  ikatan rangkap dua dan rangkap tiga

3.2. Saran

DAFTAR PUSTAKA

Utomo, M. Pranjoto.2007.Teori Tolakan Pasangan Elektron Valensi. Yogyakarta: UGM

Sukardjo.1990. Ikatan Kimia. Yogykarta: Rineka Cipta