MODUL PEMBELAJARAN
IKATAN KIMIA
Disusun Oleh :
Rizqiyah Nur’azizah
K3316060
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
MODUL PEMBELAJARAN
IKATAN KIMIA
Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai berikut :
Atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima elektron (serah terima elektron)
Penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari masing-masing atom yang berikatan
Penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan
Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi pencapaian kestabilan suatu unsur.
Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari suatu atom/unsur yang terlibat.
Adanya 1 golongan unsur yang stabil yaitu golongan VIII A atau golongan gas mulia Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu
Helium)
A. Kaidah Oktet dan Duplet
Water Kossel dan Gilbert Lewis, pada tahun 1916 menyatakan bahwa terdapat hubungan antara stabilnya gas mulia dengan cara atom-atom unsur saling berikatan.
Lewis mengemukakan bahwa jumlah elektron terluar dari dua atom yang berikatan, akan berubah sedemikian rupa sehingga susunan elektron kedua atom tersebut sama dengan susunan elektron gas mulia.
Kecenderungan atom-atom untuk memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia disebut kaidah oktet dan kaidah duplet. Kaidah oktet dipenuhi apabila atom memiliki 8 elektron pada kulit terluar sedangkan kaidah duplet dipenuhi apabila atom memiliki 2 elektron pada kulit terluar.
Untuk atom-atom yang mempunyai nomor atom kecil dari hidrogen sampai dengan boron cenderung memiliki konfigurasi elektron seperti gas helium atau mengikuti kaidah duplet, selebihnya mengikuti kaidah oktet.
1. Kestabilan Unsur gas mulia
Tabel Elektron Valensi Atom-Atom Gas Mulia
Atom Konfigurasi Elektron Elektron Valensi
₂He 2 2
₁₀Ne 2 8 8
₁₈Ar 2 8 8 8
₃₆Kr 2 8 18 8 8
₅₄Xe 2 8 18 18 8 8
₈₆Rn 2 8 18 32 18 8 8
Berikut ini adalah contoh perpidahan elektron (melepas dan menerima) pada saat terbentuknya ikatan atom yang stabil.
1. Sebuah atom cenderung melepaskan elektron apabila memiliki elektron terluar 1, 2, atau 3 elektron dibandingkan konfigurasi elektron gas mulia yang terdekat.
2. Sebuah atom cenderung menerima elektron apabila memiliki elektron terluar 4, 5, 6,
atau 7 elektron dibandingkan konfigurasi elektron gas mulia yang terdekat.
Jika masing-masing atom sukar untuk melepaskan elektron (memiliki keelektronegatifan tinggi), maka atom-atom tersebut cenderung menggunakan elektron secara bersama dalam membentuk suatu senyawa. Cara Ini merupakan peristiwa yang terjadi pada pembentukan ikatan kovalen. Misalnya atom fluorin dan fluorin, keduanya sama-sama kekurangan elektron, sehingga lebih cenderung memakai bersama elektron terluarnya.
atom itu menerima elektron dari atom lain. Jadi, susunan elektron yang stabil dapat dicapai dengan berikatan dengan atom lain.
Ada tiga jenis ikatan kimia yang nantinya kita bahas secara mendetail di artikel terpisah. Ke tiga jenis ikatan kimia yang akan kita pelajari adalah:
1.Ikatan Ion 2.Ikatan Kovalen 3.Ikatan Logam
A. Ikatan Ion
Ikatan Ion terbentuk antara atom yang mudah melepas elektron (atom logam) dan atom lain yang mudah menerima elektron (atom non logam). Misalnya, ikatan ion pada molekul NaCl. NaCl terbentuk dari atom Na dan atom Cl,
Atom Na yang memilikikonfigurasi 2 8 1 cenderung melepas elektron valensinya sehingga membentuk ion Na+ (2 8).
Atom Cl yang berkonfigurasi elektron : 2 8 7, cenderung menerima sebuah elektron sehingga membentuk ion Cl- (2 8 8)
Ikatan antara ion Na+ dan Cl- disebabkan adanya gaya elektrostatik antara
muatan positif dan muatan negatif. Ikatan yang terbentuk disebut ikatan ion.
Pada umumnya, senyawa ionik (senyawa yang memiliki ikatan ion) terbentuk dari atom logam dan non logam. Contoh senyawa ionik yang terbentuk dari atom logam dan nonlogam yaitu NaCl, NaBr, NaI, KCl, dll.
B. Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen terbentuk karena adanya pemakaian pasangan elektron bersama yang terjadi pada atom-atom non logam.
Ikatan kovalen ada 3 macam yaitu :
Tunggal
Rangkap dua
Rangkap tiga
1. Ikatan kovalen tunggal Contoh : pada molekul H2O
Atom 8O memiliki konfigurasi elektron 2 6. Jadi atom O memiliki enam elektron
valensi dengan distribusi sebagai berikut :
O
` Pada atom O terdapat dua elektron tidak berpasangan sehingga diperlukan dua elektron lain untuk memenuhi kaidah oktet.
Bentuk molekul :
Dalam H2O terdapat 2 PEB (Pasangan Elektron Bebas) dan 2 PEI (Pasangan
Elektron Ikatan).
2. Ikatan Kovalen Rangkap Dua
Ikatan kovalen rangkap dua dibentuk oleh atom-atom nonlogam yang menyumbangkan dua elektron tidak berpasangan untuk berikatan sehingga memenuhi kaidah oktet.
Contoh : O2
Dalam atom O terdpat dua elektron yang tidak berpasangan. Jika dua atom O saling berikatan dan setiap atom menyumbangkan kedua elektron tidak berpasangan yang dimilikinya, terbentuklah molekul O2 yang memiliki struktur
Jadi, molekul O2 memiliki satu ikatan rangkap dua.
3. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
Ikatan kovalen rangkap tiga dibentuk oleh atom-atom non logam yang menyumbangkan tiga elektron tidak berpasangan untuk berikatan sehingga memenuhi kaidah oktet.
Contoh : N2
Atau
Jadi, dalam molekul N2 terdapat ikatan rangkap tiga.
C. Kepolaran Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen dapat berupa ikatan kovalen polar dan nonpolar. Sifat kepolaran ini dipengaruhi oleh perbedaan keelektronegatifan, sedangkan bentuk molekul dari atom-atom yang berikatan akan menentukan sifat kepolaran molekulnya. 1. Pengaruh perbedaan keelektronegatifan terhadap kepolaran ikatan kovalen
Jika suatu ikatan kovalen terbentuk dari dua buah atom nonlogam yang memiliki perbedaan keelektronegatifan besar, pasangan elektron akan lebih tertarik ke arah atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar. Akibatnya, atom yang lebih elektronegatif cenderung memiliki kelebihan muatan negatif, sedangkan atom yang kurang elektronegatif cenderung memiliki kelebihan muatan positif. Adanya dua kutub dengan muatan berlawanan dalam molekul tersebut menyebabkan terbentuknya suatu dipol. Semakin besar perbedaan keelektronegatifan atom-atom dalam suatu molekul, menyebabkan ikatan pada molekul tersebut bersifat semakin polar.
Dalam molekul HCl. Pasangan elektron yang membentuk ikatan kovalen antara atom H dan atom Cl lebih tertarik ke arah atom Cl. Ikatan seperti ini disebut ikatan kovalen polar. Ikatan kovalen polar terbentuk jika atom-atom yang berikatan memiliki perbedaan keelektronegatifan.
Pada molekul HCl, keelektronegatifan H=2,1 dan Cl = 3,0 sehingga terjadi perbedaan keelektronegatifan yang besar. Akibat perbedaan keelektronegatifan tersebut, dalam molekul HCl tmbul kutub positif pada atom H dan kutub negatif pada atom Cl. Dapat juga dikatakan bahwa atom H cenderung bermuatan positif dan atom Cl bermuatan negatif.
Jika atom-atom non logam berikatan dengan sesamanya dan membentuk molekul diatomik, ikatan yang terbentuk tidak memiliki perbedaan keelektronegatifan (perbedaan keelektronegatifan = nol). Dengan demikian, tidak terbentuk muatan ataupun dipol. Pada molekul Cl2 , pasangan elektron yang
membentuk ikatan kovalen antaratom Cl tertarik sama kuat ke kedua atom. Hal ini disebabkan keelektronegatifan kedua atom sama besar. Distribusi muatan yang sama ini menyebabkan molekul Cl2 tidak membentuk kutub-kutub. Ikatan seperti
ini disebut ikatan kovalen non polar. Contoh senyawa yang memiliki ikatan kovalen nonpolar yaitu H2, N2, O2, I2 dan Br2.
