Ikatan Kimia Dan Bentuk Molekul [PDF]

Citation preview

Paket Intensif UTBK SBMPTN 2020



Kimia Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul Buat pemahamanmu lebih mantap! Untuk mempermudah kamu dalam menguasai materi Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul, ada baiknya kamu memantapkan diri dengan menonton video berikut. 1. Ikatan Kimia – Susunan Elektron Stabil dan Lambang Lewis 2. Bentuk Molekul dan Hibridisasi – Bentuk Molekul Berdasarkan Teori Domain Elektron 3. Materi TKA Saintek - Kimia - Ikatan Kimia, Bentuk Molekul, dan Hibridisasi



A. Ikatan Kimia Sebelum memahami tentang ikatan kimia, kamu harus memahami dahulu tentang kaidah



oktet



dan



duplet.



Kaidah



ini



menyebutkan



bahwa



atom



mempunyai



kecenderungan untuk memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia yang stabil. Gas mulia memiliki 2 elektron valensi (khusus untuk helium) dan 8 elektron valensi untuk gas mulia lainnya. Konfigurasi ini melahirkan kaidah duplet yang berarti 2 dan oktet yang berarti 8. Untuk memenuhi kaidah oktet dan duplet, atom-atom akan membentuk ikatan antaratom agar konfigurasi elektronnya stabil. Ikatan antaratom dibedakan menjadi berikut.



1. Ikatan Ionik Ikatan ionik adalah ikatan yang terbentuk antara ion positif dan ion negatif. Ion positif (kation) berasal dari unsur yang cenderung melepas elektronnya untuk memenuhi kaidah oktet. Sementara ion negatif (anion) berasal dari unsur yang



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



1



cenderung menarik elektron untuk memenuhi kaidah oktet. Adanya transfer elektron dan gaya tarik antara muatan yang berlawanan merupakan faktor terbentuknya ikatan ionik. Contoh ikatan ionik adalah ikatan antara ion Na+ dan Br- pada NaBr serta Mg2+ dan Cl- pada MgCl2.



2. Ikatan Kovalen Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan pasangan elektron secara bersama. Ikatan ini umumnya terbentuk dari unsur nonlogam dan nonlogam yang cenderung menarik elektron untuk memenuhi kaidah oktet. Setiap satu pasang elektron yang digunakan bersama mewakili satu ikatan kovalen yang terbentuk. Sebagai contoh, pada HCl, masing-masing atom menyumbangkan satu elektron untuk digunakan bersama. Oleh karena itu, ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen tunggal. Sementara pada molekul gas O 2, masing-masing atom menyumbangkan dua elektron untuk digunakan bersama. Oleh karena itu, ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen rangkap dua. Jika masing-masing atom menyumbangkan tiga elektron untuk digunakan bersama, ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen rangkap tiga. Ikatan ini terdapat pada ikatan antara atom nitrogen pada gas N 2. Berdasarkan perbedaan keelektronegatifan dari unsur penyusunnya, senyawa kovalen dibedakan menjadi dua, yaitu kovalen polar dan kovalen nonpolar. Pada senyawa kovalen polar, terdapat perbedaan keelektronegatifan yang signifikan. Akibatnya, salah atom atom cenderung bermuatan parsial negatif (δ-), sedangkan atom lainnya cenderung bermuatan parsial positif (δ+). Adanya muatan yang berlawanan ini menyebabkan terbentuknya suatu dipol (kutub muatan) pada senyawa kovalen. Ciri lain dari senyawa kovalen polar adalah adanya pasangan elektron bebas. Sebaliknya,



pada



senyawa



kovalen



nonpolar



tidak



terdapat



perbedaan



keelektronegatifan atau pasangan elektron bebas. Perbedaan antara senyawa kovalen polar dan nonpolar dapat dilihat pada tabel berikut. Kovalen Polar •



Dibentuk oleh atom-atom yang



Kovalen Nonpolar •



memiliki perbedaan keelektronegatifan. •



elektronegatifitasnya sama. •



Ada pasangan elektron bebas (PEB).



