BAB II
BAB II
IKATAN KIMIA
IKATAN KIMIA
Keberadaan Zat di AlamKeberadaan Zat di Alam
Unsur-unsur hidrogen, oksigen dan nitrogen di alam ditemukan sebagai molekulnya yaitu : H
Unsur-unsur hidrogen, oksigen dan nitrogen di alam ditemukan sebagai molekulnya yaitu : H22, O, O22
dan N
dan N22; tidak sebagai atomnya (H, O dan N). Sedangkan unsur-unsur gas mulia helium, neon dan; tidak sebagai atomnya (H, O dan N). Sedangkan unsur-unsur gas mulia helium, neon dan
argon dapat ditemukan sebagai atomnya : He, Ne dan Ar tidak sebagai He
argon dapat ditemukan sebagai atomnya : He, Ne dan Ar tidak sebagai He22, Ne, Ne22 dsb. Mengapa hal dsb. Mengapa hal
itu dapat terjadi ? itu dapat terjadi ?
Konfigurasi Elektron Gas Mulia. Konfigurasi Elektron Gas Mulia.
Semua unsur gas mulia (kecuali He) mempunyai konfigurasi elektron yang berakhir pada ns
Semua unsur gas mulia (kecuali He) mempunyai konfigurasi elektron yang berakhir pada ns22 npnp66 atau kulit terluarnya berisi 8 elektron (kecuali He, 2 elektron). Contoh :
atau kulit terluarnya berisi 8 elektron (kecuali He, 2 elektron). Contoh : 1010 Ne : 1s Ne : 1s22 2s2s22 2p 2p66, atau:, atau:
2
2s s 22pp
Semua orbital pada sub kulit terluarnya telah berisi penuh elektron (berpasangan). Sedangkan atom Semua orbital pada sub kulit terluarnya telah berisi penuh elektron (berpasangan). Sedangkan atom
8
8O mempunyai konfigurasi elektron : 1sO mempunyai konfigurasi elektron : 1s222s2s22 2p 2p44 atau: atau:
2
2s s 22pp
Kedua orbital 2p masih berisi elektron tunggal (belum penuh), sehingga atom O tidak stabil. Kedua Kedua orbital 2p masih berisi elektron tunggal (belum penuh), sehingga atom O tidak stabil. Kedua orbital ini akan penuh jika antara 2 atom O saling berikatan membentuk O
orbital ini akan penuh jika antara 2 atom O saling berikatan membentuk O22..
Konfigurasi (susunan) elektron akhir gas mulia yang ns
Konfigurasi (susunan) elektron akhir gas mulia yang ns22 np np66 disebut konfigurasi elektron stabil dan disebut konfigurasi elektron stabil dan menjadi dasar bergabungnnya atom-atom untuk menjadi stabil. Keadaan inilah yang menghasilkan menjadi dasar bergabungnnya atom-atom untuk menjadi stabil. Keadaan inilah yang menghasilkan ikatan kimia, yaitu upaya dari atom-atom untuk menjadi stabil.
