IKATAN KIMIA DAN UNSUR

IKATAN KIMIA DAN UNSUR

1. Pengertian Ikatan Kimia

  Apa itu ikatan kimia?

Ikatan kimia adalah gaya tarik menarik yang kuat antara atom-atom tertentu bergabung membentuk molekul atau gabungan ion-ion sehingga keadaannya menjadilebih stabil. Dua atom atau lebih dapat membentuk suatu molekul melalui ikatankimia. Ikatan kimia terjadi karena penggabungan atom-atom, yang membentukmolekul senyawa yang sesuai dengan aturan oktet. Walter Kossel dan Gilbert Lewis pada tahun 1916 menyatakan   bahwa terdapat hubungan antara  stabilnya  gas  mulia  dengan  cara atom berikatan. Mereka  mengemukakan bahwa jumlah elektron terluar dari dua atom yang  berikatan, akan  berubah  sedemikian  rupa sehingga  susunan kedua  elektron kedua  atom tersebut sama dengan  susunan gas  mulia. Kecenderungan atom-atom untuk memiliki struktur atau konfigurasi  elektron gas mulia  atau 8 elektron pada kulit terluar disebutkaidah Oktet

2.  Jenis Jenis Ikatan Kimia

Ikatan kimia merupakan sebuah proses fisika yang bertanggungjawab dalam gayainteraksi tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatusenyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Secara umum, ikatan kimia dapatdigolongkan menjadi dua jenis, yaitu ikatan primer dan ikatan sekunder.

1). Ikatan antar atom

A.            ↳    Ikatan Ion

Ikatan  ionik  adalah  sebuah  gaya  elektrostatik  yang  mempersatukan  ion-ion dalam  suatu  senyawa  ionik.  Ion-ion  yang  diikat  oleh  ikatan  kimia  ini  terdiri  dari  kation dan  juga  anion.  Kation  terbentuk  dari  unsur-unsur  yang  memiliki  energi  ionisasi  rendah dan  biasanya  terdiri  dari  logam-logam  alkali  dan  alkali  tanah.  Sementara  itu,  anion cenderung terbentuk dari unsur-unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi, dalam hal ini unsur-unsur  golongan  halogen  dan  oksigen.  Oleh  karena  itu,  dapat  dikatakan  bahwa ikatan  ion  sangat  dipengaruhi  oleh  besarnya  beda  keelektronegatifan  dari  atom-atom pembentuk  senyawa  tersebut.  Semakin  besar  beda  keelektronegatifannya,  maka  ikatanionik yang dihasilkan akan semakin kuat. Ikatan ionik tergolong ikatan kuat, dalam hal ini memiliki energy ikatan yang kuat sebagai akibat dari perbedaan  keelektronegatifan  ion penyusunnya.Pembentukan ikatan ionik dilakukan dengan cara transfer  elektron.Dalam hal  ini,  kation  terionisasi  dan  melepaskan  sejumlah  elektron  hingga  mencapai  jumlah oktet yang disyaratkan dalam aturan Lewis.

Ø  Sifat-sifat ikatan ion

a.  Titik didih dan titik lelehnya tinggi

b. Penghantar panas yang baik

c.Padatannya tidak menghantarkan listrik,tetapi lelehannya maupun larutannya dapat menghantar listrik (elektrolit)

d.Larut dalam air ,tetapi tidak larut dalam senyawa-senyawa organic misalnya alcohol,benzena

Contoh : Pembentukan NaCl

B.   ↬   Ikatan Konvalen

Ikatan  kovalen  merupakan  ikatan  kimia  yang  terbentuk  dari  pemakaian  elektron bersama  oleh  atom-atom pembentuk  ikatan.  Ikatan  kovalen  biasanya  terbentuk  dari  unsur-unsur  non  logamkatan kovalen terjadi ketika masing-masing atom dalam ikatan tidak mampu memenuhi aturan oktet, dengan pemakaian elektron bersama dalam ikatan kovalen, masing-masing atom memenuhi   jumlah   oktetnya.   Hal   ini   mendapat   pengecualian   untuk   atom   H   yang menyesuaikan  diri  dengan  konfigurasi  atom  dari  yang  tidak  terlibat  dalam  ikatan  kovalen disebut  elektron  bebas.  Elektron  bebas  ini  berpengaruh  dalam  menentukan  bentuk  dan geometri molekul.

