Ringkasan materi Kimia Semester I

   BAB III IKATAN KIMIA

1. Terbentuknya Ikatan Kimia
   Antara dua atom atau lebih dapat saling berinteraksi dan membentuk molekul. Interaksi ini selalu disertai dengan pelepasan energi. Adapun gaya-gaya yang menahan atom-atom dalam molekul merupakan suatu ikatan yang dinamakan ikatan kimia. Ikatan kimia terbentuk karena unsur-unsur cenderung membentuk struktur elektron stabil. Struktur elektron stabil yang dimaksud yaitu struktur elektron gas mulia (golongan VIIIA).
   Walter Kossel, dan Gilbert Lewis pada tahun 1916 menyatakan bahwa terdapat hubungan antara stabilnya gas mulia dengan cara atom berikatan. Mereka 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 atau konfigurasi elektron gas mulia atau 8 elektron pada kulit terluar disebut kaidah oktet.
   Sementara itu, atom-atom yang mempunyai nomor atom kecil dari hidrogen sampai dengan boron cenderung memiliki konfigurasi elektron gas helium atau mengikuti kaidah duplet.
   Elektron yang berperan dalam reaksi kimia yaitu elektron pada kulit terluar atau elektron valensi. Elektron valensi menunjukkan kemampuan suatu atom untuk berikatan dengan atom lain.
   Unsur-unsur dari golongan alkali dan alkali tanah, untuk mencapai kestabilan cenderung melepaskan elektron terluarnya sehingga membentuk ion positif. Unsur-unsur yang mempunyai kecenderungan membentuk ion positif termasuk unsur elektropositif. Unsur-unsur dari golongan halogen dan khalkogen mempunyai kecenderungan menangkap elektron untuk mencapai kestabilan sehingga membentuk ion negatif. Unsur-unsur yang demikian termasuk unsur elektronegatif.
   Contoh;
   
   1. Fluorin (9F) mempunyai susunan elektron 2. 7. Flourin memerlukan satu elektron untuk mencapai kestabilan (elektron terluar 8).
   2. Kalsium (20Ca) mempunyai susunan elektron 2. 8. 8. 2. Kalsium melepaskan 2 elektron untuk mencapai kestabilan (elektron terluar 8).
      Atom-atom yang belum stabil yaitu unsur-unsur selain gas mulia. Unsur ini selalu berusaha untuk mencapai keadaan yang stabil. Agar dapat mencapai struktur elektron seperti gas mulia, antar unsur melakukan hal-hal berikut;
      
      1. Perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain (serah terima elektron)
         Atom yang melepaskan elektron akan membentuk ion positif, sedangkan atom yang menerima elektron akan berubah menjadi ion negatif, sehingga terjadilah gaya elektrostatik atau tarik-menarik antara kedua ion yang berbeda muatan. Ikatan ini disebut ikatan ion.
         
      2. Pemakaian bersama pasangan elektron oleh dua atom yang bergabung membentuk susunan elektron seperti gas mulia, yang dikenal dengan ikatan kovalen.
      Selain itu, dikenal juga adanya ikatan lain yaitu;
      
      1. Ikatan logam
      2. Ikatan hidrogen
      3. Ikatan Van der Waals

1. Ikatan Ion (Ikatan Elektrovalen)
   Ikatan ion yaitu ikatan yang terbentuk sebagai akibat adanya gaya tarik-menarik antara ion positif dan ion negatif. Ion positif terbentuk karena unsur logam melepaskan elektronnya. Sedangkan ion negatif terbentuk karena unsur non logam menerima elektron. Ikatan ion terjadi karena adanya serah-terima elektron. Pada saat terjadi pelepasan elektron, atom tersebut berubah menjadi sebuah kation (ion positif) karena kelebihan muatan positif. Energi ionisasi diperlukan untuk melepas sebuah elektron. Berbeda antara atom satu dengan lainnya.
   Pada umumnya, atom-atom dari unsur logam memiliki energi ionisasi yang lebih rendah. Oleh karena itu unsur-unsur tersebut, cenderung melepas elektron dan berubah menjadi kation. Sebagai contoh unsur natrium (Na) mudah melepaskan satu elektron menjadi ion natrium (Na⁺). Sementara itu atom-atom dari unsur non logam memiliki afinitas elektron yang tinggi sehingga cenderung untuk menangkap elektron. Saat terjadi penangkapan elektron, atom tersebut berubah menjadi anion (ion negatif). Misalnya atom klor (Cl) mudah menangkap satu elektron dan menjadi ion klorida (Cl^-).
   Terjadinya ikatan antara 11Na dengan 17 Cl sebagai berikut ;
   K L M
   11Na 2. 8. 1 melepas 1 elektron, membentuk Na⁺ : 2. 8
   17Cl : 2. 8. 7 menerima satu elektron, membentuk Cl^- : 2. 8. 8
   Na Na⁺ + e^-
   
   Cl + e^-Cl^-
   
   Na + Cl Na⁺ + Cl^-
   Na ⁺ dan Cl^- membentuk ikatan ion NaCl (Natrium klorida)
   Ikatan ion mudah terjadi jika atom-atom suatu unsur mempunyai perbedaan elektronegativitas yang besar ( lebih besar dari 1,7). Menurut Pauling, jika perbedaan elektronegativitas semakin besar, ikatan kimia yang terbentuk semakin bersifat ionik. Pada umumnya ikatan ion terjadi antara unsur-unsur golongan IA dan IIA (unsur logam) dengan unsur-unsur golongan VIIA dan VIA ( unsur nonlogam).
   Sifat-sifat senyawa ion sebagai berikut,
   
   1. Dalam bentuk padatan tidak dapat menghantarkan listrik karena partikel-partikel ionnya terikat kuat pada kisi, sehingga tidak ada elektron yang bebas bergerak.
      
