BAB II IKATAN KIMIA
A. KOMPETENSI DASAR 1.2 : Mendeskripsikan kemungkinan terjadinya ikatan kimia dengan menggunakan tabel periodik.
Indikator : 1. Siswa dapat menjelaskan kecenderungan suatu unsur untuk mencapai kestabilannya dengan cara berikatan dengan unsur lain. 2. Siswa dapat menggambarkan susunan elektron valensi atom gas mulia ( duplet dan oktet ) dan elektron valensi bukan gas mulia ( struktur Lewis ). 3. Siswa dapat menjelaskan proses terjadinya ikatan ion dan contoh senyawanya. 4. Siswa dapat menjelaskan proses terbentuknya ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga serta contoh senyawanya. 5. Siswa dapat menyelidiki kepolaran beberapa senyawa dan hubungannya dengan keelektronegatifan melalui percobaan. 6. Siswa dapat menjelaskan proses terbentuknya ikatan koordinasi pada beberapa contoh senyawa sederhana. 7. Siswa dapat menjelaskan proses pembentukan ikatan logam dan hubungannya dengan sifat fisis logam. 8. Siswa dapat memprediksi jenis ikatan yang terjadi pada berbagai senyawa dan membandingkan sifat fisisnya.
B. MATERI POKOK DAN URAIAN MATERI : 1. IKATAN KIMIA a. IKATAN ION Ikatan ion adalah ikatan kimia yang terjadi antara ion positif dan ion negatif dengan gaya tarik elektrostatis (listrik). Ion positip terbentuk jika atom logam melepaskan elektron, dan ion negatip terbentuk jika atom non logam menangkap elektron. Jadi Ikatan ion terjadi karena perpindahan elektron dari unsur logam ke unsur non logam. Banyaknya elektron yang dilepas atom logam harus sama dengan banyaknya elektron yang ditangkap atom non logam. Ikatan ion disebut juga ikatan elektrovalen atau heteropolar. Senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion disebut senyawa ion. 26
Contoh : → Mg2+ (2,8) + 2 e–
Mg (2,8,2)
{ Cl (2,8,7) + 1 e– → Cl– (2,8,8)
}x2
→ Mg2+ + 2 Cl–
Mg + 2 Cl
atau MgCl2
(satu atom Mg berikatan dengan 2 atom Cl membentuk MgCl2) b. IKATAN KOVALEN Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi karena penggunaan pasangan elektron bersama antara unsur non logam dengan unsur non logam. Ikatan kovalen tunggal/single (–)
: Jika
banyaknya
elektron
yang
digunakan bersama 1 pasang. Ikatan kovalen rangkap dua/doble (=)
: Jika
banyaknya
elektron
yang
digunakan bersama 2 pasang. Ikatan kovalen rangkap tiga/triple (≡)
: Jika
banyaknya
elektron
yang
digunakan bersama 3 pasang. Contoh : a.
Cl
+
Cl
→
Cl
Cl
atau
Cl − Cl
b.
O
+
O
→
O
O
atau
O=O
c.
N
+
N
→
N
N
atau
N≡N
c. IKATAN KOVALEN KOORDINASI (DATIF) Ikatan kovalen koordinat adalah ikatan kovalen dimana pasangan elektron yang digunakan bersama hanya berasal dari salah satu pihak saja. Pasangan elektron yang digunakan/disumbangkan untuk berikatan koordinasi adalah pasangan elektron bebas (PEB) suatu molekul. Contoh : Ikatan antara NH3 dengan H+ membentuk ion amonium NH4+, NH3 mempunyai 1 pasangan elektron bebas (PEB)
H
H ⎪ N ⎪ H
H +
H+
→
H
+
N
H
H atau
H
H⎯N→H H
Ikatan koordinat 27
+
d. IKATAN KOVALEN POLAR Jika dua atom yang berikatan kovalen mempunyai perbedaan harga keelektronegatifan, maka pasangan elektron ikatan (PEI) akan tertarik ke atom yang keelektronegatifannya lebih besar sehingga terjadilah dipol (dwi kutub). Ikatan
seperti
ini
disebut
ikatan
kovalen
polar.