Macam-macam ikatan konvalen

       ·        Ikatan tunggal merupakan ikatan kovalen yang terbentuk 1 pasangan elektron. Contoh dari Ikatan                 Kovalen Tunggal, pembentukan molekul hydrogen

  

  ·        Ikatan  rangkap  2 merupakan ikatan kovalen yang terbentuk dari dua  pasangan elektron Contohnya            pembentukan  molekul

 ·         Ikatan  rangkap  3  yang  terdiri  dari  3  pasangan  elektron.Contohnya  pembentukan N2(gas nitrogen)

                                      

Senyawa  kovalen  dapat  dibagi  mejadi  senyawa  kovalen  polar  dan  non  polar.  Pada senyawa  kovalen  polar,  atom-atom  pembentuknya  mempunyai  gaya  tarik  yang  tidak  sama terhadap  elektron  pasangan  persekutuannya.  Hal  ini  terjadi  karena  beda  keelektronegatifan antara atom-atom  penyusunnya.  Akibatnya  terjadi  pemisahan  kutub  positif  dan  negatif. Sementara  itu  pada  senyawa  kovalen  non-polar  titik  muatan  negatif  elekton  persekutuan berhimpit karena beda keelektronegatifan yang kecil atau tidak ada.

          C.      Ikatan Kovalen Koordinasi

Ikatan  kovalen  koordinasimerupakan  ikatan  kimia  yang  terjadi  apabila  pasangan elektron  bersama  yang  dipakai  oleh  kedua  atom  disumbangkan  oleh  salahsatu  atom  saja. Sementara itu atom yang lain hanya berfungsi sebagai penerima elektron berpasangan saja.Syarat-syarat terbentuknya ikatan kovalen koordinasi :

·         Salah satu atom memiliki pasangan elektron bebas

·         Atom yang lainnya memiliki orbital kosong

           D.      Ikatan Logam

 Ikatan logam merupakan salah satu ciri khusus dari logam, pada ikatan logam ini  elektron  tidak  hanya  menjadi  miliki  satu  atau  dua  atom  saja,  melainkan menjadi  milik  dari  semua  atom  yang  ada  dalam ikatan  logam  tersebut.  Elektron-elektron dapat terdelokalisasi sehingga dapat bergerak bebas dalam awan elektron yang  mengelilingi  atom-atom  logam.  Akibat  dari  elektron  yang  dapat  bergerak bebas  ini  adalah  sifat  logam  yang  dapat  menghantarkan  listrik  dengan  mudah. Ikatan  logam  ini  hanya  ditemui  pada  ikatan  yang  seluruhnya  terdiri  dari  atom unsur-unsur logam semata .

                                        

 2). Ikatan  Antara Molekul

A.      Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen merupakan gaya tarik menarik antara atom H dengan atom lain yang mempunyai keelektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang sama. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan ikatan antar molekul lain, namun ikatan ini masih lebih lemah dibandingkan dengan ikatan kovalen maupun ikatan ion.

Ikatan hidrogen ini terjadi pada ikatan antara atom H dengan atom N, O, dan F yang memiliki pasangan elektron bebas. Hidrogen dari molekul lain akan bereaksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi. Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh beda keelektronegatifan dari atom-atom penyusunnya. Semakin besar perbedaannya semakin besar pula ikatan hidrogen yang dibentuknya.Kekuatan ikatan hidrogen ini akan mempengaruhi titik didih dari senyawa tersebut. Semakin besar perbedaan keelektronegatifannya maka akan semakin besar titik didih dari senyawa tersebut. Namun, terdapat pengecualian untuk H₂O yang memiliki dua ikatan hidrogen tiap molekulnya. Akibatnya, titik didihnya paling besar dibanding senyawa dengan ikatan hidrogen lain, bahkan lebih tinggi dari HF yang memiliki beda keelektronegatifan terbesar

