Bahan Ajar Ukin Fix [PDF]

Citation preview

BAHAN AJAR



IKATAN KIMIA



Indikator



3.3.1 Menjelaskan kecenderungan suatu unsur mencapai kestabilan. 3.3.2 Menentukan struktur lewis dari unsur gas mulia (oktet/duplet) dan bukan gas mulia 3.3.3 Membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam 3.3.4 Menganalisis proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam



KATA PENGANTAR Bahan



Ajar



Siswa Ikatan Kimia merupakan



salah satu buku panduan bagi siswa yang duduk di Ikatan Kimia



1



Aktif Kimia



Sekolah Menengah Atas (SMA)-Madrasah Aliyah (MA). Bahan Ajar ini disusun dengan mengacu pada kompetensi mata pelajaran kimia SMA-MA yang dapat digunakan untuk mencapai kemampuan siswa dalam penguasaan materi dan peningkatan keterampilan argumentasi. Bahan Ajar ini menyajikan materi, peta konsep, kata kunci, contoh, informasi dan fakta-fakta kimia, soal latihan dan rangkuman. Diharapkan bahan ajar ini dapat membantu siswa belajar dengan mudah terutama untuk materi Ikatan Kimia. Penyusun menyadari bahwa bahan ajar ini masih ada kekurangan dalam penyusunan. Kritik dan saran dari semua pengguna bahan ajar ini sangat diharapkan.



Penyusun.



Kompetensi Dasar 3.3 Menganalisis proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan Ikatan Kimia



Indikator Pencapaian Kompetensi 3.3.5



Menjelaskan kecenderungan suatu unsur mencapai kestabilan.



2



Aktif Kimia



koordinasi, dan ikatan logam serta interaksi antar partikel (atom, ion, molekul/materi) dan hubungannya dengan sifat materi



3.3.6 3.3.7 3.3.8



Menentukan struktur lewis dari unsur gas mulia (oktet/duplet) dan bukan gas mulia Membandingkan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam Menganalisis proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam.



PETA KONSEP



KATA KUNCI Konfigurasi elektronOktetDuplet Struktur LewisIkatan KimiaIkatan Kovalen Ikatan IonIkatan Logam



Ikatan Kimia



3



Aktif Kimia



MATERI Kata Kunci : Konfigurasielektron, gas mulia, oktet, duplet, kestabilan Tujuan Pembelajaran: 3.3.1.1 Diberikan data unsur beserta nomor atomnya, siswa dapat menjelaskan kecenderungan unsure tersebut untuk mencapai kestabilan dengan tepat.



A. Konfigurasi Elektron Gas Mulia Konfigurasi dari atom gas mulia merupakan konfigurasi elektron yang stabil yaitu konfigurasi penuh. Tiap unsur gas mulia kecuali helium mempunyai elektron valensi 8, kecuali helium yang mempunyai elektron valensi 2. Atom-atom yang mempunyai elektron valensi 2 mengikuti kaidah duplet, sedangkan atom-atom yang mempunyai elektron valensi 8 mengikuti kaidah oktet. Atom-atom yang elektron valensinya sesuai dengan kaidah oktet dan duplet merupakan atom-atom yang stabil, hal itu yang menyebabkan unsurunsur gas mulia bersifat stabil. Tabel Konfigurasi Elektron Gas Mulia Unsur Gas Mulia Helium



Lambang



Nomor Atom



KonfigurasiElektr on



ElektronVale nsi



He



2



2



2



Neon



Ne



10



28



8



Argon



Ar



18



288



8



Kripton



Kr



36



2 8 18 8



8



Xenon



Xe



54



2 8 18 18 8



8



Radon



Rn



86



2 8 18 32 18 8



8



B. Pencapaian Kestabilan Suatu Unsur Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsur yang bergabung dengan cara berikatan dengan unsur lain. Penggabungan antar unsur dari unsur yang sama maupun unsur yang berbeda terjadi melalui ikatan kimia. Jadi yang dimaksud dengan ikatankimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul. Cara-cara suatu atom untuk mencapai kestabilan (mencapai seperti konfigurasi gas mulia), yaitu: 1.



Taukah Kalian?



