Modul Pembelajaran Materi Ikatan Kimia

(1)

Modul Pembelajaran Materi Ikatan Kimia dan Bentuk

Molekul

Kelas X SMA

Disusun Oleh:

Ivara Mangesti Gumilar

NIM.K3316029

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

(2)

2017

(3)

IKATAN KIMIA

 Pendahulaun

Gas mulia merupakan unsur-unsur yang stabil (sukar bereaksi), sedangkan menurut fakta semua unsur di alam memiliki kecenderungan untuk berada pada keadaan yang stabil dengan mengusahakan mempunyai konfigurasi elektron seperti konfigurasi elektron pada unsur-unsur gas mulia. Tahun 1916 G.N. Lewis dan W. Kossel menjelaskan hubungan kestabilan gas mulia dengan konfigurasi elektron.

Sebagian unsur gas mulia mempunyai elektron valensi 8 kecuali 2H yang

mempunyai elektron valensi 2. Unsur-unsur yang lain selain gas mulia juga berusaha memiliki 8 elektron valensi mengikuti aturan oktet. Sedangkan unsur yang mempunyai nomor atom kecil seperti H dan Li beerusaha memiliki 2 elektron valensi mengikuti aturan duplet. Sehingga unsur-unsur yang lain tersebut untuk mencapai keadaan stabil seperti gas mulia (mengikuti aturan oktet dan duplet), hanya ada 2 cara kemungkinan yang dilakukan yaitu:

1. Melepas atau menangkap elektron (serah terima elektron), membentuk ikatan ion;

2. Menggunakan pasangan elektron bersama secara bersama, membetuk ikatan kovalen.

 Perlu Diingat

Lambang lewis adalah lambang atom yang dilengkapi dengan elektron valensinya.Lambang Lewis gas mulia menunjukkan 8 elektron valensi (4 pasang).Lambang Lewis unsur dari golongan lain menunjukkan adanya elektron tunggal (belum berpasangan).

Langkah-langkah Penulisan Struktur Lewis:

(4)

• Semua elektron dalam struktur Lewis umumnya berpasangan

• Semua atom umumnya mencapai konfigurasi oktet (khusus untuk H, duplet)

• Kadang-kadang terdapat ikatan rangkap 2 atau 3 (umumnya ikatan rangkap 2 atau 3 hanya dibentuk oleh atom C, N, O, P dan S).

A. IKATAN ION/ IKATAN ELEKTROVALEN/ IKATAN HETEROPOLAR

Ikatan ion terjadi karena adanya pelepasan dan penangkapan elektron (serah terima elektron). Ikatan ini terjadi antara atom unsur logam dengan atom-atom unsur bukan logam. Atom- atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif disebut kation, sedangkan atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif disebut anion. Atom unsur logam memiliki kecenderungan melepas elektron membentuk ion positif (kation), dan atom unsur bukan logam cenderung menangkap elektron membentuk ion negatif (anion). Ikatan ion biasanya juga disebut ikatan elektrovalen. Senyawa ionik adalah senyawa yang mempunyai ikatan ion.Variasi unsur yang dapat membentuk ikatan ion yaitu:

1. Unsur golongan IIA dengan VIIA (IIA kecuali Be) 2. Unsur golongan IA dengan VI A

3. Unsur golongan IIA dengan VIA 4. Unsur golongan IA dengan VIIA

5. Sebagian unsur golongan IIIA dengan VIIA

Mekanisme pembentukan ikatan ion

contoh

1. Antara golongan IIA dengan VIIA (20Ca dengan 53I)

20Ca = 2 8 8 2 (melepas 2 elektron)

Ca Ca2+_{+ 2e}-_{... i}

53I = 2 8 18 18 7 (menangkap 1 elektron)

(5)

Maka persamaannya adalah,

2. Antara golongan IA dengan VIIA (19K dengan 17Cl)

(6)

Sifat- sifat kimia berikatan ion:

1. Dalam bentuk padatan tidak menghantarkan listrik karena partikel-partikel ionnya terikat kuat pada kisi, sehingga tidak ada elektron yang bebas bergerak;

2. Struktur kristalnya keras yang permukaannya keras tapi rapuh;

3. Titik leleh dan titik didihnya tinggi;

4. Larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut non polar;

5. Tidak menghantarkan listrik pada fase padat, tetapi pada fase cair (lelehan) dan larutannya menghantarkan listrik.

B. IKATAN KOVALEN

Ikatan kovalen biasanya terjadi antara atom-atom unsur bukan logam misalnya H2, O2, F2 (sejenis) atau H2O, CH4, NO2 (tidak sejenis) dengan

(7)

Ikatan kovalen dapat digolongkan menjadi 3 yaitu:

1. Berdasarkan Jumlah Pasangan Elektron yang dipakai

a. Ikatan Kovalen Tunggal

Terdapat 1 pasang elektron yang digunakan bersama Contoh, pada F2 (9F)

b. Ikatan Kovalen Rangkap Dua

Terdapat 2 pasang elektron yang digunakan bersama Contoh, pada O2 (8O)

c. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga

Terdiri dari 3 pasang elektron yang digunakan bersama Contoh, pada N2 (7N)

Kedudukan pasangan elektron ikatan tidak selalu simetris terhadap kedua atom yang berikatan. Hal ini disebabkan karena setiap unsur mempunyai daya tarik elektron (keelektronegatifan) yang berbeda-beda. Salah satu akibat darikeelektronegatifan adalah terjadinya polarisasi pada ikatan kovalen.

Kepolaran suatu senyawa dapat dinyatakan dengan momen dipol (μ), yaitu

hasil kali antara muatan (Q) dengan jarak (r).