2. Pengaruh Bentuk Molekul terhadap Kepolaran Molekul
Ikatan kovalen yang terbentuk antara atom C dan atom Cl memiliki perbedaan keelektronegatifan sebesar 0,4. Berarti ikatan kovalen ini bersifat polar. Pada molekul CCl4, atom pusat C berada di tengah dan secara simetris
mengikat keempat atom Cl. Hal tersebut menyebabkan tidak ada pemisahan muatan sehingga dipol tidak terbentuk. Jadi, walaupun ikatannya bersifat polar, molekulnya bersifat nonpolar. Contoh senyawa lain yang memiliki bentuk molekul simetris dan bersifat non polar, yaitu CH4, BH3, BCl3, BF3, PCl5, dan CO2
Senyawa akan bersifat polar jika pada atom pusat dari molekul senyawa tersebut terdapat pasangan elektron bebas sehingga bentuk molekulnya menjadi tidak simetris.
Pada senyawa NH3 terdapat sebuah PEB dan pada H2O terdapat dua buah
PEB. Sehingga kedua molekul tersebut menjadi tidak simetris dan bersifat polar.
D. Ikatan Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi atau ikatan kovalen semipolar adalah ikatan kovalen yang terbentuk dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron yang berasal dari salah satu atom, ion, atau molekul yang memiliki PEB.
Contoh : SO3
Atom 16S memiliki konfigurasi elektron 2 8 6. Jadi atom ini memiliki 6
elektron valensi. Atom 8O memiliki konfigurasi elektron 2 6. Untuk membentuk
senyawa SO3 yang memenuhi kaidah oktet, sepasang elektron dari atom S akan
berikatan dengan sepasang elektron dari atom O sehingga membentuk satu ikatan rangkap dua. Dua pasang elektron lainnya dari atom S akan membentuk dua ikatan kovalen koordinasi dengan dua atom O.
Atau
O S
O
O
Jadi, dalam senyawa SO3 terdapat satu ikatan rangkap dua dan dua ikatan kovalen
koordinasi.
Perbedaan antara senyawa ion dengan senyawa kovalen
N o
Sifat Senyawa Ion Senyawa Kovalen
1 Titik didih Tinggi Rendah
2 Titik leleh Tinggi Rendah
3 Wujud Padat pada suhu kamar Padat,cair,gas pada suhu kamar
Larutan = konduktor Larutan = ada yang konduktor
5 Kelarutan dalam air Umumnya larut Umumnya tidak larut
6 Kelarutan dalam trikloroetana (CHCl3)
Tidak larut Larut
E. Ikatan Logam
Ikatan logam merupakan ikatan yang terjadi antara atom-atom logam, baik atom-atom logam sejenis maupun yang berlainan. Electron pada kulit terluar dari atom logam mempunyai ikatan yang lemah dengan inti atomnya. Hal ini membuat atom-atom logam cenderung melepaskan electron pada kulit terluarnya dan berubah menjadi ion positif. Electron-elektron pada kulit terluar ini dikenal sebagai electron valensi.
Dalam bentuk padat, atom-atom logam tersusun dalam susunan yang sangat rapat (closely packed). Atom-atom logam yang berada diantara atom-atom logam yang lainnya cenderung akan saling menutupi kelemahan ikatan dengan intinya dan membentuk suatu kesatuan yang disebut sebagai awan electron. Electron-elektron valensi bisa bergerak atau beredar dengan bebas.
Electron yang mudah bergerak ini adalah salah satu sifat yang dipunyai oleh logam yaitu sifat konduktivitas listrik. Karena Electron-elektron pada logam bisa bergerak dengan bebas, maka logam dikatakan sebagai material yang mempunyai sifat konduktivitas listrik yang baik.
Ciri-Ciri Ikatan Logam
Atom-atom logam bisa diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat satu sama lain.
Atom logam memiliki sedikit elektron valensi, sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif.
Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron bisa berpindah dari 1 atom ke atom lain.
Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami suatu delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.
Sifat-Sifat Logam
Logam bersifat padat pada temperatur dan tekanan standar, dengan pengecualian unsur merkuri dan galium yang keduanya berupa cairan. Sebagai pengingat, sifat-sifat logam yaitu sebagai berikut:
Memiliki konduktivitas termal dan listrik yang tinggi.