Gas mulia merupakan unsur yang stabil di dunia. Di antara gas mulia, argon merupakan yang paling banyak terdapat di udara dengan kadar 0,93% dalam udara kering (bebas uap air). Helium lebih banyak ditemukan dalam gas alam (dengankadar ~1%) dari pada dalam udara (~0,00052%). Sementara radon berasal dari peluruhan radioaktif radium dan uranium. Radon juga bersifat radioaktif dan memiliki waktu paro yang relatif pendek sehingga radon akan kembali meluruh menjadi unsur lainnya.



Sumber: https://www.studiobelajar.c om/gas-mulia/



Dengan cara melepaskan elektron, sehingga bermuatan positif sebesar sejumlah elektron yang dilepaskan.



Ikatan Kimia



4



Aktif Kimia



Contoh: Mg →12Mg2+ + 2eKalau kita perhatikan dari konfigurasi elektronnya: :2 8 2 (tidak stabil) 12Mg 2+ Mg : 2 8 (stabil, seperti Ne) 12 12



2.



Dengan cara menarik elektron, sehingga menjadi bermuatan negatif sebesar jumlah elektron yang diterima. Contoh: 9F + e → F Kalau kita perhatikan dari konfigurasi elektronnya: :2 7 (tidak stabil) 9F :2 8 (stabil, seperti Ne) 9F



3.



Dengan cara menggunakan pasangan elektron bersama Contoh: Dalam molekul HF 1H : 1 (elektron valensi = 1)



Taukah Kalian?



(1 elektron tak berpasangan)



Struktur Lewis dapat digambar untuk 9F : 2 7 (elektron valensi = 7) setiap molekul berikatan kovalen, serta senyawa koordinasi. Struktur Lewis dinamai menurut Gilbert N. Lewis, yang memperkenalkan dalam (1 elelektron tak berpasangan) artikel 1916-nya The Atom Elektron-elektron yang tidak berpasangan akan bergabung and the Molecule. Struktur membentuk pasangan elektron yang digunakan bersama, sehingga atom H Lewis memperluas konsep seakan punya 2 elektron (seperti He) sedang atom F seakan punya 8 elektron. diagram titik elektron dengan menambahkan garis di antara atom untuk mewakili pasangan bersama dalam ikatan kimia. Struktur Lewis menunjukkan masingKata Kunci: Struktur Lewis masing atom dan posisinya TujuanPembelajaran: dalam struktur molekul simbol 3.3.2.1 Diberikan contoh atom dan nomor atomnya, peserta didikmenggunakan dapat kimianya.



menentukan struktur lewis dari unsur gas mulia (oktet/duplet) dan bukan gas mulia dengan tepat



C. Struktur Lewis Cara serah terima atau pemasangan elektron biasanya ditunjukkan dengan menggunakan lambang Lewis. Simbol Lewis atau lambang Lewis Ikatan Kimia



5 Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/ Struktur_Lewis



Aktif Kimia



adalah simbol suatu atom yang dikelilingi oleh titik-titik yang menyatakan elektron valensi dari atom tersebut. Atom-atom yang memiliki elektron terluar sama, maka simbol lewisnya juga sama, misalnya unsur-unsur yang terletak dalam golongan IA seperti Li, Na, Rb, Cs, dan Fr. Simbol Lewis dari unsur-unsur golongan utama pada periode 2 adalah: Simbol Lewis untuk unsur-unsur Golongan A



Contoh: Struktur Lewis untuk H2 dan O2 H2 O2



Ikatan Kimia



:



-



H H  



H H atau



 



6



Aktif Kimia



Kata Kunci: Ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam TujuanPembelajaran: 3.3.3.1 Diberikan contoh gambar pembentukan senyawa ion, senyawa kovalen, dan gambar mikroskopik penampang logam, peserta didik dapat membandingkan ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan logam dengan tepat 3.3.4.1 Diberikan



data



2



unsur



beserta



nomor



atomnya,



siswa



dapat



menganalisis jenis ikatan yang terjadi pada kedua unsur tersebut jika berekasi, dengan tepat. A. Ikatan Ion Taukah Kalian?



Garam dapur (NaCl) tersusun olehlogam Na dan gas Cl2. Sifat logam Na reaktif dan gas Cl 2 yang bersifat reaktif dan beracun. Bagaimana dengan sifat garam dapur? Garam dapur memiliki sifat netral dan stabil. Mengapa garam memiliki sifat yang berbeda dengan penyusunnya?



