IKATAN KIMIA RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
1
Ikatan Kimia Bagian 1 • Struktur Lewis • Ikatan Ionik • Ikatan Kovalen Polar dan Non-polar • Panjang, Energi dan Order Ikatan • Muatan Formal • Struktur Resonansi • Pengecualian Kaidah Oktet • Teori VESPR dan bentuk dasar geometri RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
2
Konfigurasi Gas Mulia Karena konfigarasi elektronnya, gas mulia sangat stabil secara kimia dan berada di alam dalam bentuk monoatomiknya Kecuali Helium,semuanya membentuk pemakaian konfigurasi elektron yang sama yang sangat stabil Konfugurasi ini mempunyai 8 elektron kulit valensi RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
3
Kaidah Oktet Atom sangat stabil bila kulit terluar orbitalnya terisi penuh atau kosong akan elektron Kecuali H dan He, kulit terluar atom-atom memiliki elektron maksimum sejumlah 8 oktet Suatu atom akan melepas atau menerima membagi
senyawa ionik
senyawa kovalen
elektron untuk mengisi penuh kulit terluar atau RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia mengosongkannya
4
Ion dan Kaidah Oktet Ion yang sederhana merupakan atom yang telah melepas atau menerima elektron untuk memenuhi kaidah oktet Dasar: cara termudah (energi terkecil) untuk melepas atau menangkap elektron agar memenuhi kaidah oktet
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
5
Struktur Lewis Penting untuk menggambarkan elektron di sekeliling atom, ditemukan oleh G.N. Lewis (1916) Merupakan gambaran elektron valensi dari unsur-unsur yang berikatan Digunakan biasanya pada unsur-unsur blok s dan p RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
6
Simbol Lewis Simbol Lewis untuk unsur periode ke 2
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
7
Senyawa Ionik Umumnya adalah padatan dengan titik leleh yang tinggi (> 400 oC) Kebanyakan larut dalam pelarut polar (air) dan tidak larut dalam pelarut non polar (heksan) Lelehannya dapat menghantarkan listrik Larutannya menghantarkan listrik sangat baik RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
8
Ikatan Ionik Terbentuk karena adanya dua buah gaya tarikmenarik elektrostatik antara ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif
Ikatan ionik umumnya terbentuk dari unsur logam dengan unsur non logam RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
9
Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik Siklus Born-Haber Aplikasi dari hukum hess yang memperlihatkan seluruh step pembentukan senyawa ionik Digunakan untuk menghitung energi kisi, yang sangat sulit diukur secara eksperimental Energi Kisi: energi yang dibutuhkan untuk memisahkan ion-ion dari senyawa ionik sampai jarak yang tak terbatas RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
10
Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
11
Energi Kisi
Semakin tinggi energi kisi suatu senyawa, semakin kuat gaya tarik antar ionnya RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
12
Struktur Lewis Untuk senyawa Ionik
Satu elektron Na pindah ke atom Cl. Keduanya mengikuti kaidah oktet Na menjadi Na+ : kation Cl menjadi Cl- : anion Muatan + dan – saling tarik menarik ikatanIkatan ionik RSL+YKmembentuk (4/10/06) Kimia
13
Senyawa Kovalen • Berwujud gas, cairan atau padatan dengan titik leleh rendah (<300 oC) • Banyak yang tidak larut dalam pelarut polar tetapi larut dalam pelarut non polar • Baik bentuk cairan dan lelehannya tidak menghantar listrik • Larutan aqueous-nya menghantar listrik sangat lemah karena tidak memiliki partikel bermuatan RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
14
S
Struktur Lewis Untuk Senyawa Kovalen Pada ikatan kovalen, elektron dibagi/ dipakai bersama (share). Struktur Lewis sangat membantu untuk memvisualisasikan molekul kovalen •Adanya Ikatan rangkap •Membantu menentukan geometri molekul •Membantu menjelaskan ion poliatomik RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
15
Jenis Elektron Pasangan Ikatan Dua elektron yang digunakan bersama antara dua atom membentuk suatu ikatan kovalen Pasangan bebas (unshared pairs) Yang tidak dipakai bersama antara dua atom. Pasangan sunyi atau elektron nonbonding
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
16
Ikatan Kovalen Tunggal
Apakah memenuhi kaidah Oktet ?? RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
17
Kovalen Polar dan Non Polar Elektron dipakai secara merata. Tidak ada beda dalam keelektronegativan
Elektron tidak dipakai secara merata. Ada beda dalam keelektronegativan
Garis dapat menyatakan adanya elektron RSL+YK (4/10/06) yang dipakai bersama Ikatan Kimia
18
Molekul Polar Elektron pada molekul polar biasanya jarang dibagi secara merata. Karenanya terbentuk polar molekul
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
19
Keelektronegativan
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
20
Keelektronegativan
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
21
Keelektronegativan Beda kelektronegativan dalam suatu senyawa kovalen
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
22
Menggambar Struktur Lewis Contoh Langkah 1 Gambarkan semua struktur yang mungkin
Setiap garis melambangkan 2 elektron RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
23
Menggambar Struktur Lewis Langkah 2
Hitung semua jumlah elektron pada kulit valensi
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
24
Menggambar Struktur Lewis Langkah 3 Cek apakah semua atom memenuhi kaidah oktet • Semua elektron berpasangan • Asumsikan ikatan rangkap bila mungkin Untuk struktur C-O-O
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
25
Menggambar Struktur Lewis Bagaimana dengan struktur ini? Bagaimana dengan ikatan rangkap ? Bagaimana ??
