Teori tentang Ikatan Kimia
Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Dengan kata lain ikatan kimia adalah kemampuan suatu atom bergabung dengan atom lain membentuk suatu senyawa.
Ikatan kimia dilakukan dengan melepas atau menerima electron, sehingga susunan electron menjadi stabil (seperti susunan pada gas mulia).
Kecenderungan unsur – unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dengan istilah aturan oktet
Elektron yang berperan dalam pembentukkan ikatan kimia adalah electron valensi dari suatu atom / unsur yg terlibat.
Teori tentang ikatan kimia lahir dari gagasan Profesor Fisika dan Kimia dari Amerika Serikat yaitu Gilbert. N. Lewis. Dalam artikelnya di tahun 1916 tentang “The atom and the molecules”, Lewis meneliti tentang kesulitan golongan gas mulia (VIIIA) membentuk suatu ikatan kimia. Diduga bila gas mulia bersenyawa dengan unsur lain, tentunya ada suatu keunikan dalam konfigurasi elektronnya yang dapat mencegah persenyawaan dengan unsur-unsur lain.
Apabila dugaan tersebut benar, maka suatu atom yang bergabung dengan atom lain membentuk suatu senyawa yang mungkin mengalami perubahan dalam konfigurasi elektronnya sehingga mengakibatkan atom-atom tersebut lebih menyerupai gas mulia.
Jenis-jenis Ikatan Kimia
Ikatan kimia terdiri dari 3 jenis ikatan yaitu ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam.
1. Ikatan Ion
Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik antara dua atom yang memiliki perbedaan elektronegatifitas yang besar.
Ikatan ion terjadi apabila :
– Ikatan antara unsur logam dan bukan unsur logam
– Terjadi jika atom unsur yang memiliki energi ionisasi kecil / rendah melepaskan elektron valensinya (membentuk kation) dan atom unsur lain yang mempunyai afinitas elektron besar menangkap elektron tersebut (membentuk anion)
– Unsur logam melepaskan elektron sedangkan unsur non logam menerima elektron
Contoh : Ikatan ion yang membentuk senyawa KCl
KCL
19K : 2.8.8.1 17Cl : 2.8.7
Perhatikan jumlah elektron terluar pada susunan elektron dari kedua unsur diatas.
K akan melepaskan 1 elektron valensi
K ————-> K+
Cl menangkap 1 elektron valensi.
Cl ————> Cl–
Dengan begitu didapat susunan elektron dari kedua elektron yang stabil ( elektron kulit terluarnya berjumlah 8).
gambar ikatan ion
Pembentukan senyawa ionik sebagian berupa Siklus Born – Haber
a) Siklus Born – Haber
gambar siklus Born-Haber
Pada pembentukkan senyawa ionik NaCl (s) dari Na ( s) dan Cl2 (s) diatas melibatkan serangkaian proses yang dinamakan dengan siklus Born-Haber
Entalpi kisi ( ∆Hkisi) merupakan perubahan entalppi standar yang menyertai pembentukan ion – ion gas dari padatan Kristal :
MX (s) ———> M+ (g) + X– (g) = ∆Hkisi
Semua entalpi kisi bernilai positif . Entalpi kisi berasal dari konstribusi energy elektrostatik total kation dan anion yang ada pada padatan ionik.
2. Ikatan Kovalen
Penulisan suatu ikatan kovalen didasarkan pada
rumus Lewisdan
rumus bangun/struktur molekul. Rumus lewis (rumus elektron)adalah rumus yang menggambarkan bagaimana keadaan elektron-elektron valensi atom-atom saling berpapasan dan saling berikatan secara kovalen. Sedangkan
rumus bangun (struktur molekul)adalah rumus yang menggambarkan bagaimana cara ikatan kovalen yang digunakan atom-atom.
Dalam membentuk suatu ikatan, ikatan kovalen mempunyai
simbol-simbol seperti di bawah ini:
- Garis satu (-) melambangkan ikatan kovalen biasa
- Garis dua (=) atau tiga (≡)melambangkan ikatan kovalen rangkap
- Tanda panah (→) melambangkan ikatan kovalen koordinat.