ikatan kimia, yaitu upaya dari atom-atom untuk menjadi stabil. Upaya menjadi stabil
Upaya menjadi stabil
Upaya suatu atom untuk mempunyai susunan elektron stabil seperti gas mulia (nS
Upaya suatu atom untuk mempunyai susunan elektron stabil seperti gas mulia (nS22 nPnP66) tergantung) tergantung dari keadaan (jumlah) elektron pada kulit terluarnya. Misalnya atom logam
dari keadaan (jumlah) elektron pada kulit terluarnya. Misalnya atom logam 1111 Na Na mempunyaimempunyai
susunan elektron : 2, 8, 1 pada masing-masing kulitnya atau konfigurasi e-nya : 1s
susunan elektron : 2, 8, 1 pada masing-masing kulitnya atau konfigurasi e-nya : 1s22 2s2s22 2p2p66 3s3s11.. Agar mempunyai susunan stabil atom Na harus melepas 1 elektron pada kulit terluarnya (pada 3s Agar mempunyai susunan stabil atom Na harus melepas 1 elektron pada kulit terluarnya (pada 3s11),), menjadi ion Na
menjadi ion Na++, y, yang suang susunan sunan elektronnya: elektronnya: 2, 2, 8 8 atau atau 2s2s22 2p2p66. Sebaliknya, atom. Sebaliknya, atom 88O yangO yang
konfigurasi elektronnya 1s
konfigurasi elektronnya 1s22 2s2s22 2p 2p44 akan menjadi stabil bila mengikat 2 elektron menjadi ion O akan menjadi stabil bila mengikat 2 elektron menjadi ion O22- -yang
yang mempunyai mempunyai konfigurasi konfigurasi elektron elektron terakhir 2sterakhir 2s22 2p2p66 (Teori Oktet dari Lewis ; Partikel yang (Teori Oktet dari Lewis ; Partikel yang stabil bila mempunyai 8 e pada kulit terluarnya).
stabil bila mempunyai 8 e pada kulit terluarnya).
Proses pelepasan dan/atau penangkapan elektron agar menjadi stabil tidak dapat berlangsung secara Proses pelepasan dan/atau penangkapan elektron agar menjadi stabil tidak dapat berlangsung secara sendiri-sendiri, artinya suatu atom tidak dapat melepas elektron kalau tak ada atom lain yang sendiri-sendiri, artinya suatu atom tidak dapat melepas elektron kalau tak ada atom lain yang menangkap elektron dan sebaliknya. Jadi bergabungnnya atom logam dengan atom lain terjadi menangkap elektron dan sebaliknya. Jadi bergabungnnya atom logam dengan atom lain terjadi karena proses pelepasan dan penangkapan (transfer) elektron. Sedangkan contoh penggabungan 2 karena proses pelepasan dan penangkapan (transfer) elektron. Sedangkan contoh penggabungan 2 atom O menjadi O
1. Ikatan Ionik
Atom-atom unsur logam mudah melepas elektron (potensial ionisasinya kecil), sehingga terjadinya ikatan kimia antara atom logam terutama gol IA dan 2A dengan atom lain terjadi karena proses transfer elektron dan ikatan kimia yang terjadi disebut “ikatan ion” atau “ikatan elektrovalen”.
Contoh proses terjadinya ikatan Na dengan Cl dalam NaCl : 11 Na (2, 8, 1) Na+(2, 8) + e
17 Cl (2, 8, 7) + e (dari Na) Cl- (2, 8, 8).
Na + Cl Na+ + Cl- (= NaCl)
Partikel-partikel yang berikatan dalam NaCl adalah ion-ion Na+ dengan Cl-, sehingga senyawa
NaCl disebut senyawa ionik.
Di dalam senyawa ionik partikel-partikel yang berikatan memiliki muatan, (berupa ion, bukan atom), dan terjadi gaya tarik elektrostatik yang kuat, sehingga titik leleh senyawa ion tinggi. Senyawa ion mempunyai bentuk kristal tertentu. Sebagai contoh adalah NaCl, yang mempunyai bentuk kristal kubus sebagai berikut
= Na+ = Cl
-Ikatan ionik terjadi antara atom-atom yang mudah melepas elektron (potensial ionisasinya rendah) terutama logam gol. IA dan 2A dengan atom-atom yang mudah/kuat menangkap elektron (elektronegativitasnya besar); terutama gol 6A dan 7A; misalnya NaF, KBr CaO dsb.
2. Ikatan Kovalen
Atom logam yang mempunyai potensial ionisasi besar sukar melepas elektron, sehingga ikatannya dengan atom lain tidak terjadi karena transfer elektron melainkan dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron, misalnya pada AlCl3. Hal ini juga terjadi pada ikatan
antaratom non logam (mis. NH3, HCl dsb.)
