Bab Ikatan Kimia

BAB III. IKATAN KIMIA

• Ikatan Ionik dan Hukum Hess

• Ikatan Kovalen

• Ikatan Kovalen Koordinasi

• Ikatan Logam

• Ikatan Hidrogen

• Ikatan van der Walls

• Perluasan Ikatan Kovalen ; 1. Teori ikatan valensi

2. Teori orbital molekul

Ikatan Ionik

Terbentuk karena adanya dua buah gaya tarik-

menarik elektrostatik antara ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif

Ikatan ionik umumnya terbentuk dari unsur logam dengan unsur non logam

Cl^- Na⁺

Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik

Sifat Senyawa Ionik

Umumnya adalah padatan dengan titik leleh yang tinggi (> 400

^o

C)

Kebanyakan larut dalam pelarut polar (air) dan tidak larut dalam pelarut non polar (heksan)

Lelehannya dapat

menghantarkan listrik Larutannya

menghantarkan listrik

sangat baik

Ikatan Kovalen

Oktet …….??

Pengecualian Kaidah Oktet

Tiga jenis pengecualian:

1.Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron yang mengelilingi atom : SF

₆

2.Spesies dengan elektron kurang dari 8 elektron : AlCl

₃

3.Spesies dengan total elektron yang

ganjil : NO

Kovalen Polar dan Non Polar

Elektron dipakai secara merata. Tidak ada beda keelektronegatifan

Elektron tidak dipakai secara merata. Ada beda keelektronegatifan

Garis dapat menyatakan adanya elektron yang dipakai bersama

H Cl

H H Cl Cl

Non-Polar

Polar

+ -

Keelektronegatifan

Beda kelektronegatifan dalam suatu senyawa menjadi dasar penentu sifat ikatan :

Kovalen < 1,5 ≤ Ionik

Sifat Senyawa Kovalen

• Berwujud gas, cairan atau padatan dengan titik leleh rendah (<300

^o

C).

• Banyak yang tidak larut dalam pelarut polar tetapi larut dalam pelarut non polar.

• Baik bentuk cairan dan lelehannya tidak menghantar listrik.

• Larutannya menghantar listrik sangat lemah

karena tidak memiliki partikel bermuatan.

Ikatan kovalen Koordinasi

• Elektron ikatan dikoordinir oleh satu fihak saja.

• H

₃

N: AlCl

₃

Ikatan Hidrogen

• Ikatan yang terbentuk dimana H menjadi

jembatan yang menghubungkan dua unsur yang memiliki keelektronegatifan tinggi.

• H-F…H-F…H-F (tanda … = ikatan Hidrogen yg

hanya satu elektron).

Ikatan Logam

• Gaya yang terjadi dimana atom mengadakan penataan ulang elektron yang tidak berpasangan sehingga menjadi ion dan membentuk jarak tertentu pada sisi kristal yang dihubungkan oleh elektron yang bergerak dengan bebas pada bidang kristal.

Ikatan van der Waals

• Gaya yg timbul antara atom atau molekul pada jarak

tertentu sehingga seolah-olah terjadi senyawa baru, jika menjauh saling tarik dan jika mendekat saling tolak

menolak.

Pengembangan Teori Ikatan Kovalen

• 1. Teori Ikatan Valensi a. Hibridisasi

b. Resonansi

• 2. Teori Orbital Molekul

a. Orbital molekul bonding

b. Orbital molekul anti-bonding

Teori Ikatan Valensi

Menurut teori ini, ikatan H-H terbentuk sebagai

hasil dari overlap orbital 1s dari tiap atom H

Metode Teori Ikatan Valensi

Orbital hibrid dibutuhkan untuk membentuk geometri molekul

Contoh: Karbon

Konfigurasi elektron valensi: 2s

²

2p

_x¹

2p

_y¹

Diketahui bahwa karbon akan membentuk empat ikatan yang serupa- CH

₄

, CH

₃

Cl

₂

, CCl

₄

Konfigurasi elektronnya menunjukkan bahwa hanya dua ikatan yang dpt terbentuk, bukan tetrahedral

tapi tidak stabil. Agar stabil harus berhibridisasi.