Makin
besar
selisih
keelektronegatifan, makin besar sifat kepolaran ikatan. Senyawa diatomik (dua atom) : • sejenis : bersifat non polar, contoh : H2 , Cl2 , N2 , Br2. • tidak sejenis : bersifat polar, contoh : HCl, HBr, BrCl. Senyawa yang terdiri 3 atom atau lebih : • atom pusat tidak mempunyai PEB : bentuk molekul simetris sehingga bersifat non polar, contoh CCl4 • atom pusat mempunyai PEB : bentuk molekul tidak simetris sehingga bersifat polar, contoh H2O e. BENTUK MOLEKUL Struktur Geometri senyawa kovalen menurut teori VSEPR Jumlah PE PEI PEB (X) (E)
Tipe
2
2
0
AX2
3
3
0
AX3
4
0
AX4
4
3
1
4
2
2
4
Strutur/Bentuk Geometri
Linier
Contoh
BeCl2
Trigonal planar
BeF3
Tetra hedral
CH4
AX3E
Trigonal Piramida
NH3
AX2E2
Menyudut (V)
H2O
28
5
5
0
Trigonal Bipiramida
AX5
PCl5
Okta hedral 6
6
0
SF6
AX6
Pertanyaan-pertanyaan : 1. Jelaskan cara terbentuknya ion positip ! Jawab : ........................................................................................................................... 2. Jelaskan cara terbentuknya ion negatip ! Jawab : ........................................................................................................................... 3. Tentukanlah rumus senyawa ion yang terbentuk antara K (no. atom 19) dengan atom S (no. atom 16). Jawab : atom K membentuk ion positip K ( 2 , 8 , 8 , 1 ) → K + ( 2 , 8 , 8 ) + 1 e– atom S membentuk ion ......... S ( , , ) + ….. e– → ……( , , ) ...atom K berikatan dengan…atom S membentuk senyawa dengan rumus...... 4. Tentukanlah rumus senyawa ion yang terbentuk antara Al (no. atom 13) dengan atom O (no. atom 8). Jawab : atom Al membentuk ion K ( , , ) → ……… ( , ) + ….. e– – atom O membentuk ion S ( , ) + ….. e → …… ( , ) ... atom Al berikatan dengan... atom O membentuk senyawa dengan rumus... 5. Lengkapi simbol/lambang Lewis atom-atom berikut : Unsur No. Atom Lambang Lewis
B 5
C 6
N 7
0 8
F 9
Mg 12
P 15
S 16
6. Gambarkanlah dengan rumus Lewis proses terbentuknya senyawa kovalen H2O antara O (no. atom 8) dengan H (no. atom 1). Berapa banyaknya PEI dan PEB pada molekul H2O ? 29
Cl 17
Jawab : …………….
+ …………………. ..................... → ……………
banyaknya PEB = ……… pasang, banyaknya PEI = …………. pasang 7. Gambarkanlah dengan rumus Lewis proses terbentuknya senyawa kovalen CH4 antara C (no. atom 6) dengan H (no. atom 1). Berapa banyaknya PEI dan PEB pada molekul CH4 ? Jawab : ……………. + …………………. → ……………………… banyaknya PEB = ……… pasang, banyaknya PEI = …………. pasang. 8. Gambarlah rumus Lewis HCN, jika diketahui no. atom H = 1; C = 6 dan N = 7 Jawab : ……………………………………. 9. Gambarkanlah dengan rumus Lewis proses terbentuknya ikatan kovalen koordinat antara H4O dengan H+ membentuk H3O+ . Jawab : ………………. + …………… → ……………………………………………………… 10. Polar atau non polarkah sifat senyawa berikut : a. NH3 b. CH4 c. PCl5 d. H2S e. Br2 f. HCl Jawab : …………………………………………………………………………………………
30