1. Ikatan Kovalen Biasa
Ikatan Kovalen biasa adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya adalah satu pasang. Contoh:
2. Ikatan Kovalen Rangkap
Ikatan Kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya lebih dari satu pasang. Contoh:
3. Ikatan Kovalen Koordinat
Ikatan kovalen koordinat adalah ikatan kovalen yang pemakaian elektron bersamanya hanya berasal dari satu atom. Contoh:
Perbedaan Ikatan Ion dan Kovalen
Selain perbedaan dari jenis-jenis ikatannya, ikatan ion dan kovalen juga memiliki perbedaan atas
sifat fisika dan kimia. Perbedaan tersebut ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Suatu ikatan kovalen dapat dibedakan juga berdasarkan
kepolaran ikatan atom-atom di dalam molekulnya yaitu
ikatan kovalen polardan
ikatan kovalen nonpolar.
Kepolaran senyawaadalah tingkah laku suatu zat yang menyerupai medan magnet, yaitu terdapat kutub sementara yang disebut
momen dipol.
Perbedaan kepolaran (polar dan nonpolar) didasarkan atas suatu nilai keelektronegatifan.
Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk bermuatan negatif atau untuk untuk menangkap elektron dari atom lain. Nilai-nilai keelektronegatifan suatu benda ditunjukkan menggunakan
skala pauling. Harga skala pauling berkisar antara 0,7-4,0. Nilai skala pauling pada suatu atom ditunjukkan pada gambar di bawah.
Berdasarkan keelektronegatifannya,
ikatan kovalen polaradalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang berbeda di mana nilai keelektronegatifan pasti juga berbeda sehingga menghasilkan dipol, contoh: HCl, HBr, HI, H2O. Sedangkan ikatan
kovalen nonpolaradalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang sama di mana nilai keelektronegatifannya pasti sama. Contoh: H2, Cl2, O2, N2,
Harga keelektronegatifan untuk unsur logam nilainya kecil sedangkan unsur nonlogam adalah besar. Berdasarkan harga keelektronegatifan kedua atom yang berikatan dapat ditentukan jenis ikatannya. Jika nilai selisih kedua atom yang berikatan:
- Lebih kecil dari 0,5 termasuk ikatan kovalen nonpolar.
- Lebih besar dari 2 termasuk ikatan ion.
- Antara 0,5-2 termasuk ikatan kovalen polar.
3.Ikatan Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen dengan pasangan elektron yang digunakan secara bersama hanya berasal / disumbangkan oleh salah satu atom
Gambar Ikatan Kovalen Koordinasi
Kesimpulannya Kepolaran suatu senyawa dipengaruhi oleh adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom – atom yang berikatan dan bentuk molekul. Suatu senyawa akan dikatakan polar apabila selisih keelektronegatifan antara atom penyusunnya semakin besar. Selain itu ketidaksimetrisan bentuk molekul juga menyebabkan senyawa bersifat polar. Adanya muatan elektron yang tidak seimbang antar atom dalam senyawa polar mengakibatkan terjadinya suatu kutub (dipol). Oleh karena itu, pasangan elektron yang digunakan untuk membentuk ikatan kovalen polar lebih kuat tertarik pada salah satu atom.
4.Ikatan Hidrogen
Ikatan Hidrogen adalah ikatan yang terbentuk karena adanya gaya tarik menarik atom yang elektronegatifitasnya sangat besar, ikatan ini merupakan ikatan antar molekul yang sangat polar, ikatan ini lebih kuat daripada ikatan van der walls dan mempunyai arah yang jelas seperti atom F,O, dan N terhadap atom H. Contohnya : NH3 , H2O dan HF
Dengan adanya ikatan hidrogen menyebabkan terjadinya keadaan sebagai berikut :
· Air mempunyai Mr kecil akan tetapi mempunyai titik didih yang tinggi ( setiap senyawa yang mempunyai ikatan hidrogen mempunyai titik didih yang tinggi ).
· Molekul air lebih berdekatan ( jarak antara molekul ) dibandingkan molekul es (padat), yang akan mengakibatkan es mengapung di atas air.
Gambar Ikatan Hidrogen
Ikatan Hidrogen merupakan ikatan antar molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen. Dalam keadaan cair atom hidrogen dalam molekul air yang parsial positif (δ+) ditarik oleh pasangan elektron atom O molekul lain yang elektronegatif, sehingga terbentuk ikatan hidrogen.
Ikatan Hidrogen jauh lebih kuat daripada gaya-gaya van der walls. Zat yang mempunyai ikatan hidrogen memerlukan energy yang besar untuk memutuskannya. Oleh karena itu titik didih dan titik lelehnya sangat tinggi.