   2. Leburan dan larutannya menghantarkan listrik
      
   3. Umumnya berupa zat padat kristal yang permukaannya keras dan sukar digores
      
   4. Titik leleh dan titik didihnya tinggi
      
   5. Larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut non polar
      

1. Ikatan Kovalen dan Ikatan Logam
   1. Ikatan Kovalen
      Ikatan kovalen dapat terjadi antara unsur nonlogam dengan unsur nonlogam lain dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron. Jadi secara langsung ikatan ini bersifat nonelektrostatik. Adakalanya dua atom dapat menggunakan lebih dari satu pasang elektron. Apabila yang digunakan bersama dua pasang atau tiga pasang maka akan terbentuk ikatan kovalen rangkap dua atau rangkap tiga. Jumlah elektron valensi yang digunakan untuk berikatan tergantung pada kebutuhan tiap atom untuk mencapai konfigurasi elektron seperti gas mulia (kaidah oktet atau duplet).
      Penggunaan bersama pasangan elektron digambarkan oleh Lewis menggunakan titik elektron. Rumus Lewis merupakan tanda atom yang di sekelilingnya terdapat titik (), silang (x), atau bulatan kecil (.
      Tanda ini menggambarkan elektron valensi atom yang bersangkutan. Oleh karena itu, rumus ini sering disebut sebagai rumus elektron atau titik elektron.
      Langkah-langkah untuk menulis rumus molekul Lewis sebagai berikut;
      
      1. Menuliskan simbol atom unsurnya
      2. Menentukan jumlah elektron valensi atom tersebut
      3. Meletakkan titik (.), silang (x), atau bulatan kecil ( yang mewakili elektron valensi pada sisi simbol atom.
      Berdasarkan bentuk ikatanya, ikatan kovalen dibedakan menjadi tiga, yaitu kovalen normal, kovalen koordinasi, serta kovalen polar dan nonpolar.
      

 Ikatan kovalen Normal

1. Dalam ikatan kovalen normal digunakan dasar pemakaian bersama pasangan elektron. Dalam hal ini pasangan elektron tersebut berasal dari kedua atom. Jumlah ikatan yang terdapat dalam suatu molekul dapat diramalkan dengan menghitung jumlah elektron yang digunakan bersama-sama, selain itu juga, jumlah dan jenis atom yang membentuk molekul. Oleh karena itu, dalam ikatan ini dikenal adanya ikatan kovalen tunggal, ikatan kovalen rangkap dua, dan kovalen rangkap tiga.
   
   1. Ikatan Kovalen Tunggal
      Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan kovalen yang terjadi karena penggunaan bersama satu pasang elektron, ikatan ini digambarkan dengan satu garis lurus.
      Contoh:
      
      1. Ikatan H dengan H dalam molekul H₂
         rumus titik elektronnya H
         rumus titik elektronnya H
         1 atom H berikatan dengan 1 atom H yang lain dan tiap-tiap atom H menyumbangkan 1 elektron.
         H + H H H H – H H₂
         
      2. Ikatan H dengan Cl dalam molekul HCl
         1 atom H berikatan dengan 1 atom Cl yang masing-masing menyumbangkan 1 elektron.
         
         H + xCl H ^xCl H – Cl HCl
         
   2. Ikatan Kovalen Rangkap Dua
      Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan kovalen yang terjadi karena penggunaan bersama dua pasang elektron. Ikatan ini digambarkan dengan dua garis lurus.
      Contoh;
      Ikatan antara atom O dengan atom O yang lain dalam molekul O₂
      O = O O₂
      
   3. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
      Ikatan kovalen rangkap tiga adalah ikatan kovalen yang terjadi karena penggunaan bersama tiga pasang elektron. Ikatan ini digambarkan dengan tiga garis lurus.
      Contoh;
      Ikatan antara atom N dengan atom N lain dalam molekul N₂
      N N N₂
      
2. Ikatan Kovalen Koordinasi
   Ikatan kovalen koordinasi yaitu ikatan kovalen dimana pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom yang berikatan. Ikatan kovalen koordinasi dapat terjadi antara suatu atom yang mempunyai pasangan elektron bebas dan sudah mencapai konfigurasi oktet dengan atom lain. Atom lain ini membutuhkan dua elektron dan belum mencapai konfigurasi oktet.
   Contoh; senyawa SO₃, NH₄⁺ dan lain-lain
   
