Materi Lengkap Ikatan Kimia

A. Kestabilan Unsur Gas Mulia

Dibandingkan dengan unsur-unsur lain, unsur gas mulia merupakan unsur yang paling stabil. Hal ini ditunjukkan dengan fakta bahwa keberadaan unsur-unsur gas mulia di alam umumnya stabil dalam keadaan unsurnya (tidak dalam bentuk senyawa).
Para ahli memperkirakan ada hubungan sifat kestabilan unsur gas mulia dengan konfigurasi elektronnya.

Jumlah elektron valensi pada gas mulia adalah 8, kecuali helium, dan dikenal dengan konfigurasi oktet, sedangkan elektron valensi pada helium adalah 2 dan dikenal dengan konfigurasi duplet. Unsur-unsur lain dapat mencapai konfigurasi oktet atau duplet dengan membentuk ikatan dengan unsur yang sama ataupun yang berlainan, sehingga membentuk senyawa.
Dalam pembentukan senyawa, atom melepas/menangkap elektron, atau elektron dalam atom saling berpasangan sampai mempunyai delapan elektron valensi/dua elektron valensi pada kulit terluarnya.

B. Struktur Lewis

Gaya yang mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam suatu senyawa disebut ikatan kimia. Dalam pembentukan ikatan kimia, hanya elektron terluar (elektron valensi) yang terlibat.
Dalam mempelajari ikatan kimia ini, kita juga perlu memahami terlebih dahulu tentang Struktur Lewis yang dikenalkan oleh Gilbert Lewis. Struktur Lewis adalah lambang atom disertai elektron valensinya. Elektron dalam Struktur Lewis dapat dinyatakan dalam titik atau silang kecil.
Struktur Lewis unsur-unsur utama pada peridoe 1, 2, dan 3:

C. Ikatan Ion

Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi akibat adanya gaya elektrostatik antara ion yang berlawanan muatan. Ion positif disebut kation terbentuk dari atom yang melepaskan elektron, sedangkan ion negatif disebut anion terbentuk dari atom yang menerima elektron. Senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion disebut senyawa ion.
Pada umumnya, ikatan ion terbentuk dari atom logam dan non-logam.
Contoh:

Sifat umum senyawa ion:
a. titik didih dan titik lelehnya tinggi.
b. keras, tetapi mudah patah/rapuh.
c. penghantar panas yang baik.
d. lelehan maupun larutannya dapat menghantarkan listrik.
e. larut dalam air.
f. tidak larut dalam senyawa-senyawa organik, misalnya alkohol, eter, dan benzene.

Apakah yang menyebabkan senyawa ion mempunyai sifat seperti itu? Struktur kristal senyawa ion yang terbentuk memengaruhi sifat fisika senyawanya. Misalnya pada NaCl, struktur kristal itu tersusun atas jutaan ion Na+ dan Cl. Setiap ion Na+ dapat mengikat 6 Cl. Begitu juga dengan ion Cl yang dapat mengikat 6 ion Na+. Gaya tarik menarik antar ion sangat kuat sehingga posisi ion-ion tidak berubah. Hal itulah yang menyebabkan garam berwujud kristal padat. Perhatikan gambar berikut ini.

Baca juga  Struktur Atom dan Tabel Periodik Unsur

Ikatan yang terbentuk pada senyawa ion sangat kuat sehingga untuk memutuskan ikatan ion diperlukan energi yang cukup besar. Faktor inilah yang menyebabkan senyawa ion mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi.
Dalam bentuk padat, senyawa ion tidak dapat menghantarkan listrik. Namun, dalam bentuk cairan atau lelehan, senyawa ion dapat menghantarkan listrik. Suatu zat dapat menghantarkan listrik jika ion-ionnya bergerak bebas. Ion-ion dalam senyawa ion dapat bergerak bebas jika dilarutkan dalam air atau dipanaskan hingga meleleh.
Garam dapur mempunyai sifat rapuh disebabkan karena struktur kristal tersusun atas beberapa lapis. Posisi ion Na+ dan Cl- berselang-seling untuk memaksimalkan daya tarik antarion. Pada saat garam dikenakan suatu energi, misalnya dipukul, lapisan yang terkena pukulan akan bergeser sehingga ion-ion yang bermuatan sama dari lapisan yang berbeda-beda akan saling berhadapan.

Ion-ion yang bermuatan sama akan saling menolak. Tolak-menolak antarion itulah yang menyebabkan kekuatan ikatan ion akan berkurang sehingga garam dapur dan senyawa ion lainnya bersifat rapuh.

D. Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron untuk berikatan. Ikatan kovalen terbentuk antara sesama atom non-logam.
a. Ikatan kovalen tunggal

b. Ikatan kovalen rangkap dua

c. Ikatan kovalen rangkap tiga

E. Ikatan Kovalen Koordinasi/Dativ

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang terbentuk dengan penggunaan bersama elektron yang berasal dari salah satu atom yang berikatan. Jika ikatan kovalen dinyatakan dengan garis, maka ikatan kovalen koordinasi dinyatakan dengan anak panah. Arah anak panah yaitu dari atom yang menyediakan pasangan elektron menuju atom yang menggunakan pasangan elektron tersebut.

F. Ikatan Kovalen Polar

Ikatan kovalen polar jika pasangan elektron yang digunakan tertarik lebih kuat ke salah satu atom karena perbedaan keleektronegatifan yang besar (0,5 – 2).