Dibentuk oleh atom-atom yang



Tidak



ada



pasangan



elektron



bebas (PEB). •



Bentuknya simetris.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



2



•



Bentuknya tidak simetris.



•



Larut dalam pelarut organik.



•



Larut dalam air/ pelarut polar.



•



Momen dipol = 0.



•



Momen dipol ≠ 0.



3. Ikatan Kovalen Koordinasi Ikatan kovalen koordinasi terjadi jika elektron-elektron yang digunakan untuk berikatan hanya berasal dari salah satu atom. Pada ikatan kovalen koordinasi, ada satu atom yang bertindak sebagai donor pasangan elektron dan atom lainnya sebagai akseptor pasangan elektron. Contohnya pada reaksi NH3 + BF3 → H3N－BF3 . Pasangan elektron yang terlibat dalam pembentukan senyawa hanya berasal dari NH3 yang memiliki satu pasang elektron bebas. Sementara itu, BF3 tidak menyumbangkan elektronnya dalam pembentukan ikatan, tetapi hanya menyediakan orbital kosong.



4. Ikatan Logam Ikatan logam adalah ikatan yang terbentuk karena adanya gaya tarik antara muatan positif inti atom logam dan muatan negatif elektron valensi. Elektron valensi dari ion logam yang dapat berpindah dan membentuk awan elektron di sekitar inti atom juga merupakan faktor terbentuknya ikatan logam.



Ingat! Untuk memenuhi aturan oktet, unsur memiliki kecenderungan yang berbeda. • Unsur logam cenderung melepaskan elektron dan membentuk ion positif. • Unsur nonlogam cenderung menarik elektron dan membentuk ion negatif atau menggunakan elektron secara bersama.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



3



B. Gaya Antarmolekul Molekul terbentuk melalui ikatan antaratom. Selanjutnya, antara molekul-molekul tersebut, akan terjadi interaksi atau gaya antarmolekul. Gaya antarmolekul dipengaruhi oleh jenis ikatan kimia dan molekul yang berinteraksi.



1. Ikatan Hidrogen Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terbentuk pada senyawa-senyawa polar yang mengandung atom H dan atom lain dengan keelektronegatifan tinggi, seperti F, O, dan N. Contoh senyawa yang mempunyai ikatan hidrogen adalah H2O, HF, dan NH3. Ikatan hidrogen merupakan gaya antarmolekul yang relatif kuat, sehingga titik didih senyawanya lebih tinggi daripada titik didih senyawa lain yang tidak memiliki ikatan hidrogen. Contohnya titik didih H2O > H2S.



"Solusi Quipper" Untuk mempermudah dalam mengingat senyawa yang mengandung ikatan hidrogen, gunakan cara berikut. Handphone H-FON



2. Interaksi Ion-Dipol Interaksi ion dipol berlangsung saat ion berinteraksi dengan senyawa kovalen polar (dipol). Hal ini terjadi karena adanya gaya tarik antara kation dengan kutub negatif senyawa kovalen atau gaya tarik anion dengan kutub positif senyawa kovalen. Contohnya interaksi ion Na+ dan Cl－ di dalam air (H2O) yang merupakan senyawa kovalen polar dengan kutub positif dan negatif.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



4



3. Gaya van der Waals Gaya van der Waals adalah gaya antarmolekul yang timbul karena adanya gaya tarikmenarik elektrostatis antara inti atom dan elektron. Gaya van der Waals terjadi pada jarak dekat, tetapi tidak menimbulkan ikatan antaratom. Oleh karena itu, tergolong gaya antarmolekul yang relatif lemah.