Berkilau dan memantulkan cahaya.
Dapat ditempa.
Memiliki variasi kekuatan mekanik.
Perlu diingat kembali bahwa ikatan logam adalah suatu kekuatan utama yang menyatukan atom-atom logam. Ikatan logam adalah akibat dari adanya tarik menarik muatan positif dari logam dan muatan negatif dari elektron yang bergerak bebas.
Sifat-sifat logam tidak bisa dimasukkan dalam kriteria ikatan seperti ikatan kovalen maupun ikatan ion. Senyawa ionik tidak bisa mengantarkan listrik pada fase padatan, dan senyawa ionik sifatnya rapuh (berlawanan dengan sifat logam). dan; Atom dari senyawa logam hanya mengandung satu sampai tiga elektron valensi. Dengan demikian atom tersebut tidak dapat membentuk ikatan kovalen. Senyawa kovalen adalah penghantar listrik yang buruk dan umumnya berupa cairan (dengan sifat berkebalikan dengan pembentukan logam). Dengan demikian, logam membentuk model ikatan yang berbeda.
Proses Pembentukan Ikatan Logam
Pada ikatan logam terjadi proses saling meminjamkan elektron, hanya saja jumlah atom yang bersama-sama saling meminjamkan elektron valensinya (elektron yang berada pada kulit terluar) ini tidak hanya antara dua melainkan beberapa atom tetapi dalam jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom menyerahkan elektron valensi untuk dipakai bersama, dengan demikian akan ada ikatan tarik menarik antara atom-atom yang saling berdekatan.
Contoh Ikatan Logam
Skema ikatan logam bisa dilihat pada gambar di bawah ini. Elektron valensi menjadi terdisosiasi dengan inti atomnya dan membentuk lautan elektron.
Contoh ikatan unsur yang memiliki ikatan logam yaitu sebagian besar logam seperti Cu, Al, Au, Ag, dsb. Logam transisi seperti Fe, Ni, dsb membentuk ikatan campuran yang terdiri dari ikatan kovalen (pada elektron 3d) dan ikatan logam.
F. Geometri molekul
Geometri molekul adalah susunan tiga dimensi dari atom-atom sehingga membentuk molekul. Geometri molekul juga disebut sebagai posisi atom inti pada sebuah molekul.
Teori Domain Elektron
Bentuk molekul tergantung pada susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI dan pasangan elektron bebas (PEB) atom pusat dalam molekul. Dapat dijelaskan dengan teori tolakan pasangan elektron kulit valensi atau teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repultion)
Molekul kovalen terdapat pasangan-pasangan elektron baik PEI maupun PEB. Karena pasangan-pasangan elektron mempunyai muatan sejenis, maka tolak-menolak antarpasangan elektron. Tolakan (PEB – PEB) > tolakan (PEB – PEI) > tolakan (PEI – PEI)
Adanya gaya tolak-menolak menyebabkan atom-atom yang berikatan
membentuk struktur ruang yang tertentu dari suatu molekul dengan demikian bentuk molekul dipengaruhi oleh banyaknya PEI maupun PEB yang dimiliki pada atom pusat.
Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatannya Contoh molekul CH4 memiliki 4 PEI
Merumuskan Tipe Molekul :
Tabel tipe molekul
Jumlah Pasangan Elektron Ikatan
(PEI) = X
Jumlah Pasangan Elektron Bebas
(PEB) = E Rumus (AXnEm) Bentuk Molekul Contoh Gambar
2 0 AX2 Linear CO2
3 0 AX3 Trigonal planar BCl3
2 1 AX2E Bengkok SO2
3 1 AX3E Piramida trigonal NH3
2 2 AX2E2 Planar bentuk V H2O
5 0 AX5 Bipiramida
trigonal
PCl5
4 1 AX4E seesaw
(jungkat-jungkit)
3 2 AX3E2 Planar bentuk T IF3
2 3 AX2E3 Linear XeF2
6 0 AX6 Oktahedral SF6
5 1 AX5E Piramida
sisiempat
IF5
4 2 AX4E2 Sisiempat datar XeF4
Sutresna, N. 2013. Kimia untuk Kelas X. Bandung : Grafindo Media Pratama
http://hanatias.blogspot.co.id/2014/08/ikatan-kimia.html (Diakses pada 25 Desember 2017)