5. Ikatan Van der Walls
Ikatan van der walls adalah gaya tarik menarik antarmolekul (antar kutub) dalam senyawa yang berikatan kovalen. Gaya ini merupakan gaya antarmolekul yang sangat lemah Mencakup interaksi dipole – dipole (pada senyawa polar) dan interaksi dipole terimbas/terinduksi (pada senyawa polar dan non polar). Sedangkan interaksi dipole sementara (pada senyawa non polar) biasa disebut dengan gaya dispersi London.
Semakin besar Mr suatu senyawa (semakin banyak jumlah partikel yang saling tarik) ikatan van der walls akan semakin kuat, sehingga energy yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan antarmolekul semakin besar. Akibatnya titik leleh dan titik didih senyawa tersebut akan semakin besar.
6. Ikatan Logam
Ikatan Logam adalah ikatan yang terbentuk karena elektron-elektron pada logam dapat bergerak bebas membentuk awan elektron yang mengikat logam-logam bermuatan positif. Awan elektron yang dapat bergerak bebas ini dapat menghantarkan arus listrik.
Atom logam mempunyai sedikit valensi sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif, dikarenakan kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak ruang kosong) sehingga memungkinkan elektron dapat berpindah dari satu atom ke atom yang lain.
Mobilitas (pergerakan) elektron dalam logam sedemikian bebas sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap pada posisinya akan tetapi senantiasa berpindah – pindah dari satu atom ke atom lainnya.
Gambar Ikatan Logam yang terbentuk.
Gambar ikatan Logam
7. Ikatan Valensi
Ikatan valensi yaitu ikatan yang terbentuk melalui tumpang tindih (overlap) orbital valensi antara atom satu dengan atom lainnya. Orbital yang mengalami overlap harus memiliki hanya satu elektron dengan spin yang berlawanan. Overlapping terjadi apabila orientasi ( bentuk) orbital sesuai.
1.Faktor geometri yang menentukan ikatan dan struktur
Jari – jari Atomik dan Ion
jari2 atom
Kerapatan elektron dalam atom secara perlahan akan menuju, tetapi tidak pernah mencapai nol ketika jarak dari inti meningkat. Oleh karena itu, secara ketat dapat dinyatakan bahwa jari-jari atom atau ion tidak dapat ditentukan. Namun, secara eksperimen mungkin untuk menentukan jarak antar inti atom. Jari-jari atomik yang ditentukan secara eksperimen merupakan salah satu parameter atomik yang sangat penting untuk mendeskripsikan kimia struktural senyawa. Cukup beralasan untuk mendefinisikan jari-jari logam sebagai separuh jarak atom logam. Separuh jarak antar atom didefinisikan juga sebagai jari-jari kovalen zat elementer
jari2 ionik
Karena kation dan anion unsur yang berbeda dalam senyawa ion diikat dengan interaksi elektrostatik, jarak ikatan adalah jumlah jari-jari ionik yang diberikan untuk kation dan anion.
Jari-jari ionik standar satu spesies ditetapkan terlebih dahulu dan kemudian dikurangkan dari jarak antar ion untuk menentukan jari-jari ion partnernya. Sebagai standar, jari-jari ion O2- dalam sejumlah oksida ditetapkan sebesar 140 pm (1 pm = 10-12 m) (R. D. Shannon).
-
Ketika ion-ion dalam keadaan gas bereaksi satu dengan yang lainnya membentuk senyawa kemudian melepaskan entalpi atau mengubah nilai entalpi, itulah yang disebut entalpi kisi. Sebagai contoh adalah pembentukan NaCl yang biasanya melepaskan kalor ke lingkungan:
Na+ (g) + Cl - (g) ⇌ NaCl (s)
Tetapan Madelung
Energi potensial Coulomb total antar ion dalam senyawa ionik yang terdiri atas ion A dan B adalah penjumlahan energi potensial Coulomb interaksi ion individual, Vab. Karena lokasi ion-ion dalam kisi kristal ditentukan oleh tipe struktur, potensial Coulomb total antar ion dihitung dengan menentukan jarak antar ion d. A adalah tetapan Madelung yang khas untuk tiap struktur kristal (Tabel 2-3).