Soal-soal latihan : I. Pilihlah satu jawaban yang paling benar ! 1. Atom Al (nomor atom 13) membentuk ion ion Al3+ dengan cara …. A. menangkap 3 elektron B. menangkap 2 elektron C. menangkap 1 elektron D. melepaskan 3 elektron E. melepaskan 2 elektron 2. Jika diketahui nomor atom O = 8, Na = 11, Cl = 17, F = 9 dan Ca = 20, maka ion yang tidak memenuhi kaidah oktet adalah …. A. O2– B. F– C. Na+ D. Ca+ E. Cl– 3. Ikatan ion terbentuk dengan cara …. A. penggunaan elektron bersama B. gaya van der Waals C. perpindahan elektron diantara atom-atom D. menangkap elktron E. melepaskan elektron 4. Nomor atom unsur A, B, C, D dan E berturut-turut 6, 8, 9, 16, 19. Pasangan unsur yang dapat membentuk ikatan ion adalah pasangan antara unsur .… A. A dan C B. D dan C C. A dan B D. C dan E E. B dan D 5. Diketahui ion-ion Ca2+, Al3+, PO43–, CO32– . Penulisan rumus kimia senyawa yang terbentuk oleh ion-ion tersebut, yang benar adalah …. A. Ca(PO4)2 B. Ca(CO3)2 C. Al2CO3 D. Al3(PO4)2 E. Al3(PO4)2 6. Unsur M (nomor atom 12) dan unsur N (nomor atom 17) membentuk senyawa ion dengan rumus …. A. M4N2 B. MN2 C. M2N D. M2N3 E. MN 31
7. Unsur A (nomor atom 11) dan unsur B (nomor atom 16) membentuk senyawa ion dengan rumus …. A. A2B B. A2B3 C. AB D. A4B2 E. AB2 8. Penggunaan pasangan elktron bersama berlangsung pada pembentukan senyawa …. A. NaCl B. CaCl2 C. MgCl2 D. CCl4 E. KCl 9. Unsur P, Q, R dan S mempunyai nomor atom berturut-turut 6, 11, 17 dan 19. Pasangan unsur yang dapat membentuk ikatan kovalen adalah .… A. P dan Q B. P dan R C. Q dan R D. Q dan S E. S dan R 10. Pasangan senyawa berikut yang berikatan kovalen adalah …. A. MgCl2 dan H2O B. HCl dan NaCl C. KCl dan NaF D. NaCl dan CH4 E. NH3 dan H2O 11. Ikatan kovalen rangkap tiga terdapat pada senyawa …. (nomor atom H = 1, C = 6, N = 7, P = 15, S = 16, Cl = 17) A. H2S B. HCN C. HNO3 D. BF3 E. NH3 12. Kelompok senyawa berikut, yang semuanya berikatan ion adalah …. A. NaCl; H2O; HCl B. CaO; NaI; KBr C. NaOH; CaCl2; CO2 D. KCl; NH3; CH4 E. MgO; O2; Na2S 13. Unsur A, B, C dan D mempunyai nomor atom berturut-turut 6, 11, 12 dan 17. Pasangan atom yang membentuk ikatan kovalen adalah …. 32
A. B. C. D. E.
A dan B A dan D A dan C B dan D B dan C
14. Pasangan yang keduanya mempunyai ikatan kovalen rangkap tiga adalah …. (nomor atom H = 1, B = 5, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, P = 15, S = 16, Cl = 17) A. H2S dan Cl2 B. HNO3 dan N2 C. BF3 dan NH3 D. HCN dan N2 E. O2 dan NH3 15. Jika nomor atom H = 1, Be = 4, B = 5, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9, Cl = 17, maka pasangan di bawah ini yang benar adalah …. Banyaknya PEI PEB 3 1 2 0 4 1 3 1 2 3
Senyawa A B C D E
NH3 H2O CH4 BF3 BeCl2
16. Jika nomor atom H = 1 dan O = 8, maka banyaknya pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) disekitar atom pusat senyawa H2O, berturut-turut adalah …. A. 2 dan 0 B. 3 dan 1 C. 2 dan 1 D. 4 dan 0 E. 2 dan 2 17. Rumus elektron H2SO4 menurut Lewis : y yy y y Oy
5 {{
H
{
¯¯
O {¯ S
{{
{{ ¯
{
¯¯
1
4
O {¯ H {{
y y
y
Oy yy ‘’’
3
2