B.      Ikatan Var Der Walls

                      

                                

Gaya Van Der Walls dahulu dipakai untuk menunjukan semua jenis gaya tarik menarik antar molekul. Namun kini merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol seketika. Ikatan ini merupakan jenis ikatan antar molekul yang terlemah, namun sering dijumpai diantara semua zat kimia terutama gas. Pada saat tertentu, molekul-molekul dapat berada dalam fase dipol seketika ketika salah satu muatan negatif berada di sisi tertentu. Dalam keadaan dipol ini, molekul dapat menarik atau menolak elektron lain dan menyebabkan atom lain menjadi dipol. Gaya tarik menarik yang muncul sesaat ini merupakan gaya Van der Walls.

Gaya tarik Van Der Walls, tersusun dari beberapa gaya tarik antar molekul. Gaya-gaya tersebut ialah: gaya orientasi (dalam Kiesom, 1912), gaya induksi ( dalam Debey, 1920), dan gaya dispersi (dalam London, 1930). Bila molekul-molekul yang membentuuk kristal molekuler mempunyai momen dipol, seperti molekul HCl, H₂O, dan NH₃, maka akan terjadi gaya tarik dipol-dipol, apabila molekul-molekul mempunyi orientasi yang tepat. Gaya yang timbul dusebut gaya orientasi.Gaya tarik molekul atau atom non polar dengan molekul polar cukup besar karena adanya induksi kepada molekul atau atom yang non polar. Gaya tarik yang terjadi disebut gaya induksi.

Faktor geometri yang menentukan ikatan dan struktur

A. Jari – jari Atomik dan Ion

    1. Jari-jari 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

    2.jari-jari 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).

   3.Entapli Kisi

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)

                                            

   4. Tetapan Modelung

 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.

B.Struktur  Kristal Logam

Struktur ikatan logam" Ikatan antar teras atom (orbital atom yang terisi penuh elektron bersama-sama inti atom yang dikelilingi oleh elektron elektron bebas.

-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.

Pada temperatur kamar, besi atau baja memiliki bentuk struktur BCC (Body Centered Cubic). Dalam hal ini cell unit dari atom-atom disusun sebagai sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan satu atom berada di pusat kubus. Pada temperatur yang tinggi, besi atau baja memiliki bentuk struktur FCC (Face Centered Cubic). Dalam hal ini, cell unit adalah sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan atom lainnya berada pada pusat masing-masing dari enam keenam bidang kubus. Disamping berbentuk kubus, cell unit lainnya dapat berupa HCP (Hexagonal Close Packed), seperti halnya pada logam seng. Dalam hal ini atom-atom menempati kedua belas sudut, atom lain menempati dua sisi dan ketiga atom lagi menempati tengah.

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 kristal logam Kebanyakan bahan logam mempunyai tiga struktur Kristal yaitu:

·                     kubus berpusat muka (face-centered cubic).

·                     kubus berpusat badan (body-centered cubic).

·                     heksagonal tumpukan padat (hexagonal close-packed).

KUBUS BERPUSAT MUKA (FACE CETERED CUBIC )

                                    

                                                                         FCC

 KUBUS BERPUSAT BADAN (BODY CENTERED CUBIC)

                     

                                                           BCC

HEKSAGONAL TUMPUK AN PADAT (HEXAGONAL CLOSE PACKED)

                            

                                                          HCP

-Kristal Ionik

Dalam kristal ionik, seperti logam halida, oksida, dan sulfida, kation dan anion disusun bergantian,

dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik. Banyak logam halida melarut dalam pelarut polar

misalnya NaCl melarut dalam air, sementara logam oksida dan sulfida, yang mengandung

kontribusi ikatan kovalen yang signifikan, biasanya tidak larut bahkan di pelarut yang paling polar

sekalipun. Struktur dasar kristal ion adalah ion yang lebih besar (biasanya anion) membentuk

susunan terjejal dan ion yang lebih kecil (biasanya kation) masuk kedalam lubang oktahedral atau

tetrahedral di antara anion. Kristal ionik diklasifikasikan kedalam beberapa tipe struktur

berdasarkan jenis kation dan anion yang terlibat dan jari-jari ionnya. Setiap tipe struktur disebut

dengan nama senyawa khasnya, jadi struktur garam dapur tidak hanya merepresentasikan struktur

NaCl tetapi juga senyawa lainnya.

