IKATAN KIMIA Isana SYL

IKATAN KIMIA Isana SYL Email: [email protected]

IKATAN KIMIA Kebahagiaan atom K fi Konfigurasi i elektronik l kt ik stabil t bil Konfigurasi elektronik gas mulia / gas lamban (Energi ionisasi relatif besar dan afinitas elektron relatif kecil)

Ada 2 cara untuk mencapai kondisi stabil: 1 Serah terima elektron 1. ikatan ionik 2. Sharing (pemilikan bersama) pasangan elektron ikatan kovalen IKATAN IONIK (ELEKTROSTATIK) ( ) [Fe(H2O)6]2+ Ion p pusat: Fe2+ Molekul pengeliling (ligan/gugus koordinasi):H2O Sebagian besar diikat oleh gaya-gaya elektrostatik antara kation dengan dipol listrik tetap (negatif) yang dihasilkan oleh molekul pengeliling

Konfigurasi elektronik ion: 1 Spesies 1. S i ttanpa elektron l kt valensi: l i H+ 2. Spesies dengan 2 ev (doublet): H-, Li+ , Be2+ mengadobsi konfigurasi elektronik He 3. Spesies p dengan g 8 ev: Na+, Mg g2+ , F-, O24. Spesies dengan 18 ev (kation): golongan 11 12 dan 13 mulai perioda 4 11, +, +, +, 2+, 2+ , 2+, Cu Ag Au Zn Cd Hg 30 29 47 79 48 80 3+, 3+ , 3+ Ga In Tl 31 49 81 (n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns(1-2)np1 dilepas

5. Spesies dengan 18 + 2 ev atau spesies d dengan pasangan elektron l kt iinertt ((unsur-unsur berat): 3+ (18 ev) yang Tl dapat membentuk Tl 81 cukup stabil stabil, Tl+:[36Kr]4d104f145s25p65d106s2 yang lebih stabil t bil d daripada i d Tl3+ Semua orbital terisi penuh

Golongan 13

Golongan 14

Golongan 15

Konfigura sii ev

Ga

Ge

As

4s2

In

Sn

Sb

5s2

Tl

Pb

Bi

6s2

M+

M2+

M3+

Makin ke bawah dalam satu golongan, peran pasangan elektron l kt inert i t tterhadap h d kkestabilan t bil makin kuat: a. Tl+>In+>Ga+ b Sn4+>Sn2+ tetapi Pb2+>Pb4+ b. c. Sb3+, Sb5+ dan Bi3+ cukup stabil tetapi Bi5+ k kurang stabil t bil 6 Spesies 6. S i d dengan b berbagai b i macam ev ((unsur transisi/golongan d dan f yang orbital d dan f belum penuh)

Konfigurasi elektron terluar: 8 – 18 (0-10) 10) dengan n=3 (ns2np6nd(0 n=3,4,5) 4 5) Dapat membentuk kation dengan berbagai ti k t oksidasi tingkat k id i Golongan lantanoida: …4f(1-14)5s25p65d(0-1)6s2 (1 14)6s (0 1)7s aktinoida kti id : …5f 5f(1-14) 6 26p 6 66d(0-1) 7 2 membentuk M3+ yang cukup stabil, dengan ev=8 tetapi dengan berbagai jumlah elektron dalam, (n-2)f(1-14) Kestabilan ion-ion transisi dan transisi dalam berkaitan dengan pembentukan senyawa kompleks

Kecenderungan pembentukan ion: Urutan kestabilan ion: tipe konfigurasi elektronik gas mulia (paling stabil)>18e> transisi dan transisi dalam (paling tidak stabil) Makin stabil struktur ion, makin berkurang g membentuk ion kompleks p kecenderungan Tiga faktor yang mempengaruhi tingkat pembentukan suatu ion: kemudahan p a. Stabilitas konfigurasi elektronik ion: makin stabil makin mudah b. Muatan ion: makin kecil makin mudah c. Ukuran ion: makin besar ukuran kation dan makin kecil ukuran anion anion, makin mudah

Contoh: G l Golongan 14 14: C C, Si Si, G Ge, S Sn, Pb C dan Si sukar membentuk ion M4+, sedangkan Sn dan Pb mudah Pembentukan anion: atom-atom kecil lebih mudah d h mengikat ik t elektron l kt F- lebih mudah terbentuk daripada Cl-, Br- dan I-

Sifat-sifat fisik spesies/senyawa ionik: a. Memiliki M iliki titik didih d dan titik lleleh l h relatif l tif tinggi, disebabkan oleh besarnya energi yang diperlukan di l k untuk t k memutuskan t k gayagaya Coulomb antar ion b. Penghantar listrik yang baik dalam keadaan leburan dan larutan, disebabkan oleh gerakan ion-ion dalam leburan/larutan Contoh: NaCl (senyawa ionik) CCl4 (senyawa kovalen)

Teori polaritas (Fajan): bila 2 ion saling b d k t maka berdekatan k b bentuk t k awan elektron l kt d darii anion akan dipengaruhi oleh tarikan kation dan kedua inti saling tolak-menolak (anion dan kation) sehingga terjadi deformasi/polarisasi pada anion Umumnya ukuran kation jauh lebih kecil daripada anion sehingga memiliki sifat polarisasi rendah

Pengaruh polarisasi: Di t ib i elektron, Distribusi l kt kh khususnya ev tid tidak k llagii sepenuhnya dipengaruhi oleh salah satu ion/atom saja melainkan oleh kedua ion/atom Bila pengaruhnya besar maka sifat ionik rendah, sifat kovalen tinggi F kt yang mempengaruhi Faktor hi tterjadinya j di polarisasi: a. Besarnya muatan b Ukuran ion b.