Pasangan elektron yang menunjukkan ikatan kovalen koordinat adalah nomor …. (nomor atom H = 1, S = 16 dan O = 8) A. 1 B. 4 C. 2 D. 5 E. 3 33
18. Rumus elektron HNO3 menurut Lewis : 5
¯ ¯
¯¯
¯¯ ¯ ¯
O
4
yy
H {¯ O ¯ y N yy ¯¯
¯¯
1
¯ ¯
O
3 ¯ ¯
2
Pasangan elektron yang menunjukkan ikatan kovalen koordinat adalah nomor …. (nomor atom H = 1, C = 4, N = 7 dan O = 8) A. 1 B. 4 C. 2 D. 5 E. 3 19. Senyawa berikut mempunyai sifat polar, kecuali …. A. NH3 B. HCl C. H2O D. H2S E. CH4 20. Jika diketahui : Unsur Elektronegatifitas
H
Cl
S
2,1
3,0
2,5
F 4,0
O
N
3,5
3,0
maka senyawa yang mempunyai ikatan paling polar adalah .... A. HC B. NH3 C. H2O D. H2S E. HF 21. Senyawa yang mempunyai beberapa dipol, tetapi bersifat non polar adalah ….( nomor atom H = 1, C = 4, N = 7, O = 8, P = 15, S = 16 dan Cl = 17) A. NH3 B. PCl3 C. H2O D. H2S E. CCl4 22. Jika unsur X (nomor atom 11) bersenyawa dengan unsur Y (nomor atom 16) dengan cara berikatan ion, maka rumus senyawanya adalah ... A. XY B. X2Y4 C. X2Y D. X4Y2 E. XY 34
23. Menurut teori tolakan pasangan elektron, jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) dan jumlah pasangan elektron bebas (PEB) disekitar atom pusat molekul berbentuk tetrahedral berturut-turut adalah …. A. 3 dan 0 B. 5 dan 0 C. 3 dan 1 D. 6 dan 2 E. 4 dan 0 24. Berikut adalah grafik titik didih beberapa hidrida golongan IVA, VA, VIA dan VIIA. Senyawa yang molekul-molekulnya membentuk ikatan hidrogen adalah Suhu (C) 100 -
H2O •
0 -
HF • NH3 •
-100 -
-200 '
A. B. C. D. E.
• H2Te • SbH3 • H2Se • HI • H2S •AsH3 • SnH4 HBr • HCl • • GeH4 PH3 • • SiH4
• CH4 ' ' ' → nomor perioda
CH4 , SiH4, SnH4 PH3 , AsH3 , SbH3 H2O , HF , NH3 HF , HCl , HI H2O , H2Te , HF
25. Bentuk molekul CH4 (nomor atom H = 1, C = 6) adalah …. A. trigonal planar B. segitiga bipiramidal C. tetrahedral D. linier E. oktahedral 26. Menurut teori tolakan pasangan elektron, jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) dan jumlah pasangan elektron bebas (PEB) disekitar atom pusat molekul berbentuk tetrahedral berturut-turut adalah …. A. 3 dan 0 B. 5 dan 0 C. 4 dan 0 D. 6 dan 2 E. 4 dan 1 35
27. Senyawa yang pembentukan ikatannya tidak memenuhi Kaidah oktet adalah A. CH4 B. BF3 C. NH3 D. PCl3 E. H2O 28. Bentuk molekul CH4 (nomor atom H = 1, C = 6) adalah …. A. trigonal planar B. segitiga bipiramidal C. tetrahedral D. linier E. oktahedral 29. Bentuk molekul NH3 (nomor atom H = 1, N = 7) ditunjukkan oleh gambar …. A. B.
C.
D.
E.
II. Jawablah sesuai dengan perintahnya ! 1. Kelompokkan senyawa berikut menjadi senyawa ion dan senyawa kovalen : a. H2S b. CO2 c. CaCl2 d. CH4 e. Al2O3 f. PCl3 g. MgO h. Na2S i. CS2 2. Gambarlah Struktur Lewis senyawa : a. HCN b.CO2 c. PH3 d. SiF4 3. Jelaskan hubungan kepolaran ikatan kovalen dengan keelektronegatifan atom-atom yang membentuk ikatan 36
perbedaan
4. Gambarlah struktur Lewis pembentukan ion antara H+ dengan H2O, berilah keterangan ikatan yang terjadi. 5. Gambarkan geometri molekul dari senyawa BF3, CCl4, H2S, PCl5, SF6. 6. Jelaskan perbedaan antara senyawa ion dan senyawa kovalen !
37