Aturan jari-jari

                                          

Biasanya, energi potensial Coulomb total Ec senyawa ionik univalen MX diungkapkan dengan

Persamaan.

                      9

                               Ec -NAe24πεoR

NA adalah konstanta Avogadro, A konstanta Madelung dan R jarak antar ion. Menurut rumus ini,struktur dengan rasion A/R akan lebih stabil.Di pihak lain, akan menguntungkan menurunkan

bilangan koordinasi untuk menurunkan nilai R dalam hal ukuran M kecil, agar kontak antara M

dan X dapat terjadi lebih baik. Dalam kristal ionik, rasio rM dan rX dengan anion saling kontak satu sama lain dan juga berkontak dengan kation bergantung pada bilangan koordinasi.

Dalam bagian struktur yang terdiri hanya anion, anion membentuk koordinasi polihedra di

sekeliling kation. Jari-jari anion rX adalah separuh sisi polihedral dan jarak kation di pusat

polihedral ke sudut polihedral adalah jumlah jari-jari kation dan anion rX + rM. Polihedra dalam

CsCl adalah kubus, struktur NaCl adalah oktahedral, dan ZnS adalah tetrahedral. Jarak dari pusat ke sudut polihedral adalah berturut-turut √3rX, √2 rX dan ½√6rX. Sehingga, rasio jari-jari kation

dan anion adalah are (√3rX-rX)/ rX = √3-1 = 732 untuk CsCl, (√2rX-rX)/ rX = √2-1 = 0.414 untuk NaCl, dan (½√6rX-rX)/ rX = ½√6-1 = 0.225 untuk ZnS

Variasi ungkapan struktur padatan

Banyak padatan anorganik memiliki struktur 3-dimensi yang rumit.  Ilustrasi yang berbeda dari senyawa yang sama akan membantu kita memahami struktur tersebut.  Dalam hal senyawa anorganik yang rumit, menggambarkan ikatan antar atom, seperti yang digunakan dalam senyawa organik biasanya menyebabkan kebingungan.  Anion dalam kebanyakan oksida, sulfida atau halida logam membentuk tetrahedral atau oktahedral di sekeliling kation logam.  Walaupun tidak terdapat ikatan antar anion, strukturnya akan disederhanakan bila struktur diilustrasikan dengan polihedra anion yang menggunakan bersama sudut, sisi atau muka.  Dalam ilustrasi semacam ini,atom logam biasanya diabaikan.
Seperti telah disebutkan struktur ionik dapat dianggap sebagai susunan terjejal anion.  Gambar 2.12 dan 2-13 mengilustrasikan ketiga representasi ini untuk fosfor pentoksida molekular P₂O₅ (= P₄O₁₀) dan molibdenum pentakhlorida MoCl₅ (= Mo₂Cl₁₀).  Representasi polihedra jauh lebih mudah dipahami untuk struktur molekul besar atau padatan yang dibentuk oleh tak hingga banyaknya atom.Namun, representasi garis ikatan juga cocok untuk senyawa molekular

                                                

                                           

Tiga cara representasi P4O10

 

                                                Tiga cara representasi MO2Cl10

Daftar Pusaka

 Aditya, J. (n.d.). Makalah Kimia Ikatan Kimia . Retrieved from Academia edu : https://www.academia.edu/9027631/MAKALAH_KIMIA_IKATAN_KIMIA

 Darmadi, L. (n.d.). Ikatan Kimia Makalah Kimia Dasar. Retrieved from Doc Player: http://docplayer.info/73039366-ikatan-kimia-makalah-kimia-dasar.html

Nama: Nabilatasya Maya Titonia

NIM: C1061191088

Kelas: ITP B

Universitas TanjungPura