μ = Q × r

Satuan momen dipol ialah debye (D), dimana 1 D = 3,33 × 10-30_Cm.Momen

dipol beberapa zat adalah sebagai berikut,

Senyawa Perbedaan Kelektronegatifan Momen Dipol (D)

HF 1,8 1,91

HCl 1,0 1,03

(8)

HI 0,5 0,38

a. Ikatan Kovalen Non Polar

Ikatan kovalen nonpolar yaitu ikatan kovalen yang PEI-nya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang ber-ikatan. Senyawa kovalen nonpolar terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda keelektro-negatifan nol atau mempunyai momen dipol = 0 (nol) atau mempunyai

bentuk molekul simetri. Contoh senyawa kovalen non polar adalah H2, CH4,

C6H6, dll.

Contoh: 1) H2

H H

Keelektronegatifan H = 2,1 maka Beda keelektronegatifan H2 = 0

µ = 0

Beda keelektronegatifan = 2,5 – 2,1 = 0,4 µ = Q × r = 0

Bentuk molekul simetri

b. Ikatan Kovalen Polar

(9)

itu/ senyawa itu berkutub (polar). Contoh senyawa polar adalah HF, HCl,

Beda keelektronegatifan = 4,0 – 2,1 = 1,9 µ= Q × r = 1,91 Debye

2) H2O

H O H

Keelektronegatifan 2,1; 3,5

Beda keelektronegatifan = 3,5 – 2,1 = 1,4 µ= Q × r =1,85 Debye

3. Ikatan Kovalen Koordinasi/ Kovalen Datif/ Kovalen Semipolar

Ikatan kovalen yang mana pasangan elektron yang digunakan bersama hanya berasal dari salah satu atom yang saling berikatan.

Contoh pada NH4+ (7N, 1H)

Sifat-sifat fisis senyawa kovalen:

1. Pada suhu kamar berwujud gas, cair (Br2), dan ada yang padat (I2);

2. Padatannya lunak dan tidak rapuh;

3. Mempunyai titik didih dan titik leleh rendah;

(10)

 Pengecualian Aturan Oktet

1. Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet.

Suatu senyawa yang atom pusanya memiliki elektron valensi kurang dari 4 masuk kedalam golongan ini. Sehingga setelah semua elektron valensi dipasangkan tetap juga belum memenuhi kaidah oktet. Contohnya adalah BCl3, BeCl2, dan AlBr3.

Cl Be Cl

x x

2. Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil

Seperti NO2 yang mempunyai elektron valensi ( 5 +6 + 6) = 17.

Kemungkinan struktur lewis untuk NO2 adalah

O N O

xx xx x x x x x x

x x

3. Senyawa yang melampaui aturan oktet

Sering terjadi pada unsur yang terletak pada periode 3 atau lebih yang mampu menerima lebih dari 8 elektron pada kulit terluarnya. Contohnya PCl5, IF7, SF6, ClF3, dan SbCl5.

F Cl F

F

 Kegagalan Aturan Oktet

(11)

mempunyai 5elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1dan +3. Pada umumnya, unsur transisi maupun unsur postransisi tidak memenuhi aturan oktet.

C. IKATAN LOGAM

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antara atom-atom logam. Contoh: logam besi, seng, dan perak.Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron.Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukanelektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain. Tumpang tindih antarelektron valensi ini memungkinkan elektron valensi dari

setiap atom Fe ber-gerak bebas dalam ruang di antara ion-ion Fe+_membentuk

lautan elektron. Karena muatannya berlawanan (Fe2+_{dan 2 e}-_{), maka terjadi}

gaya tarik-menarik antara ion-ion Fe+_{dan elektron-elektron bebas ini.}

Akibatnya terbentuk ikatan yang disebut ikatan logam.

Sifat Ikatan Logam:

1. Pada suhu kamar berwujud padat, kecuali Hg;

2. Keras tapi lentur/dapat ditempa;

3. Mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi;

4. Penghantar listrik dan panas yang baik;

(12)

LATIHAN SOAL IKATAN KIMIA DAN BENTUK MOLEKUL

1. Mengapa unsur yang berada digolongan VIIIA bersifat stabil dan mengapa unsur selain yang berada digolongan VIIIA tidak stabil?

2. Bagaimana agar unsur-unsur yang tidak stabil tersebut menjadi stabil? 3. Jelaskan syarat terbentuknya ikatan ion!

4. Jelaskan syarat terbentuknya ikatan kovalen! 5. Jelaskan mekanisme dalam pembentukan ikatan!

a. Fe (elektron valensi = 3) dengan Cl (elektron valensi = 7) b. Zn (elektron valensi = 2) dengan Br (elektron valensi = 7) c. Cr (elektron valensi = 3) dengan O (elektron valensi = 6) d. Al (golongan IIIA) dengan S (golongan VIA)

e. Ca (golongan IIA) dengan N (golongan VA) f. K (golongan IA) dengan I (golongan VIIA)

6. Tentukan jenis ikatan pada senyawa berikut ini, tergolong ikatan ion atau sebutkan macam ikatan kovalen tunggal atau rangkap.

a. CS2 (nomor atom C = 6, S = 16)

9. Ramalkan bentuk molekul berdasarkan teori pasangan elektron di sekitar atom pusat pada molekul:

a.BCl3

b.XeF2

(13)

d.SF6

10. Ramalkan bentuk molekul berdasarkan teori hibridisasi dari:

a.BH3

b.CCl4

c.NH3

11. Apa yang dimaksud dengan ikatan hidrogen?