Dasar-Dasar Ikatan Kimia

Nah, sekarang kita masuk ke salah satu bab yang cukup menarik di Kimia yaitu tentang Ikatan Kimia. Bab ini terbagi atas dua subbab: Dasar-Dasar Ikatan Kimia (Ionik, Kovalen, Struktur Lewis, dsb) dan Geometri Molekul & Hibridisasi (Judul bab pada buku R. Chang) atau Struktur Molekul (Judul bab pada buku J.E. Brady).

Ikatan Ionik

Ikatan ionik adalah ikatan yang terjadi pada logam dan non-logam. Pada pembentukannya, terjadi serah terima elektron dari atom logam ke atom non-logam sehingga keduanya memenuhi kadiah duplet/oktet (elektron valensi memiliki 2/8 elektron)

Energi Kisi / Lattice Energy

Energi yang dibutuhkan untuk mengubah padatan ion menjadi gas-gas ionik disebut sebagai Energi Kisi. Besarnya energi kisi dapat dihitung dengan persamaan:

dengan:
El = Energi Kisi / Lattice Energy

k = konstanta coulomb (9x10⁹ Nm²/C²)

Q = muatan kation/anion

 r = jarak antar atom

Selain itu, Energi Kisi juga dapat dicari menggunakan siklus Born-Haber:

Ikatan Kovalen

Ikatan Kovalen adalah ikatan yang terjadi sesama non-logam. Pada ikatan ini, tidak terjadi serah terima elektron melainkan terjadi pemakaian bersama elektron.

Panjang Ikatan

Panjang Ikatan

Panjang ikatan kovalen adalah jarak dari kedua inti atom yang berikatan. Untuk atom-atom yang sama, Panjang dari ikatan rangkap tiga < ikatan rangkap 2 < ikatan tunggal.

Ikatan Polar

Struktur dan Kutub-Kutub dari Ikatan Polar

Ikatan Kovalen Polar terjadi karena adanya perbedaan elektronegatifitas yang mengakibatkan kerapatan elektron lebih besar pada atom yang elektronegatif sehingga terjadi pengkutuban. Atom yang lebih elektronegatif akan lebih kaya elektron (ditandai dengan lambang ẟ-) dan atom yang lainnya menjadi miskin elektron (ditandai dengan lambang ẟ+)

Struktur Lewis

Kadiah Oktet, Duplet, dan Pengecualiannya

Untuk membentuk ikatan yang stabil, sebuah atom harus menyerupai struktur dari gas mulia (memiliki 2/8 elektron valensi). Namun, ada beberapa hal yang menyebabkan kaidah ini boleh dilanggar diantaranya:

• Jika atom pusat memiliki periode >= 3
• Molekul memiliki total elektron yang ganjil (contoh: NO dan NO₂)
• Molekul kekurangan elektron (contoh: BeH₂)

Muatan Formal
Muatan formal adalah selisih dari elektron valensi dan elektron yang "seolah-olah milik atom". Karena nyatanya pada saat berikatan, elektron bisa berpindah-pindah dari suatu atom ke atom lain menuju konfigurasi yang lebih stabil.

dengan asumsi, e ikatan antar atom terdistribusi rata. Misalkan pada C - C, masing-masing C mendapatkan 1 elektron dari ikatan tunggal.

Menggambar Struktur Lewis

Dalam menggambar struktur lewis, ada dua hal yang perlu diperhatikan

1. Untuk atom-atom periode 1 dan 2, utamakan oktet walaupun MF atom tersebut ≠ 0
2. Untuk atom-atom periode >= 3, muatan formal 0 lebih baik.
3. Untuk senyawa bebas, muatan formal total harus sama dengan 0.
4. Untuk senyawa ionik, muatan formal total harus sama dengan muatan ion.

contoh 1: NH₄⁺

Total elektron valensi: 5 + (4x1) - 1 = 8

Jadi, molekul akan membentuk 4 pasangan elektron, perhatikan karena N, H memiliki periode < 3 maka utamakan oktet/duplet.

Cek muatan formal

MF N = 5 - 4 = +1

MF H = 1 - 1 = 0 x 4

MF total = 1 + (0x4) = +1 (sama dengan ion)
Berarti, struktur tersebut benar.

contoh 2: O₃

Total elektron valensi: 6x3 = 18

Jadi, molekul akan membentuk 9 pasangan elektron. perhatikan lagi karena O adalah periode < 3, oktet/duplet tetap yang harus diutamakan.

Cek muatan formal

MF O(+) = 6 - 5 = +1

MF O(-) = 6 - 7 = -1

MF O(netral) = 6 - 6 = 0

MF Total = 1 + (-1) + 0 = 0 (senyawa bebas, MF = 0)

Berarti struktur tersebut benar.

Struktur Resonansi

Perhatikan kembali gambar molekul ozone di atas, terdapat ikatan rangkap dan ikatan tunggal yang seharusnya, menurut teori panjang ikatan, ikatan rangkap panjangnya lebih pendek daripada ikatan tunggal. Namun, pada ekesperimen ditemukan bahwa panjang ikatan antar O pada ozone semuanya sama.

Hal ini disebut dengan fenomena resonansi. Ikatan rangkap dan tunggal pada ozone berganti-gantian secara periodik sehingga menyebabkan jarak antar atom O semuanya sama. Resonansi bisa terjadi karena hal-hal berikut:

Ikatan Rangkap Selang-Seling

Terjadinya struktur ini disebabkan elektron yang ada pada ikatan rangkap berpindah-pindah menuju ikatan tunggal didekatnya sehingga "seolah-olah" ikatan rangkap berganti-ganti secara periodik.

Ikatan Rangkap-PEB

Stuktur ini terjadi juga karena salah satu elektron dari salah satu ikatan atom yang memiliki PEB (dalam konteks di atas, S/N) berpindah-pindah menuju atom di dekatnya. Namun, "kekosongan elektron" segera digantikan oleh elektron dari PEB.