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan rangkap dengan 4 elektron
Ikatan Kimia
26
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
27
Contoh struktur Lewis Molekul-molekul yg memenuhi kaidah oktet Molekul jenuh CH4 NH3 2s
2s
2p
N
3H 1s
1s
1s
2p
C
ground state
C*
valence state
4H 1s
1s
1s
1s
H N H
H
H
H C H H
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
28
Ikatan Rangkap Bagaimana membuktikannya ? Ada perbedaan panjang ikatan dan energinya Jenis Order Ikatan Ikatan
RSL+YK (4/10/06)
Panjang Ikatan (pm)
Ikatan Kimia
Energi Ikatan kJ/mol
29
Muatan Formal Digunakan untuk memperlihatkan perkiraan distribusi kerapatan elektron pada molekul atau ion poliatomik Untuk setiap atom, muatan formal (f) dapat ditentukan sbb: f=V–L–½P F= muatan formal V = elekron valensi dari atom L = elektron bebas yang dimiliki atom RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia P = elektron yang dipakai bersama
30
Muatan Formal Contoh Untuk tiap atom Oksigen V = 6 elektron L = 4 elektron P = 4 elektron Muatan Formal : 6 – 4 – ½ (4) = 0 Untuk tiap atom Karbon V = 4 elektron L = 0 elektron P = 8 elektron RSL+YK (4/10/06) Muatan FormalIkatan : 4Kimia – 0 – ½ (8) = 0
31
Muatan Formal Contoh Untuk tiap atom Oksigen V = 6 elektron L = 2 elektron P = 6 elektron Muatan Formal : 6 – 2 – ½ (6) = +1 Untuk tiap atom Karbon V = 4 elektron L = 2 elektron P = 6 elektron Muatan FormalIkatan : 4Kimia – 2 – ½ (6) = +1 RSL+YK (4/10/06)
32
Struktur Resonansi
Keduanya memenuhi kaidah oktet, mempunyai jumlah dan jenis ikatan yang sama Mana yang benar ?? RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
33
Struktur Resonansi Keduanya benar
Menghasilkan order ikatan 1,5 antara S dan O RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
34
Struktur Resonansi
H3C
O S
CH3
H3C
d-orbitals RSL+YK (4/10/06)
O S
CH3
no d-orbitals Ikatan Kimia
35
Pengecualian Kaidah Oktet Tiga jenis pengecualian: 1.Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron yang mengelilingi atom 2.Spesies dengan elektron kurang dari 8 elektron 3.Spesies dengan total elektron yang ganjil RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
36
Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron Biasanya terjadi pada unsur yang terletak pada periode 3 dan selebihnya, orbital d dapat/mungkin terlibat pada ikatan Contoh: 5 pasang elektron terdapat di sekitar atom P dan S untuk senyawa PF5 dan SF4; 6 pasang elektron disekitar atom S pada senyawa SF6 RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
37
Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
38
Atom yang kurang dari 8 elektron • Berilium dan Boron keduanya akan membentuk senyawa yang elektron valensinya kurang dari 8
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
39
Atom yang kurang dari 8 elektron • Defisiensi elektron: spesi selain hidrogen dan helium yang mempunyai elektron valensi kurang dari 8 • Umumnya merupakan spesi yang reaktif dan bergabung membentuk ikatan datif F3B←NH3
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
40
Spesi dengan total elektron Ganjil • Sangat sedikit spesi dengan jumlah elektron valensi Ganjil • Berarti harus terdapat elektron yang takberpasangan, dan bersifat reaktif. • RADIKAL: spesi yang mengandung satu atau lebih elektron yang tak berpasangan • Dipercaya mempunyai peranan signifikan dalam proses penuaan dan terjadinya cancer RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
41
Spesi dengan total elektron Ganjil • Contoh: NO • Gas nitrogenmonoksida adalah contoh senyawa dengan jumlah elektron ganjil • Dikenal juga sebagai oksida nitrit • Mempunyai total 11 elektron valensi, 6 dari oksigen, dan 5 dari nitrogen • Struktur Lewis dari NO adalah:
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
42