NA adalah tetapan Avogadro dan zA dan zB adalah muatan listrik kation dan anion. Interaksi elektrostatik antara ion-ion yang bersentuhan merupakan yang terkuat, dan tetapan Madelung biasanya menjadi lebih besar bila bilangan koordinasinya meningkat. Sebab muatan listrik mempunyai tanda yang berlawanan, potensialnya menjadi negatif, menunjukkan penstabilan yang menyertai pembentukan kisi kristal dari ion-ion fasa gas yang terdispersi baik. Walaupun potensial listrik terendah biasanya menghasilkan struktur paling stabil, namun ini tidak selalu benar sebab ada interaksi lain yang harus dipertimbangkan.
Faktor terbesar selanjutnya yang berkontribusi pada entalpi kisi adalah gaya van der Waals, dan gaya dispersi atau interaksi London. Interaksi ini bersifat tarikan antara dipol listrik, yang berbanding terbalik dengan pangkat 6 jarak antar ion. Gaya van der Waals nilainya sangat kecil.
Logam adalah suatu unsur yang mempunyai sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras, mengkilat, dan penghantar listrik dan panas. Sifat-sifat metal pada umumnya dapat digolongkan atas :
a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties)
Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal (logam)
b. Sifat –sifat mekanik (Mechanical Properties)
Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar, yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan sebagainya.
c. Sifat – sifat Fisik (Physical Properties)
Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis, daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam
1.Struktur Kristal
Logam seperti bahan lainnya, terdiri dari susunan atom-atom. Untuk lebih memudahkan pengertian, maka dapat dikatakan bahwa atom-atom dalam kristal logam tersusun secara teratur dan susunan atom-atom tersebut menentukan struktur kristal dari logam. Susunan dari atom-atom tersebut disebut cell unit.
Susunan atom-atom dalam struktur kristal sangat menentukan sifat-sifat logamnya. Logam dengan struktur kristal BCC mempunyai kerapatan atom yang lebih rendah dibandingkan logam dengan struktur kristal FCC. Perbedaan kerapatan atom itu dapat dilihat dari jumlah bidang gesernya. Pada struktur kristal BCC, jumlah bidang gesernya lebih sedikit dari struktur kristal FCC, sehingga kemampuan atom-atom untuk bergeser lebih sulit. Dengan demikian, logam dengan struktur kristal BCC membutuhkan energi lebih besar untuk mengerakkan dislokasi. Hal ini yang menyebabkan logam dengan struktur kristal BCC lebih sulit dibentuk jika dibandingkan logam dengan struktur kristal FCC yang mempunyai kekuatan rendah tetapi memiliki keliatan yang tinggi (ductility)
Struktur Mikro
Struktur mikro logam merupakan penggabungan dari satu atau lebih struktur kristal. Pada umumnya logam terdiri dari banyak kristal (majemuk), walaupun ada diantaranya hanya terdiri dari satu kristal saja (tunggal). Tetapi logam dengan kristal majemuk memungkinkan pengembangan berbagai sifat-sifat yang dapat memperluas ruang lingkup pemakaiannya. Dalam logam, kristal sering disebut sebagai butiran. Batas pemisah antara dua kristal pemisah antara dua kristal disebut batas butir
Struktur kristal logam Kebanyakan bahan logam mempunyai tiga struktur kristal:
kubus berpusat muka (face-centered cubic).
kubus berpusat badan (body-centered cubic).
heksagonal tumpukan padat (hexagonal close-packed).
FACE CETERED CUBIC (FCC)
Gambar model bola pejal sel satuan FCC
BODY CENTERED CUBIC (BCC)
Gambar Struktur kristal kubus berpusat badan (BCC)
HEXAGONAL CLOSE PACKED (HCP)
Gambar Struktur kristal heksagonal tumpukan padat (HCP)
Kristal Ionik
Dalam kristal ionik, seperti logam halida, oksida, dan sulfida, kation dan anion disusun bergantian,
dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik.
Cesium khlorida Cesium khlorida, CsCl, adalah struktur khas yang diberikan di Gambar CsCl.
Kristal ionik terbentuk karena adanya gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Umumnya, kristal ionik memiliki titik lelehtinggi dan hantaran listrik yang rendah.
Terimakasih telah berkunjung, semoga bermanfaat 😊
sumber :
https://www.siswapedia.com/tag/macam-macam-ikatan-kimia/
https://www.google.com/amp/s/www.quipper.com/id/blog/mapel/kimia/ikatan-kimia-dalam-atom/amp/
https://id.m.wikipedia.org/wiki/Kristal