3. Ikatan Kovalen Polar dan Nonpolar
   Perbedaan keelektronegatifan dua atom menimbulkan kepolaran senyawa. Adanya perbedaan keelektronegatifan tersebut menyebabkan pasangan elektron ikatan lebih tertarik ke salah satu unsur sehingga membentuk dipol. Adanya dipol inilah yang menyebabkan senyawa menjadi polar.
   Pada senyawa HCl, pasangan elektron milik bersama akan lebih dekat pada Cl karena daya tarik terhadap elektronnya lebih besar dibandingkan H. Hal itu menyebabkan terjadinya polarisasi pada ikatan H –Cl. Atom Cl lebih negatif daripada atom H, hal tersebut menyebabkan terjadinya ikatan kovalen polar.
   Contoh;
   
   1. Senyawa kovalen polar; HCl, HBr, HI, HF, H₂O, NH₃.
   2. Senyawa kovalen nonpolar; H_2, O₂, Cl₂, N_2, CH₄, C₆H₆, BF_3.
      Pada ikatan kovalen yang terdiri lebih dari dua unsur, kepolaran senyawanya ditentukan beberapa hal berikut;
      
      1. Jumlah momen dipol. Jika jumlah momen dipol = 0, senyawanya bersifat nonpolar. Jika momen dipol tidak sama dengan 0 maka senyawanya bersifat polar.
         Besarnya momen dipol suatu senyawa dapat ditentukan dengan:
         

= d x l
Keterangan;
= momen dipol dalam Debye (D)
d = muatan dalam satuan elektrostatis (ses)
l = jarak dalam cm

1. Bentuk molekul. Jika bentuk molekulnya simetris maka senyawanya bersifat nonpolar, sedangkan jika bentuk molekulnya tidak simetris maka biasanya senyawanya bersifat polar.
2. Jika molekul terdiri atas dua buah unsur.
   1. Jika kedua unsur itu sejenis ikatannya nonpolar
      Contoh; H₂ dan Cl₂
      
   2. Jika kedua unsur itu tidak sejenis, biasanya ikatannya polar.
      Contoh; HCl dan HBr
      
3. Jika molekul terdiri atas tiga atau lebih unsur yang berbeda.
   1. Jika atom yang berada di tengah molekul (atom pusat) mempunyai pasangan elektron bebas sehingga pasangan elektron ikatan akan tertarik ke salah satu atom, ikatannya polar.
      Contoh; H₂O, dan NH₃
      
   2. Jika atom pusat tidak mempunyai pasangan elektron bebas sehingga pasangan elektron tertarik sama kuat ke seluruh atom, ikatannya nonpolar.
      Contoh; CH₄ dan CO₂
      

Sifat-sifat senyawa kovalen;

1. Pada suhu kamar umumnya berupa gas (misalnya H₂, O₂, N₂, Cl₂, dan CO₂ ), cair (misalnya H₂O dan HCl), ataupun berupa padatan.
2. Titik didih dan titik lelehnya rendah, karena gaya tarik-menarik antara molekulnya lemah meskipun ikatan antar atomnya kuat
3. Larut dalam pelarut nonpolar dan beberapa diantaranya dapat berinteraksi dengan pelarut polar
4. Larutannya dalam air ada yang menghantarkan arus listrik (misal HCl) tetapi sebagian besar tidak dapat menghantarkan arus listrik, baik padatan, leburan, atau larutannya.

Anda dapat memprediksi ikatan kimia apabila mengetahui konfigurasi elektron dari atom unsur tersebut (elektron valensinya). Berdasarkan elektron valensi, akan diketahui jumlah kekurangan elektron masing-masing unsur untuk mencapai kaidah oktet (kestabilan struktur seperti struktur elektron gas mulia).
Jarak antara dua inti atom yang berikatan disebut panjang ikatan, sedangkan energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan disebut energi ikatan. Pada pasangan unsur yang sama, ikatan tunggal merupakan ikatan yang paling lemah dan paling panjang. Semakin banyak pasangan elektron milik bersama maka semakin kuat ikatan. Namun, panjang ikatannya semakin kecil atau pendek.
Contoh;
Ikatan : N – N N N N N
Panjang ikatan (A) : 1,47 1,24 1,10
Energi ikatan (kJ/mol) : 163 418 941

1. Ikatan Logam

Logam mempunyai sifat-sifat berikut;

1. Pada suhu kamar umumnya padat
2. Mengkilap
3. Menghantarkan panas dan listrik dengan baik
4. Dapat ditempa dan dibentuk
   Dalam bentuk padat, atom-atom logam tersusun dalam susunan yang sangat rapat (closly packed). Susunan logam terdiri atas ion-ion logam dalam larutan elektron. Dalam susunan seperti ini elektron valensinya relatif bebas bergerak dan tidak terpaku pada salah satu inti atom. Ikatan logam terjadi akibat interaksi antara elektron valensi yang bebas bergerak dengan inti atau kation-kation logam yang menghasilkan gaya tarik.
   

  Semoga Bermanfaat....