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. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam prakteknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.
Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah.
Klasifikasi ikatan
Ikatan yang menggunakan pasangan elektron untuk mengikat atom A dan B disebut ikatan kovalen, dan ditulis sebagai A-B atau A:B. Karena ada dua pasang elektron yang terlibat dalam ikatan ganda dan tiga pasang di ikatan rangkap tiga; ikatan-katan itu ditandai berturut-turut dengan A=B, A≡B atau A::B, A:::B.
Ikatan kovalen sangat sederhana, namun merupakan konsep yang sangat bermanfaat. Konsep ini diusulkan oleh G. N. Lewis di awal abad 20 dan representasinya disebut struktur Lewis. Pasangan elektron yang tidak digunakan bersama disebut pasangan elektron bebas, dan disimbolkan dengan pasangan titik, seperti A:.
Delapan elektron diperlukan untuk mengisi satu orbital s dan tiga orbital p, dan bila bila jumlah total elektron yang digunakan untuk ikatan dan pasangan elektron bebasnya sama dengan delapan, struktur molekul yang stabil akan dihasilkan. Aturan ini disebut aturan oktet dan sangat bermanfaat dalam mendiskusikan struktur molekular senyawa golongan utama secara kualitatif. Jelas, aturan ini tidak berlaku untuk molekul hidrogen, H2, tetapi dapat digunakan untuk molekul kovalen, seperti O2 atau CO dan bahkan senyawa organik yang rumit.
Untuk unsur-unsur setelah periode ke-3, jumlah ikatan kovalen sering lima (misalnya PCl5) atau enam (misalnya SF6) dan atom pusat dalam molekul-molekul ini menunjukkan hipervalensi. Dalam kasus ini, karena elektron s dan p kekurangan untuk membentuk lebih dari empat ikatan kovalen dua elektron, dulunya dipercaya bahwa dalam hipervalensi elektron d ikut terlibat. Namun saat ini, dipercaya ikatan hipervalen ini hanya melibatkan orbital s dan p saja dengan orde ikatan yang lebih rendah dari orde-ikatan ikatan tunggal.
Ikatan elektrostatik antara kation (ion positif) dan anion (ion negatif), seperti dalam natrium khlorida, NaCl, disebut dengan ikatan ionik. Karena muatan elektrik total senyawa harus nol, muatan listrik kation dan anion harus sama. Ada sumbangan parsial ikatan kovalen bahkan dalam senyawa ionik, dan ion-ionnya tidak harus terikat satu sama lain melalui interaksi elektrostatik saja. Prinsip kenetralan lisrik Pauling menyatakan bahwa muatan listrik netto setiap komponen senyawa pada dasarnya netral. Seperti yang akan dibahas nanti, struktur kebanyakan seyawa padat dapat dideskripsikan sebagai susunan bergantian lapisan kation dan anion, dan diklasifikasikan menjadi bebrapa jenis kristal representatif.Atom-atom logam terikat dengan elektron konduksi yang berasal dari elektron valensi atom logam.
Ikatan karena elektron konduksi dalam logam disebut dengan ikatan logam. Umumnya, ikatan kimia dapat dinyatakan sebagai salah satu dari tiga ikatan di atas, tetapi senyawa baru yang disintesis satu demi satu tidak selalu dapat diklasifikasikan dengan ikatan kovalen 2-pusat 2-elektron. Senyawa-senyawa ini meliputi ikatan tuna-elektron dalam boron hidrida, ikatan koordinat dalam senyawa kompleks logam transisi, ikatan logam-logam dalam senyawa kluster, dsb., dan konsep-konsep baru ikatan telah dikenalkan dalam teori ikatan untuk menjelaskan jenis-jenis ikatan kimia baru ini. Sebagaimana telah dikenal ikatan lemah yang disebut interaksi van der Waals telah dikenali ada di atom atau senyawa molekular netral. Potensial interaksi ini berbanding terbalik dengan jarak antar atom pangkat 6. Jarak terdekat namun non-ikatan antar atom diperkirakan dengan menjumlahkan jari-jari van der Waals yang diberikan untuk masing-masing atom.
Interaksi lemah X-H-Y yang dibentuk oleh atom hidrogen dengan atom dengan keelektronegativan lebih besar dari hidrogen X, Y (nitrogen, oksigen, fluorida, dsb.) disebut ikatan hidrogen.
