Upload
albayssag-faisal-tanjung
View
61
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
Ikatan kimia
Nanotube Ricin Annullene, C18H18
Area ikatan kimia
Deskripsi klasik Deskripsi kuantum
Ikatan ionik Ikatan ionik
Ikatan kovalen Ikatan kovalen
Bentuk molekul Bentuk molekul
Ikatan komplek koordinasi Ikatan komplek koordinasi
Interaksi spektrokopi Interaksi spektrokopi
Aplikasi mutakhir Aplikasi mutakhir
Deskripsi klasik: ikatan ionik
Kation
Anion
Energi ionisasi, kemampuan untuk melepaskan elektron
Afinitas elektron, kemampuan untuk menambah elektron
Elektron Na lepas
Natrium Klorina Garam
Garam NaCl yang stabil
Ikatan karena beda muatan
Deskripsi klasik: ikatan ionik
En
erg
i po
ten
sial
Keadaan ionik
R
Perhitungan termokimia pembuatan garam NaCl
Energi ini setara dengan energi lattice
Deskripsi klasik: ikatan ionik
ion klorina ion natrium
Model garam NaCl
Ion Cl dan ion Na adalah ion negatif dan positif yang sangat kuat
Akibatnya menghasilkan ikatan ion yang kuat dan gaya atraktif yang juga kuat
Susunan sifat padatannya juga kuat
Susunan kuat ini terus berulang dan dikenal sebagai bentuk latticeBentuk lattice ini memiliki energi lattice sebesar-780 kJmol-1
Ikatan ionik terjadi bila perbedaan elektronegatifitas yang sangat tinggi antar atomnya
Ikatan ionik
Gaya atraktif/intermolekul
Deskripsi kuantum: Ikatan ionik
ion bermuatan positif, kehilangan elektron
ion bermuatan negatif, kenaikan elektron
Tabel periodik unsur (cuplikan)
Deskripsi kuantum: ikatan ionik
AnionAtom cenderung menerima elektron
Dalam tabel periodik berkala, merupkan golongan p (principal) yang memiliki sub-kulit elektron np
Konfigurasi elektron Cl:
KationAtom cenderung melepaskan elektron
Dalam tabel periodik berkala, merupkan golongan s (sharp) yang memiliki sub-kulit elektron ns
Konfigurasi elektron Na:
Muncul konsep isoelektronik, konfigurasi elektronnya sama.
Isoelektronik juga dimiliki oleh ion klorin konfigurasi elektronnya sama.
Deskripsi kuantum: ikatan ionik Tabel periodik unsur
sharp pricipal diffuse fundamental
Deskripsi kuantum: ikatan ionik
Sharp orbital
Orbital s (sharp) atau sub-kulit s yang hanya memiliki satu orbital yang berupa bola
Sharp berasal dari bahasa ilmiah Yunani untuk cahaya yang berarti terang benderang
Deskripsi kuantum: ikatan ionik
Principal orbital
Orbital p (principal) atau sub-kulit p yang memiliki tiga orbital yang berupa bola kembar
Principal berasal dari bahasa ilmiah Yunani untuk cahaya yang berarti teguh
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Brom
Klor
elektron pengikat
Ilustrasi konfigurasi elektron atom Br dan Cl
Ikatan kovalen, penggunaan elektron bersama guna meningkatkan kestabilan elektron, tanpa perlu melepaskan elektron.