Dalam kehidupan sehari-hari tentu kalian pernah menjumpai orang-orang yang mempunyai kelebihan uang (orang kaya) dan orang-orang yang kekurangan uang (orang miskin). Kebanyakan orang yang memiliki kelebihan uang akan menyumbangkan sebagian uangnya kepada orang yang membutuhkan. Demikian halnya yang terjadi dalam unsur-unsur kimia, yang digambarkan dengan ikatan ion. Ikatan ion terbentuk antara atom yang mudah melepas elektron (atom logam) dan atom lain yang mudah menerima elektron (atom non logam). Ikatan ion disebut juga ikatan elektrovalen.



1. Pembentukan Ion Positif Atom-atom unsur yang memilikielektronvalensidalamjumlahsedikit, misalnyaunsurunsurgolongan IA (kecuali atom H), IIA, dan IIIA memilikikecenderunganmengikutikaidahoktet. Nilai muatan positif yang terjadi sesuai dengan elektron valensi atom-atom tersebut. TabelPembentukan Ion PositifBeberapaUnsur Gas KonfigurasiElektron JumlahElektron Bentuk Konfigurasi mulia Atom Atom yang Dilepas Ion Elektron Ion yang Sesuai 281 1 Na+ 28 11Na 10Ne + K 2 8 81 1 K 2 8 8 19 18Ar 2+ 282 2 Mg 28 12Mg 10Ne 2 8 82 2 Ca2+ 28 8 20Ca 18Ar 3+ Al 2 83 3 Al 2 8 13 10Ne



2.



Pembentukan Ion Negatif Atom-atom unsur yang memiliki elektron valensi dalam jumlah banyak, misalnya, unsurunsur golongan IVA, VA, VIA, dan VIIA memiliki kecenderungan mengikuti kaidah oktet dengan cara menerima elektron untuk membentuk ion negatif. TabelPembentukan Ion NegatifBeberapaUnsur Ikatan Kimia



7



Aktif Kimia



Atom F 17Cl 8O 16S 7N 15P 9



3.



KonfigurasiElektron Atom



JumlahElektron yang Diterima



Bentuk Ion



1 1 2 2 3 3



FClO2S2N3P3-



27 287 26 286 25 285



Konfigurasi Elektron Ion 28 288 28 2 88 28 2 88



Gas Mulia yang sesuai 10Ne 18Ar 10Ne 18Ar 10Ne 18Ar



PembentukanIkatan Ion Ikatan ion terbentuk antara atom yang mudah melepas elektron (atom logam) dan atom lain yang mudah menerima elektron (atom nonlogam). Ion positif akan tarik menarik dengan ion negatif karena ada gaya elektrostatis dan membentuk ikatan ion. Secara umum rumus ikatan ion biasa dituliskan dengan AxBy, yaitu: Ay+ + BX-→ AxBy Sebagai contoh pada senyawa NaCl, yaitu: Na+ + Cl-→NaCl 



Struktur elektronnya adalah:



Atom 11Na yang memiliki konfigurasi elektron: 2 8 1, cenderung melepas sebuah elektron valensinya sehingga membentuk ion Na + (2 8). Atom 17Cl yang berkonfigurasi elektron: 2 8 7, cenderung menerima sebuah elektron sehingga membentuk ion Cl - (2 8 8). 



Struktur Lewisnya adalah:







Gambar molekulnya adalah: Sebelum berikatan



Sesudahberikatan



Transfer elektron



Atom Na



Atom Cl



Ion Na+Ion Cl-



Gambar pembentukan molekul NaCl



Ikatan Kimia



8



Aktif Kimia



Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1 Cl-1 Na+1



Kristal NaCl



SkemakristalNaCl



Gambar



struktur molekul NaCl



Contoh-contoh lain senyawa ionik yang terbentuk dari atom logam dan atom nonlogam, antara lain: 1. Golongan alkali dan golongan halogen, contoh NaF, NaBr, KI, KBr, RbI, CsF, dan LiF. 2. Golongan alkali dan golongan oksigen, contoh Na2O, Na2S, K2O, dan Rb2S. 3. Golongan alkali tanah dan golongan oksigen, contoh MgO, CaO, CaS, BaO, dan MgS.



B.



Ikatan Kovalen Taukah Kalian?