BENTUK GEOMETRI MOLEKUL
Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron atom dalam pusat dalam molekul, pasangan elektron ini baik yang berikatan maupun yang bebas.
Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pain Repulsion) yaitu teori tolak menolak pasangan – pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat.
Teori ini menekankan pada kekuatan tolak menolak diantara pasangan -pasangan elektron pada atom pusat urutan kekuatannya adalah sebagai berikut :
Pasangan Elektron Terikat (PET) ; Pasangan Elektron Bebas (PEB)
A. Bentuk Molekul Senyawa Sederhana
Perbedaan kekuatan daya tolak menolak, dapat menyebabkan sudut ikatan mengecil sehingga bentuk molekulnya mengalami penyimpangan dari susunan ruang pasangan elekron pada kulit terluar atom pusat yang seharusnya “Perhatikanlah table 2.1” yang menunjukkan susunan ruang pasangan elektron pada kulit terluar dan sudut ikatan dalam molekul.
Tabel 1. Susunan ruang pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat
Jumlah Pasangan Elektron Susunan Ruang Bentuk Molekul Sudut Ikatan
2
Linear 180°
3
Segitiga Samasisi 120°
4
Tetrahedron 109,5°
5
Bipiramidal
Trigonal 90°
120°
6
Oktahedron 90°
Dimana A merupakan atom pusat
Dapatkah Anda membayangkan bentuk molekulnya ?
Bentuk molekul Linear diumpamakan seperti garis lurus. Bentuk molekul segitiga sama sisi, atom pusat terletak pada pusat diagonal sisi-sisi segitiga, Sedangkan atom yang berikatan dengan atom pusat terletak pada sudut-sudut segitiga. Bentuk molekul tetrahedron dapat dibayangkan seperti limas yang alasnya berbentuk segitiga, atom pusatnya terletak diantara puncak dan alas limas (tengah). Sedangkan atom yang berikatan terletak pada puncak dan sudut-sudut dari alas limas.
Bentuk molekul bipiramidal trigonal dapat Anda bayangkan seperti dua buah tetrahedron yang ditumpuk, satu menghadap ke atas sedangkan yang lain menghadap ke bawah. Dan bentuk molekul oktahedron dapat dibayangkan seperti dua alas limas yang alasnya berbentuk segiempat dan ditumpuk sedemikian rupa sehingga satu menghadap ke atas dan yang lainnya menghadap ke bawah.
Geometri Molekul Berdasarkan VSEPR
Sudut HCH = 109,5°
Sudut HNH = 107,3°
Sudut HNE = 109,5°
Sudut HNH = 104,5°
Sudut HNE = 109,5° di mana :
C : tanda atom karbon
H : tanda atom hidrogen
O : tanda atom oksigen
N : tanda atom nitrogen
E : Pasangan elektron bebas
Fakta ini menunjukkan bahwa tolakan pasangan elektron berikatan dalam orbital ikatan lebih kecil daripada orbital pasangan elektron bebas. Dengan adanya pasangan elektron bebas inilah, maka bentuk molekul dari atom-atom yang berikatan tidak sama dengan bentuk geometri yang merupakan susunan ruang elektron .
Elektron-elektron dalam satu ikatan ditahan oleh gaya tarik inti kedua atom yang berikatan. Elektron-elektron ini mempunyai “distribusi ruang” yang kurang dibandingkan pasangan elektron bebas, yaitu, elektron tersebut menempati ruang yang lebih kecil daripada pasangan elektron bebas, yang hanya terkait dengan satu atom tertentu. Karena pasangan elektron bebas dalam molekul menempati ruang yang lebih besar, pasangan elektron ini mengalami tolakan yang lebih kuat dari pasangan elektron bebas tetanganya dan dari pasangan elektron ikatan. Molekul yang memiliki pasangan elektron bebas lebih sulit diramalkan dibandingkan dengan molekul yang hanya memiliki pasangan elektron ikatan, hal ini dikarenakan kekuatan tolakan pasangan elektron bebas yang besar menyebabkan molekul membentuk sudut dan kemiringan yang lebih sulit diduga.
Untuk mencatat jumlah total pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas kita menandai molekul sebagai ABxEy, dengan A sebagai atom pusat, B sebagai jumlah pasangan eletron ikatan yang terbentuk, dan E sebagai jumlah pasangan elektron bebas pada A, sehingga pada molekul yang tidak memiliki pasangan elektron bebas cukup ditulis dengan ABx.
0 komentar:
Posting Komentar