Pada molekul HCl, atom Cl cenderung lebih menarik elektron daripada atom H karena atom Cl lebih elektronegatif. Contoh lainnya: NO, CO, NH3

Baca juga  Teori Atom dan Teori Mekanika Kuantum

G. Ikatan Kovalen Nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar jika pasangan elektron yang digunakan bersama tertarik sama kuat ke semua atom karena tidak ada perbedaan keelektronegatifan (keelektronegatifan sama/kecil 0 – 0,5).

Molekul yang berikatan kovalen nonpolar disebut molekul nonpolar, tetapi molekul yang berikatan kovalen polar tidak selalu merupakan molekul polar. Selain keelektronegatifan, kepolaran molekul juga dipengaruhi bentuk geometri molekulnya. Secara umum, bentuk geometri molekul dapat dibedakan menjadi simetris dan asimetris.
Contoh molekul yang bentuknya simetris adalah CH4 dan CO2. Sedangkan molekul yang bentuknya asimetris adalah H2O, HCl, NH3.
Molekul yang bentuk geometrisnya simetris, bersifat nonpolar. Hal itu disebabkan ikatan kovalen polar yang terbentuk saling meniadakan. Sedangkan molekul yang bentuk geometrisnya asimetris bersifat polar.

Sifat senyawa kovalen:

  • Titik didih dan titik leleh senyawa kovalen pada umumnya rendah.
  • Sebagian senyawa kovalen tidak dapat menghantarkan listrik tetapi senyawa kovalen polar dalam larutannya dapat menghantarkan listrik karena dapat menghasilkan ion-ion.
  • Berfasa padat, cair, dan gas.

H. Ikatan Logam

Ikatan logam merupakan gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.

Sifat-sifat fisis senyawa logam:

1. Berbentuk padat pada suhu kamar

2. Mengilap

Menurut teori Drude-Lorent, jika cahaya tampak (visible) jatuh pada permukaan logam, sebagian elektron valensi logam akan tereksitasi. Ketika elektron yang tereksitasi itu kembali ke keadaan dasar akan disertai pembebasan energi dalam bentuk cahaya atau mengilap. Peristiwa ini akan menimbulkan sifat mengilap pada permukaan logam.
3. Penghantar panas dan listrik yang baik
Daya hantar listrik pada logam disebabkan oleh adanya elektron yang bergerak bebas dalam kristal logam. Jika listrik dialirkan melalui logam, elektron-elektron valensi logam akan membawa muatan listrik ke seluruh logam dan bergerak menuju potensial yang lebih rendah sehingga terjadi alian aliran listrik dalam logam.
Jika sejumlah kalor (panas) diserap oleh logam, elektron-elektron valensi logam akan bergerak lebih cepat dan elektron-elektron tersebut membawa sejumlah kalor yang diserap. Akibatnya, kalor dapat didistribusikan oleh logam ke seluruh kristal logam sehingga logam menjadi panas.
4. Dapat ditempa
Kisi-kisi kation bersifat kaku (tetap di tempat), sedangkan elektron valensi logam bergerak bebas. Jika logam ditempa atau dibengkokkan terjadi pergeseran kation-kation, tetapi pergeseran ini tidak menyebabkan patah karena selalu dikelilingi oleh lautan elektron. Perhatikan gambar berikut:

Baca juga  Ikatan Kimia

I. Bentuk Molekul

Bentuk molekul dapat ditentukan dengan teori VSEPR dan teori hibridisasi.
1. Teori tolakan pasangan elektron kulit valensi (VSEPR)
VSEPR (Valence-Shell Electron-Pair Repultion) merupakan teori yang menjelaskan susunan geometrik dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron.
a. Molekul yang atom pusatnya tidak memiliki pasangan elektron bebas
Tabel Geometri Beberapa Molekul yang Atom Pusantnya tidak Memiliki Pasangan Elektron Bebas

b. Molekul yang atom pusatnya memiliki satu atau lebih pasangan elektron bebas

Beberapa Kemungkinan Bentuk Molekul yang Atom Pusatnya Memiliki Pasangan Elektron Bebas

2. Hibridisasi
Hibridisasi adalah proses pencampuran orbital atom dalam suatu atom (biasanya atom pusat) untuk menghasilkan satu set orbital atom baru sebelum membentuk ikatan kovalen.
Tabel Berbagai Macam Tipe Hibridisasi

J. Gaya Antar Molekul

1. Gaya Van der Waals

  • Gaya dipol sesaat-dipol tereduksi/gaya London/gaya dispersi Gaya London merupakan interaksi tarik-menarik yang ada antara molekul-molekul nonpolar. Contoh antar molekul CH4

  • Gaya dipol-dipol merupakan gaya yang bekerja antara molekul-molekul polar, yaitu antara molekul-molekul yang mempunyai momen dipol. Contoh antarmolekul HCl.

2. Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen adalah ikatan antar molekul yang mengandung atom H yang terikat pada atom yang memiliki keelektronegatifan sangat tinggi (N, O, F). Contoh: NH3, HF, H2O. Ikatan hidrogen sangat kuat sehingga memiliki titik didih yang tinggi.

Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Sifat Fisika:
1. Mr semakin besar, maka titik didihnya semakin tinggi

2. Semakin panjang rantai karbon dan rantai lurus maka semakin tinggi titik didihnya
Titik didih beberapa senyawa nonpolar

3. Titik didih senyawa yang memiliki ikatan hidrogen > gaya dipol-dipol > gaya London

Titik didih senyawa yang memiliki ikatan hidrogen > gaya dipol-dipol > gaya London

Sumber: Rumus Pocket Kimia SMA

Bagikan Artikel

Tinggalkan Balasan