Muatan makin besar menyebabkan sifat polarisasi ion lawan makin besar sehingga sifat ionik makin rendah, sifat kovalen makin ti tinggi i Titik leleh, oC Konduktivitas ekivalen leburan NaCl 800 133 Sifat ionik

MgCl2 AlCl3

715

menyublim pada 180 AlCl3 lebih l bih b bersifat if t kkovalen l

29 1,5x10-5

Kation makin kecil, makin terkonsentrasi muatan t positifnya itif sehingga hi makin ki efektif f ktif pengaruh polarisasinya terhadap anion, dan sifat ionik makin rendah Titik leleh leleh,oC Konduktivitas ekiv leburan BeCl2 404 0,086 M Cl2 MgCl 715 29 CaCl2 774 52 SrCl2 870 56 BaCl2 955 65

Anion makin besar, makin mudah awan elektron l kt tterpolarisasi l i i oleh l h kkation ti sehingga hi sifat if t ionik makin rendah, sifat kovalen makin tinggi

NaF N Cl NaCl NaBr NaI

Ukuran anion anion, Ao 1,36 1 81 1,81 1,95 2,16

Titik leleh leleh, oC 990 801 755 651

IKATAN KOVALEN T j di antar Terjadi t unsur-unsur non logam l Gilbert N Lewis (1916): a. ev suatu atom dapat divisualisasikan p titik-titik sudut suatu seolah-olah menempati kubus di seputar inti atom b Suatu atom yang kekurangan elektron yang b. diperlukan untuk menempati ke-8 titik sudut kubus dapat mengadakan “persekutuan” persekutuan melalui rusuk kubus dengan atom lain untuk melengkapi pemilikan oktet

Ditolak oleh banyak ahli kimia: - Model M d l di diagram kkubus b tid tidak k mendapat d t dukungan - Konsep pembentukan pasangan elektron sekutu dapat diterima Pendekatan P d k t klasik kl ik ttentang t ik ikatan t menjadi j di berkembang dengan munculnya teori mekanika kuantum

Linus Pauling (1937) mengenalkan model ik t yang melibatkan ikatan lib tk ttumpang-tindih ti dih orbital bit l atomik Lewis:pasangan elektron sekutu yang harus bertanggung jawab dalam pembentukan ikatan Dikenal ikatan kovalen tunggal, rangkap, dan ganda d titiga Contoh: H2, O2, N2 HCl, CO2 Model dot-elektron Lewis: H:H O::O

IKATAN KOVALEN KOORDINAT / DATIF P Pasangan elektron l kt sekutu k t berasal b ld darii salah l h satu pihak dan merupakan milik bersama Ada pihak penyumbang (donor) dan penerima (akseptor) pasangan elektron Termasuk ikatan kovalen Contoh: NH4+ Panjang ikatan N – H sama:Penggambaran khusus ikatan kovalen koordinat tidak bermanfaat kecuali hanya menunjukkan proses pembentukan pasangan elektron sekutu Muatan ion menjadi milik seluruh gugus amonium

SIFAT POLARITAS DAN MOMEN DIPOL Molekul diatomik homoatom seperti H2, N2, O2: molekul non polar karena jarak antara pasangan elektron l kt sekutu k t dengan d kedua k d atom t sama Molekul diatomik heteroatom: HCl (polar/terpoLarisasi)) atau membentuk dipol/dwikutub, p pasangan elektron sekutu lebih tertarik pada atom Cl karena lebih elektronegatif Kepolaran bergantung pada keelektronegatifitas atom penyusun dan bentuk molekul

Contoh: CO polar CO2 non polar, karena ikatan dipol kedua ujung j menghasilkan h ilk resultante lt t noll Spesies polar memiliki momen dipol permanen, sedangkan d k non polar l tid tidak k Tingkat kepolaran dapat dinyatakan dengan besarnya harga momen dipol (μ) μ = qd q: muatan (C) d: jarak/panjang ikatan (m) μ: momen dipol (Debye=D atau Cm)

1D = 3,336x10-30Cm μ D μ, elektronegatifitas halogen HF 1,9 4,0 HCl 1 04 1,04 30 3,0 HBr 0,9 2,8 HI 0 38 0,38 2 2,5

Hubungan g antara bentuk g geometri dengan g sifat polaritas (momen dipol): molekul makin polar (tidak simetris) maka harga μ relatif makin besar

Contoh: H2O sangatt polar, l μ = 1,85D 1 85D NH3 polar, μ = 1,47D CO2 CCl4 molekul non polar polar, μ = 0 CH4 CHCl3 polar, l μ = 1,01D 1 01D