Air (H2O) sering kita manfaatkan untuk kebutuhhan sehari-hari tersusun dari unsur penyusunnya yaitu gas hidrogen dan gas oksigen. Gas hidrogen dan gas oksigen memiliki sifat mudah terbakar. Bagaimana dengan sifat air? Air memiliki sifat netral dan stabil.Mengapa air memilikisifat yang berbeda dengan penyusunnya?



Ikatan kovalen adalah ikatan antaratom yang dibentuk dengan cara penggunaan bersama pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan. Terjadinya pemakaian elektron bersama-sama tersebut untuk memenuhi kaidah oktet dan duplet. Ikatan ini terjadi antara unsur-unsur nonlogam dengan unsur-unsur nonlogam. Menurut teori Lewis, untuk membentuk satu ikatan kovalen tunggal setiap atom menyumbangkan 1 elektron valensinya. Jika antara kedua atom membentuk ikatan kovalen ganda dan rangkap tiga, maka setiap atom menyumbangkan elektron sesuai derajat penggandaannya.



1. Pembentukkan Ikatan Kovalen Lewis menggambarkan ikatan kovalen dengan struktur Lewis atau rumus elektron yang terdiri dari lambang Lewis, yaitu lambang yang dikelilingi sejumlah elektron valensi. Yang dapat disumbangkan dari masing-masing atom yang berikatan adalah elektron yang belum berpasangan. a.



Pembentukkan Ikatan Kovalen Tunggal Pembentukan senyawa CCl4



Ikatan Kimia



9



Cl



Aktif Kimia



C : 2 4 (elektron valensi = 4) Cl: 2 8 7 (elektron valensi = 7) Dari jumlah elektron valensi C dan Cl tidak ada yang mudah untuk melepaskan elektron, tetapi keduanya mempunyai kecenderungan untuk menerima elektron. Pada atom C sebanyak 4 buah elektron didistribusikan ke atom Cl. 6



17



4 Cl



+ C



Cl Cl C Cl Cl



Cl Cl C



Cl



Cl Struktur Lewis



Rumus struktur



Jumlah elektron pada setiap atom C dan Cl yang dilingkari memenuhi kaidah oktet. Pembentukkan H2 1



H:1 Dalam satu molekul gas hidrogen (H2 atau H-H) terdapat 2 atom H yang saling berikatan. Atom H memiliki 1 elektron valensi sehingga untuk membentuk konfigurasi elektron gas mulia (He) memerlukan 1 atom H lain.



Struktur Lewis Rumus struktur



HH



Jumlah elektron pada setiap atom H yang dilingkari memenuhi kaidah duplet. b. Pembentukkan ikatan kovalen rangkap dua Pembentukan molekul O2 8O : 2 6 (elektron valensi = 6) Dalam atom O terdapat 2 elektron yang tidak berpasangan. Jika 2 atom O saling berikatan dan setiap atom menyumbangkan kedua elektron tidak berpasangan yang dimilikinya, terbentuklah molekul O2 yang memiliki struktur Lewis sebagai berikut.



Struktur Lewis dan Rumus struktur Jumlah elektron pada setiap atom O yang dilingkari memenuhi kaidah oktet. c. Pembentukkan ikatan kovalen rangkap tiga Pembentukan molekul N2 7N : 2 5 (terdapat 5 elektron valensi) Ikatan Kimia



10



Aktif Kimia



Aton N memiliki 3 elektron yang tidak berpasangan. Jika 2 atom nitrogen berikatan, setiap elektron yang tidak berpasangan saling berikatan dan membentuk struktur Lewis sebagai berikut.



N



N



Struktur Lewis Rumus struktur Jumlah elektron pada setiap atom N yang dilingkari memenuhi kaidah oktet. 2. Penyimpangan kaidah oktet Beberapa senyawa mempunyai struktur Lewis yang menyimpang dari kaidah oktet. a. Spesies ganjil Jika jumlah elektron valensi di dalam struktur Lewis adalah ganjil, maka ada elektron yang tidak berpasangan sehingga ada atom yang menyimpang dari kaidah oktet. Contoh: Molekul NO2 Jumlah elektron valensi molekul NO2 = 17 (ganjil)



b.



c.



jumlah elektron valensi N adalah 7 (menyimpang dari kaidah oktet) Oktet tak lengkap Contoh: Molekul BeCl2 dan BH3



Oktet berkembang Contoh: Molekul PCl5, PCl3, dan SF6



Taukah Kalian?