Hibridisasi

Untuk menjelaskan mengapa karbon membentuk 4

ikatan tunggal identik, kita asumsikan bahwa orbital-

orbital asalnya melebur bersama (terhibridisasi)

Beberapa Contoh Hibridisasi

Btk Hibridisasi Pasangan e- atom pusat Contoh

Linear 2 BeH

₂

Planar Trigonal 3 BF

₃

Tetrahedral 4 CH

₄

Trigonal piramida 4 NH

₃

Bengkok (Bent) 4 H

₂

O

Bent, H₂O

Linier, CO₂ Segitiga Planar, BeCl₃

Piramid, NH₃

Tetrahedral, CH₄

Geometri Molekul dengan Dasar Tetrahedral

N H H H

C H

H H H O

H

H

Tetrahedral Piramid Bent

Bent dan piramid sebenarnya adalah

tertrahedral tetapi ada pasangan elektron yang

tidak berikatan

Geometri Lainnya

5 5 0 AB₅ Trigonal Piramid 4 1 AB₄O SeeSaw

3 2 AB₃O₂ Bentuk T 2 3 AB₂O₃ Linear

6 6 0 AB₆ Oktahedral

5 1 AB₅O₂ Piramid Segi-4

4 2 AB₄O₂ Segi-4 planar Bilangan

Koordinasi

Pasangan elektron Ikatan Bebas

Formula Umum

Bentuk Geometri

Geometri Molekul

Untuk molekul yang lebih besar, aturan geometri

molekul masih berlaku

Etana

Momen Dipol

Dapat dilihat dengan meletakkan molekul dalam

medan listrik. Molekul polar akan terorientasi

sedangkan molekul non-polar akan sebaliknya

Hibridisasi sp 3

Dalam kasus ini, semua orbital s dan p berhibridisasi.

sp

³

dimana 25% karakter s dan 73% karakter p

Etana, CH 3 CH 3

Ikatan s terbentuk

melalui overlaping secara membujur (dari ujung ke ujung)

Molekul dapat bebas berotasi disepanjang ikatan tunggal

Hibridisasi sp 2

Ini menunjukan adanya ikatan rangkap,

hibridisasi tipe kedua. Hibridisasi sp

²

terbentuk

dari kombinasi satu orbital s dan 2 orbital p. satu

orbital p tersisa

Orbital Hibridisasi sp 2

Orbital p yang tidak terhibridisasi dapat ber- overlap, membentuk ikatan kedua-p

Ikatan p terbentuk melalui overlaping baik dari atas maupun bawah dari struktur planar molekul

Bagian dari molekul tidak dapat bebas berotasi

Orbital Hibridisasi sp

Hibridisasi ini membentuk ikatan rangkap 3 yang

menghasilkan 2 orbital p yang tidak terhibridisasi

Orbital Hibridisasi Lainnya

Orbotal d juga dapat terlibat dalam pembetukan orbital hibridisasi

MgCl

₂

PtCl

₃

CH

₄

PCl

₅

[Fe(CN)

₆

]

^3-

Metode Orbital Molekul

• Orbital-orbital atom berkombinasi membentuk orbital molekul, jumlah orbital molekul yang

terbentuk harus sama dengan jumlah orbital atom yang secara matematis berkombinasi.

Contoh: H

₂

Dua buah orbital 1s akan berkombinasi membentuk dua orbital molekul. Hasil akhir dari energi yang

baru terbentuk sama dengan orbital asalnya, dua 1s.

Walaupun demikian, mereka berada pada tingkat

energi yang berbeda.

Diagram Orbital Molekul H 2

Orbital Molekul

Ketika dua orbital atom bergabung, ada tiga kemungkinan orbital molekul yang terbentuk.

Orbital ikatan (bonding): s atau p Energinya lebih rendah dibandingkan orbital atom dan terdapat overlapkerapatan elektron

Orbital antiikatan (antibonding): s* atau p*

Energinya lebih tinggi daripada orbital atomnya dan kerapan elektron tidak saling overlap

Nonikatan (nonbonding) : n

Pasangan elektron yang tidak terlibat pada ikatan

Molekul Diatomik Homonuklir

Molekul ini merupakan molekul sederhana diatomik dimana kedua atom merupakan atom yang sama

Diagram energinya serupa dengan diagram energi molekul H

₂

Kita dapat mengembangkan diagram energi

untuk molekul2 lainnya atau molekul yang

mungkin untuk melihat bagaimana mereka

membentuk ikatan

Diagram OM untuk He 2

Terlihat bahwa baik orbital ikatan maupun orbital antiikatan

terisi penuh

Hasilnya adalah molekul ini tidak stabil dibandingkan bentuk tidak

terikatnya. Sehingga mereka tidak

berikatan

Orbital Molekul Ikatan

Untuk molekul yang stabil, harus terdapat lebih banyak elektron yang berada pada orbital ikatan dibandingkan dengan pada orbital antiikatan

Bentuk terikatnya (bonded form) harus berada pada tingkat energi yang lebih rendah, sehingga mereka stabil

Orbital ikatan dan antiikatan baik s atau p harus diperhitungkan

Lihat OM untuk O

₂

Orbital Molekul O 2

Orbital Molekul O 2

Tiap atom oksigen memiliki 8 elektron sehingga jumlahnya 16

Kita dapat meletakkan 16 elektron kedalam diagram OM dan lihat!