Ikatan kimia yang terjadi karena proses pemakaian bersama pasangan elektron yang berasal dari kedua pihak disebut ikatan kovalen.
O O
Pasangan elektron yang dipakai bersama dapat sebuah atau lebih, tergantung dari banyaknya elektron pada kulit terluar dari masing-masing atom.
Contoh terjadinya ikatan kovalen.
(1) pada molekul H2 (no. atom H = 1 atau ditulis ) + ditulis sebagai H – H
Molekul H2 menggunakan 1 pasang elektron
(2) pada molekul O2 (no. atom O = 8 , dengan susunan elektron : 2, 6)
+ ; ditulis sebagai O = O
Molekul O2menggunakan 2 pasang struktur e Lewisnya : =
(3) Pada molekul HCl (no. atom C = 17, dengan susunan 2, 8, 7) + H ; ditulis seagai H – Cl
Struktur e Lewis : H
Senyawa yang terbentuk karena ikatan kovalen disebut senyawa kovalen. Catatan :
1. Senyawa ion: dalam molekulnya terdapat logam gol 1A dan 2 A
2. Senyawa kovalen: terutama pada molekul yang tidak mengandung logam (mis : H2O, NH3,
PCl5
,
dsb.)Ikatan kovalen tidak terjadi antar ion, sehingga ikatannya lemah dan titik ledeh senyawa kovalen rendah.
3. Ikatan Koordinasi
Untuk memenuhi hukum Oktet dari Lewis atom-atom dapat bergabung dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron yang berasal dari salah satu pihak (bukan dari kedua pihak). Ikatan
yang terjadi disebut “Ikatan Koordinasi”
Ikatan koordinasi dapat terjadi pada: (1) molekul dan (2) ion Contoh
(1) Pada molekul SO2
Susunan elektron 16S : 2, 8, 6 dan 8 O = 2,6
Proses penggabungan :
+ 2 dituliskan O = S O
(= adalah ikatan kovalen ; adalah ikatan koordinasi yang pasangan elektronnya berasal
dari S)
Struktur e Lewis : =
(2) Pada ion H3O+
Ikatan pada H2O dituliskan sebagai H - - H (mempunyai 2 pasang elektron bebas).Ion
H+ (dari atom 1 H yang telah melepas 1 e) menenmpati salah satu ps e , sehingga membentuk : [H3O+] dengan ikatan yang digambarkan:
+ + H - - H atau H - - H H H H H H O O O O H Cl Cl Cl S O O S O O S O O O H O H
Soal latihan
Tentukan macam dan banyaknya masing-masing ikatan dalam molekul SO3
(Nomor atom S=16, O=8).
Senyawa Kovalen Polar dan Non Polar
Molekul H2 terdiri dari 2 atom yang sama, yaitu H, sehingga selisih keelektronegatifan (EN)
dalam molekul H2 = 0. dan tidak terjadi pemisahan kutub, sedangkan molekul HCl terdiri dari 2
atom berbeda yang harga keelektronegativan masing-masing atom (H dan Cl) tidak sama; sehingga
EN HCl 0. Dalam molekul HCl terjadi pemisahan kutub (+) dan (-), dalam hal ini atom Cl lebih
merupakan kutub (-) karena EN Cl EN H.
Molekul H2 bersifat nonpolar, sedangkan HCl polar ; digambarkan sbb:
S-S+
dan H – Cl
Sifat kepolaran senyawa kovalen ditentukan oleh keadaan (1) jika molekulnya terdiri dari 2 atom yang :
sejenis (X-X) : non polar (mis : H2, O2, N2 dsb.)
tak sejenis (X-Y) : polar (mis ; HCl, HI, FCl dsb.) (2) Jika molekulnya terdiri dari 2 atom, bersifat :
Non polar jika : atom pusat tidak mempunyai pasangan elektron bebas (mis : BF3, CH4 dsb.)
Contoh : 5B : 2,3
9F : 2,7
Polar jika :
a) atom pusat mempunyai ps e bebas mis. H2O, NH3 dsb.