Pemakaian diagram Lewis pada pembentukan ikatan kovalen. Perhatikan warna hijau dari masing-masing atom
diagram dot-cross Lewis
Energi ikatan kovalen dijelaskan dengan konsep energi potensial
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Ilustrasi kovalen pada CH4
Ikatan kovalen sangat dipengaruhi oleh bilangan ikatan atau valensi, bila suatu atom mengadakan reaksi
Ikatan kovalen juga terdapat dalam molekul ion, terutama senyawa-senyawa ligan anorganik
Ikatan kovalen polar sangat dipengaruhi oleh perbedaan elektronegatifitas penyusunnya
Perbedaan elektronegatifitas atom-atom penyusun ikatan kovalen akan berpengaruh pada kepolaran molekulnya dan muncul konsep ikatan kovalen polar
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Lewis
Lewis
diagram Lewis konsep garis atau struktur diagram
BrCl ikatan tunggal
2 pasang elektron bersama
ikatan rangkap
Ikatan kovelan pada O2
Deskripsi klasik: ikatan kovalen Lewis
2 pasang elektron bersama
ikatan rangkap tiga
Pasangan e bebas
Pasangan ikatan
Ikatan kovelan pada N2
Ikatan kovelan pada H2O
Ikatan kovalen pada H2O menghasilkan konsep pasangan elektron bebas. Pasangan bebas ini akan menghasilkan ikatan hidrogen (bukan ikatan kimia)
Deskripsi klasik: ikatan kovalen Lewis
Ikatan kovelan pada NH3
Pasangan e bebas
Pasangan ikatan
Pasangan ikatan
Pasangan ikatan
Pasangan ikatan
Ikatan kovelan pada CO2
Ikatan kovelan pada HCN
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Lewis
Ikatan kovalen
koordinasi
Ikatan kovelan pada CO
Ikatan kovalen pada CO menghasilkan konsep pasangan elektron kooerdinasi. Pasangan ini akan menghasilkan ikatan kovalen yang berasal dari salah satu atom penyusun molekul
Ikatan kovalen koordinasi digunakan secara luas pada ilmu kimia anorganik, khususnya pada konsep senyawa komplek
Ikatan kovalen datif
BrCl
BrCl
BrCl
daerah tolakan
Ikatan kovalen optimum
Energi potensial
radius
energi ikatan kovalen
panjang ikatan
Energi potensial, penting untuk menjelaskan sifat-sifat dari suatu ikatan kovalen atau ikatan lainnya
Konsep energi potensial menjelaskan apa saja, misal energi ikat dan panjang ikat suatu senyawa
Konsep energi potensial adalaj konsep matematis yang telah dikembangkan oleh banyak ilmuan, misal Coulomb, Leonard-Jones, dll
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Energi potensial
BrCl
BrCl
BrCl
daerah tolakan
Ikatan kovalen optimum
Energi potensial
radius
energi ikatan kovalen
panjang ikatan
Energi potensial senyawa H2, menghasilkan energi ikatan H-H sebesar 436 kJ mil-1 dan panjang ikatan H-H sebesar 0,074nm
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Energi potensial
Ikatan kovalen sejati
Energi potensial senyawa H2
Deskripsi klasik: ikatan kovalen Valensi
Derajat valensi atom-atom (Cuplikan Tebel periodik unsur)
Angka biru adalah harga valensi atom yang akan menentukan bilangan ikatannya
Valensi akan sangat mempengaruhi ikatan kimia dan kepolaran ikatan kovalen suatu molekul ion
Deskripsi klasik: ikatan kovalen Valensi
Molekul ion muatan valensi
valensi, akan menghasilkan hubungan antara valensi, muatan listrik dan kepolaran molekul ion
Harga valensi pada molekul ion juga menentukan bilangan ikatan molekul ion itu sendiri
Muatan listrik suatu molekul ion setara sengan harga valensinya
Deskripsi klasik: ikatan kovalen Molekul ion
Ikatan kovelan OH-
Ikatan kovalen pada OH- menghasilkan konsep molekul ion
Ikatan O-H tetap ikatan kovalen
Molekul bermuatan karena adanya penambahan elektron yang berasal dari kation yang tertangkap oleh atom O.Pasangan ikatan
Penambahan elektron
Gambarkan diagram Lewis untuk molekul ion berikut:
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Elektronegatifitas atom
Ikatan ionik Ikatan ionik kuat terjadi karena beda
muatan yang tajam pada saat satu atom kehilanga elektron dan ditangkap atom lain
Ikatan ionik lemah terjadi karena beda muatan yang kurang tajam pada saat satu atom kehilanga elektron dan ditangkap atom lain dan membentuk ‘karakter kovalen’
Ikatan kovalenIkatan ion Penurunan ‘daya tarik’ elektron
Ikatan kovalen Ikatan kovalen murni terjadi karena
penggunaan bersama elektron secara seimbang
Ikatan kovalen polar terjadi karena penggunaan bersama elektron secara tidak seimbang dan membentuk ‘karakter ionik’
Mengapa timbul masalah dua karakter ini?