Ingat, jangan memasangkan elektron kecuali

memang harus dan isi pada tingkat energi yang

lebih rendah dahulu sebelum ke yang lebih tingi

Molekul O

₂

akan terbentuk bila terdapat lebih

banyak elektron ikatan dibandingkan antiikatan

Orbital Molekul O 2

Diagram OM untuk NO

Elektron Terdelokalisasi

Diagram OM untuk spesies poliatomik seringkali disederhanakan dengan mengasumsikan semua

orbital sdan p adalah terlokalisasi: terbagi diantara 2 atom spesifik.

Struktur resonansi menggambarkan bahwa elektron pada beberapa orbital p dapat

terdelokalisasi

Delokalisasi : bebas untuk berpindah-pindah pada

tiga atau lebih atom.

Elektron Terdelokalisasi/Resonansi

Soal quis

1. Jika diketahui: unsur X Nomor Atom 20, massa Atom 40, unsur Y nomor Atom 6, massa atom 12, maka :

a. Tuliskan konfigurasi elektron unsur X dan Y

b. Tentukan golongan dan priode ke berapa dalam table periodic unsur

c. Tentukan keempat bilangan kuantum kulit terluar unsur X dan Y d. Tentukan jumlah: valensi, elektrovalen, proton, electron, dan neutron unsur X dan Y tersebut

2. Tuliskan reaksi antara : a. Natrium dengan air

b. Litium dengan gas oksigen c. Kalium dgn gas klorin 3. Unsur yang mana mempunyai jari-jari atom terkecil,

keelektronegatifan terbesar, titik didih terbesar pada unsur gologan alkali dan pada golongan halongen.

Soal quis

1. a. Diketahui keelektronegatifan unsur A=1,0; B=2,8; C=2,5;

D=2,2. maka tentukan jenis senyawa apakah yang terdapat pada senyawa AB,DB,CD4 dan CB4.

2 . tuliskan rumus struktur lewis dari molekul berikut : CH4, BF3, H2O, SF6, PCl5, BeCl2

Pada senyawa tersebut, senyawa manakah yang tidak

memenuhi kaidah oktet dan duplet, jelaskan jawaban anda.

3.sebutkan faktor-faktor yang menyebabkan mudah terbentuknya senyawa ion

4. tuliskan 4 perbedaan antara senyawa ion dengan senyawa kovalen

5. Berapa orde ikatan pada molekul H2, He2, O2, N2 (Ar O=8 N=7)

6. Jelaskan dengan singkat mengapa molekul O2 bersifat paramagnetic

7. Tuliskan jenis orbital hibrida dan bentuk geometri dari senyawa pada soal no.2

Soal quis

3. Gas CO hasil pembakaran mesin kendaraan bemotor yang tidak sempurna merupakan salah satu gas yang sangat

berbahaya bagi tubuh, jika 4,5 mol bensin (C₈H₁₀) terbakar mengikuti reaksi berikut :

2 C₈H_{10 (bensin)} + a O2(g) b CO_(g) + c H₂O_(g). Maka:

a. Setarakan reaksi diatas

b. Hitunglah jumlah partikel gas CO dari hasil pembakaran bensin tersebut

c. Hitunglah volume gas CO pada keadaan stardar (STP) d. Tentukan massa CO dan H2O yang dihasilkan (Ar C=12,

O=16 dan H=1)

e. Mana yang tereduksi, teroksidasi, oksidator dan reduktor pada reaksi tersebut

f. Tentukan bilangan oksidasi sertiap unsur yang di boll merah dalam senyawa tersebut. (1) H2O2 (2) F2O (3) NaH (4) Na2S4O6 (5) KClO4 (6) H2O

1. Larutan A terdiri dari 3,40 gram perak Nitrat dan 25 gram air + larutan B terdiri dari 3,92 gram kalium kromat dan 25 gram air, pada pencampuran terjadi reaksi

menghasilkan endapan coklat, setelah reaksi selesai dan ditimbang ternyata berat campuran larutan A dan B

= 57,32 gram, maka pada reaksi larutan A + larutan B mengikuti hukum ………

2. Pada pemanasan 108 g HgO menurut Reaksi

2 Hg (s) Hg(l) + O2 (g) diperoleh 4,8 g O2, maka berapa persen (%) HgO yang terurai, jika diketahui

Ar Hg=200g/mol O=16 g/mol)