Gaya van der Waals dibedakan menjadi tiga, yaitu



sebagai berikut. a. Gaya orientasi (interaksi dipol-dipol) Gaya orientasi merupakan gaya tarik antara dipol-dipol pada molekul senyawa kovalen polar. Gaya orientasi terbentuk antara ujung positif suatu dipol dan ujung negatif dari dipol lain. Contohnya dapat dilihat pada interaksi antarmolekul HCℓ.



b. Gaya induksi (interaksi dipol-nondipol) Gaya induksi merupakan gaya yang terjadi antara molekul dengan dipol permanen (molekul polar) dan molekul dengan nondipol (molekul nonpolar). Adanya dipol permanen pada molekul polar akan mengimbas pada molekul nonpolar. Elektronelektron dari molekul nonpolar akan berkumpul pada salah satu kutub akibat tarikan dari kutub positif molekul polar, dan sebaliknya. Hal ini menyebabkan terjadinya dipol sesaat pada molekul nonpolar tersebut.



c. Gaya London (gaya dispersi) Gaya London merupakan gaya yang terjadi antara molekul-molekul nonpolar. Adanya gerak acak elektron menimbulkan polarisasi elektron senyawa nonpolar menjadi polar dan membentuk dipol sesaat. Molekul nonpolar yang memiliki dipol sesaat kemudian akan menginduksi awan elektron dari molekul lain. Akibatnya, kedua molekul tersebut akan membentuk dipol sesaat, sehingga terjadi gaya van der Waals.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



5



C. Bentuk Molekul Dalam pembentukan ikatan, dilibatkan unsur dengan komposisi yang berbeda-beda. Perbedaan juga terletak pada elektron yang terlibat dalam pembentukan ikatan antaratom. Perbedaan ini berpengaruh pada konfigurasi atau penataan atom di dalam senyawa. Penataan atom mengarahkan kita pada bentuk molekul dari senyawa yang terbentuk. Metode yang digunakan dalam menentukan bentuk molekul adalah teori domain elektron atau teori tolakan pasangan elektron dalam kulit valensi (Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR). Teori ini didasarkan pada jumlah (domain) pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) dalam kulit valensi atom pusat suatu molekul.



Molekul dibedakan menjadi beberapa tipe yang dinyatakan dalam notasi



berikut.



Keterangan: A = atom pusat; X = pasangan elektron ikatan (PEI); E = pasangan elektron bebas (PEB); m = jumlah pasangan elektron ikatan (PEI); dan n = jumlah pasangan elektron bebas (PEB).



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



6



Berdasarkan notasi tersebut, bentuk molekul dapat ditentukan dengan cara SUPER berikut.



SUPER "Solusi SUPER Bentuk molekul dapat ditentukan berdasarkan konfigurasi elektron dari atom pusat dan atom terikat pada molekul. Contoh: MgCl2 (nomor atom Mg = 12, Cl = 17) Konfigurasi elektron Mg = 2, 8, 2 (2 elektron ikatan) Konfigurasi elektron Cl = 2, 8, 7 (menarik 1 elektron untuk berikatan) Atom pusat Mg → elektron valensi 2 eAtom lain → 2 Cl = 2 x 1 e- ikatan = 2 eIni artinya, PEI = 2 dan sisa elektron = 0. Domain dengan 2 PEI dan 0 PEB mengikuti tipe molekul AX2. Bentuk molekulnya adalah linear.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



7



Bentuk molekul dari beberapa senyawa dapat dilihat pada tabel berikut.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



8



D. Hibridisasi Hibridisasi adalah proses penggabungan orbital-orbital atom dari tingkat energi yang berbeda menjadi orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama. Orbital-orbital hasil proses hibridisasi disebut orbital hibrid. Hibridisasi bertujuan menyediakan orbital hibdrid untuk elektron ikatan. Dengan adanya orbital hibrid, ikatan antaratom dapat terbentuk. Oleh karena itu, orbital hibrid juga menentukan jumlah atom yang diikat oleh atom pusat serta bentuk molekulnya. Bentuk molekul berdasarkan orbital hibrid dapat dilihat pada tabel berikut.



Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul



9