H
b) Atom pusat tidak mempunyai ps e bebas tetapi atom-atom di luar atom pusat tidak sejenis (mis : CH3Cl).
H
H C Cl
H
Catatan : - Bentuk molekul kovalen nonpolar adalah SIMETRI - Bentuk molekul kovalen polar adalah ASIMETRI
- Makin besarEN-nya, sifatnya makin polar (Kepolaran HF HCl dst.).
H – H B F F F F B
O
1. Ikatan Hidrogen
Secara umum, makin besar massa rumus (Mr) suatu molekul, makin tinggi titik didihnya. Contoh ; pada senyawa hidrogen dari unsur-unsur gol 4AV dari atas ke bawah (C, Si, Ge dan Su) ; titik didih CH4 SiH4 GeH4 SuH4.
Keadaan tersebut terdapat penyimpangan dari senyawa-senyawa hidrogen dari unsur-unsur gol 5 , 6 dan 7A seperti terlihat pada gambar berikut.
Dari gambar tersebut terlihat bahwa senyawa hidrogen dari atom-atom N , O dan F (ketiganya
terletak paling atas pada masing-masing gol) yaitu NH3, H2O dan HF titik didihnya lebih tinggi
daripada senyawa-senyawa hidrogen atom-atom segolongan di bawahnya. Misalnya pada suhu kamar (25oC) H2O (Mr = 18) berwujud cair dan mulai mendidih (menjadi gas) pada temperatur
100 oC, sedangkan H2S pada 25 oC sudah berwujud gas.
Anomali ini disebabkan molekul-molekul NH3, H2O dan HF dapat berikatan dengan sesama
molekulnya membentuk “makro molekul” melalui “ikatan hidrogen”.
Ikatan Hidrogen terjadi dalam molekul kovalen polar dan merupakan ikatan antara atom H (yang merupakan kutub (+) dari satu molekul dengan atom N, O atau F (yang merupakan kutub (-) ) dari molekul yang lain. Contoh ikatan dalam es/air
: ikatan kovalen
. . .
: ikatan hidrogen H s O s H H s s O H H s s H O dst. -200o -100o 0o o 100 C o TD Mr CH 4 SiH4 PH3 NH HF H2O HCl H2S H B r A s H 3 3 H 2 S e SnH HI SbH3 4 H2Te G e H 4Ikatan hidrogen dapat juga terjadi pada senyawa karbon, misalnya alkohol atau asam karboksilat
Ikatan hidrogen terjadi karena adanya daya tarik antar kutub-kutub yang berlawanan sehingga ikatannya kuat, maka senyawa yang dapat membentuk ikatan hidrogen titik didihnya tinggi. Soal latihan : Tuliskan ikatan hidrogen dalam amonia cair dan etanol.
SOAL LATIHAN
1. Apa yang dimaksud dengan “susunan elektron stabil” ?
2. Sebutkan 2 cara atom suatu unsur memperoleh susunan elektro stabil.
3. Secara garis besar masing-masing cara pada soal no. 2 dilakukan oleh unsur golongan apa ? 4. Tulis proses ikatan yang terjadi antara 20 Ca dengan 9 F –
Bagaimana rumus senyawa yang terjadi ? 5. Mengapa titik lelah senyawa ion tinggi ?
6. a) Ikatan apa yang terjadi antara atom 15 P dan 8 O ? b) Mengapa terjadi jenis ikatan tersebut ?
c) Tuliskan struktur elektron pada P2O3 dan P2O5
7. Dilihat dari pasangan elektronnya tentukan kepolaran SO2 dan CO2 (no. atom S = 16, O = 8, C =
6).
8. Hitung banyaknya ikatan kovalen dan koordinasi pada N2O5 (N = 7, O = 8).
9. Mengapa titik didih H2O (Mr = 18) lebih tinggi dari H2S (Mr = 34) ?
R C O OH HO O C R