Logam besi di alam bersifat stabil. Contoh logam besi yang bersifat keras, Ikatan Kimia dan dapat menghantarkan listrik atau panas. Semua ini terjadi karena adanya ikatan antar atom logam besi yang disebut ikatan logam.



C. Ikatan Logam Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.



11



Aktif Kimia



Logam merupakan elektropositif karena logam memiliki kecenderungan untuk kehilangan elektron valensi agar dapat membentuk ion positif. Di dalam kristal logam, setiap atom melepaskan elektron valensinya sehingga terbentuk “awan elektron” dan kation, yaitu kumpulan inti atom yang bermuatan positif dan tersusun rapat dalam awan elektron tersebut. Ion logam yang bermuatan positif tersebut terdapat pada jarak tertentu satu sama lain dalam kristalnya. Elektron valensi tidak terikat pada salah satu ion logam atau pasangan ion logam, melainkan terdelokalisasi terhadap semua ion logam. Oleh karena itu, elektron valensi tersebut bebas bergerak ke seluruh bagian dari kristal logam, sama halnya dengan molekul-molekul gas yang dapat bergerak bebas dalam ruangan tertentu.



Gambar ion logam bermuatan positif di dalam awan elektron Jadi, menurut teori awan elektron di atas, kristal logam terdiri atas kumpulan ion logam bermuatan positif di dalam lautan elektron yang mudah bergerak.Ikatan logam terdapat dalam unsurunsur, seperti tembaga, besi dan aluminium. Jenis ikatan dapat mempengaruhi karakteristik dari masing-masing senyawa. Karakter senyawa ion, kovalen dan logam dapat diketahui dengan melihat sifat fisik masing-masing senyawa.



RANGKUMAN 1.



Untuk mebentuk kestabilan, unsur harus memenuh ikaidah octet atau duplet



2. 3.



Struktur lewis dapat digambar berdasarkan jumlah elektron valensi Unsur membentuk kestabilan dengan cara pembentukan serah terima elektron (ikatan ionic) dan penggunaan elektron bersama (ikatankovalen) 4. Ikatan ionic terjadi karena serah terima elektron untuk membentuk kestabilan. 5. Ikaatan logam terbentuk dari adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak 6. Sifat fisik senyawa ionik, kovalen dan logam dibedakan berupa titik didih, kelarutan, daya hantarlistrik dan kekerasan



Ikatan Kimia



12



Aktif Kimia



LATIHAN SOAL 1. Jika sebuah unsur X terletak padagolongan IA periode 3, tuliskan konfigurasi electron pada ion X+1! Jelaskan! 2. Perhatikan letak unsur X pada system periodik unsur berikut!



Gambarkan struktur Lewis dari unsur Z tersebut! 3. Perhatikan letak unsur Z dalam system periodic unsur berikut!



Berdasarkan data tersebut, ikatan apakan yang terjadi jika unsur Z berikatan denga nunsur Y dengan electron valensi 7? Jelaskan! Ikatan Kimia



13



Aktif Kimia



4. Perhatikan letak unsur Adan B dalam system periodic unsur berikut!



Berdasarkan data tersebut, ikatan apakan yang terjadi jika unsur A berikatan dengan unsur B? Jelaskan! 5. Perhatikan tabel sifat dua buah zat sebagai berikut: Zat



Titik Leleh °C



Kelarutan dalam Air



M



−78



N



800



Konduktivitas Listrik Padatan



Lelehan



Larutan



tidaklarut



(−)



(−)



(−)



larut



(−)



(+)



(+)



Keterangan: (+) :konduktor; (−) : non-konduktor Berdasarkan data tersebut, ikatan apakah yang terdapat pada senyawa O dan P? Jelaskan!



DAFTAR PUSTAKA Effendy. 1999. Logam, Semikonduktor, dan Isolator. Malang: JurusanPendidikan Kimia. Effendy. 2007. Ikatan Ion. Malang: Jurusan Pendidikan Kimia. Lewis, R., & Evans, W. 2006. Chemistry Third Edition. New York: Palgrave Macmilan. Myers, R. 2003. The Basic of Chemistry. London: Green Press. Nathan, H. H., &Henrickson, C. 2001. Cliffs Quick Review Chemistry. New York: Hungry Minds. Anonim. Tanpa tahun. Capter 7: Chemical Bonding. - : General Chemistry.



Ikatan Kimia



14