Struktur dan sifat-sifat ikatan Fokus pada :jarak dan kekuatan ikatan a. Jarak ikatan • Jarak ikatan ekuilibrium = pemisahan internuklir dari 2 atom yg berikatan. • Informasi dapat diperoleh dgn XRD dan mikroskop elektron (padat), spektroskopi IR dan microwave (gas) • Kontribusi suatu atom dalam ikatan kovalen = jari2 kovalen; biasa digunakan untuk estimasi jarak ikatan. • e.g. jarak ikatan P-N 1,10Å + 0.74Å = 1.84Å • Trend jari2 kovalen di sistem periodik mirip dengan jari2 ionik • Jari2 van der waals??? RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
43
b. Kekuatan ikatan Cara paling sederhana mengukur kekuatan ikatan secara termodinamika adalah dengan menentukan entalpi disosiasi ikatan A-B(g) A(g) + B(g) ∆Ηo (A-B) Entalpi ikatan rerata: rerata entalpi disosiasi ikatan diambil dari beberapa ikatan A-B dalam molekul yang berbeda RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
44
More about bond enthalpy …. c. Bagaimana trend entalpi disosiasi ikatan dari blok P? d. Apakah hubungan elektronegativitas dengan entalpi ikatan? definisi kelektronegatifan dari Linus Pauling
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
45
Latihan 1. Gambarkan struktur Lewis dari senyawa berikut: PF3, HCN, HNC, NO22. Hitunglah muatan formal yang dimiliki oleh setiap atom dalam senyawa: NO2F, NCO3. Gambarkan resonansi yang mungkin untu senyawa berikut: ion sianat, NO2, ozon. RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
46
Pengembangan struktur Lewis • Struktur Lewis tidak dapat digunakan untuk memperkirakan bentuk/ geometri suatu molekul, terutama molekul poliatomik. • Pengembangan struktur Lewis model molekul VSEPR, diawali dari ide Nevil Sidgwick dan Herbert Powell dan pada tahun 1940 dimodernisasi oleh Ronald Gillespie dan Ronald Nyholm RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
47
Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory (VSEPR) Geometri dasar dapat diterapkan pada setiap atom non-terminal berdasarkan jumlah “obyek” yang menempel kepadanya. Obyek meliputi: atom-atom yg terikat (single, double, triple, partial bonds) and “pasangan elektron bebas” VSEPR dapat meramalkan bentuk molekul berdasrkan konfigurasi elektron dari atom-atom pembentuk molekul; dengan me-maksimumkan jarak antara 2 titik pada permukaan yang bundar.
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
48
Visualisasi teori VESPR Jumlah obyek
2
3
4
5
6
Geometri
linear
trigonal planar
tetrahedral
trigonal bipyramidal*
Oktahedral
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
49
Geometri yang tidak umum Number of Objects
7
8
Geometry
pentagonal bipyramidal
square anti-prismatic
XeF F
XeF5RSL+YK (4/10/06)
NMe4+
F F F
Xe digambarkan sebagai AX5E2 dan memiliki bentuk pentagonal planar diturunkan dari geometri bipiramid pentagonal. Ikatan Kimia
50
Geometri sekitar suatu atom digambarkan dengan rumus umum:
AXmEn A = atom pusat, X = atom yg terikat, E = pasangan elekton bebas (lone pair), (m+n) adalah jumlah obyek (bilangan sterik, SN) di sekeliling A Jumlah obyek
2
3
4
5
6
Geometri
linear
trigonal planar
tetrahedral
trigonal bipyramidal
Octahedral
Formula (Shape)
AX2
AX3
AX4
AX5
AX6
(trig. planar) AX2E
(tetrahedral) AX3E
(octahedral) AX5E
(bent)
(pyramidal) AX2E2
(t.b.p. or square pyramidal) AX4E
(bent)
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
(seesaw) AX3E2 (T-shaped) AX2E3 (linear)
(square pyramidal) AX4E2 (square planar) AX3E3 (T-shaped) 51
Refinement of VSEPR theory predicted geometries
Increasing steric demand
Sterik relatif yang dibutuhkan dan besar tolakan yang berbeda dari obyek akan mengubah pengaturan letak atom di sekeliling atom pusat.
RSL+YK (4/10/06)
Lone pair of electrons Multiple bond polarized toward central atom
OH2 104.5°
NH3 Normal single bond
106.6°
Long single bond polarized away from central atom Ikatan Kimia
CH4 109.5°
52
Latihan Dengan mengacu pada teori VESPR, gambarkan geometri dari molekul: • BF3 • H3NBF3 • MeCH=CH2
RSL+YK (4/10/06)
Ikatan Kimia
53