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Elektronegatifitas atom/ion
Karakter ikatankarakter ikatan muncul karena perbedaan elektronegatifitasnya dan sangat menentukan tipe ikatan atau daya tarik elektronnya
Elektronegatifitas dinyatakan dengan lambang , semakin besar semakin besar pula tarikan elektronnya
Ukuran/skala harga ini pertama kali diusulkan oleh Linus Pauling,
Ikatan kovalen H2O berkarakter ionik
Ikatan ionik MgF2 lebih berkarakter kovalen daripada ikatan ionik MgS
MgS
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Elektronegatifitas atom/ion
Linus Pauling, mengusulkan harga usulan skala antara derajat elektronegatifitas atom antara = 0 sampai = 4
Pada skala Pauling, atom yang paling tinggi adalah F, = 4. aom yang paling rendah adalah Cs, = 0,7
Semakin besar harga semakin besar karakter ioniknya
Karakter ionik > 50% bila > 1,7
Pauling
Elektronegatifitas naik dalam satu periode pada arah ke kananElektronegatifitas turun dalam satu golongan pada arah ke bawah
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Elektronegatifitas atom/iongolongan
periode
Jari-jari
Elektronegatifitas bertambah bila• elektron valensi bertambah• jari-jari atom berkurang
Harga elektronegatifitas, , versi Pauling
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Kepolaran ikatan kovalen
Ikatan kovalen ‘sesungguhnya’
Perbedaan elektronegatifitas atom-atom penyusun molekul akan mempengaruhi kepolaran ikatan kovalennya
Misal pada H2 yang non-polar, maka ikatan kovalennya 100%, atau ikatan kovalen non-polar
Pada H2O yang polar, maka ikatan kovalennya kurang kovalen atau bisa disebut ikatan kovalen polar. Artinya ada tarikan ikatan ke arah atom O
Daya tarikan ikatana kovalen ini bergantung pada1. jari-jari atom2. besar muatan ion/molekul ion
‘tidak terlalu’ Ikatan kovalen
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Kepolaran ikatan kovalenJari-jari atom Jari-jari atom semakin kecil maka tarikan
elektron semakin besar
Elektron valensi Elektron valensi semakin besar maka tarikan
elektron semakin besar
Ikatan kovalen polar Ikatan kovalen polar adalah ikatan dari
penggunaan elektron bersama secara tidak seimbang
>
<
ikatan kovalen polar HCl
Deskripsi klasik: ikatan kovalen
Kepolaran ikatan kovalen
ikatan kovalen polar
atom jari-jari elektron valensi polaritas ikatan
&
&
&
&
<
<
>
>
>
<
sama
identik
Deskripsi klasik: bentuk molekul
VSEPR: oktahedral
Bentuk molekul penting untuk dapat menginterpretasikan sifat fisik dan kimianya
Hal ini penting karena dapat memprediksikan sudat dan panjang ikatan
Salah satu teori yang dapat menjlaskan konsep ini adalah teori: VSEPR (valence shell electron pairs repel)
Konsep ini mengandung pengertian bahwa pasangan elektron bebas atau lone pairs memposisikan dirinya tetap berada dalam suatu kerangka sedemikian rupa sehingga dapat mengurangi daya tolakan antar pasangan elektron
Deskripsi klasik: bentuk molekul Bentuk molekul
Untuk menentukan geometri molekul, maka dalam teori VSEPR berlaku:
Harga SN ini berkisar antara 2 sampai 6, yaitu: SN= 2, bentuk: linear SN= 3, bentuk: planar trigonal SN= 4, bentuk: tetrahedral SN= 5, bentuk: bipiramidal trigonal SN= 6, bentuk: oktahedral Soal, hitunglah harga SN
untuk ion molekul IF4-
dan BrO4-?
jumlah atom yang terikat jumlah
pada atom pusat pada atom pusat
line pairsSN
Deskripsi klasik: bentuk molekul
Berilium kloroda
Tahap pertama: Gambar rumus struktur sehingga tampak pasangan elektron dari atom gugus (:) dan ikatan kimia dengan atom pusat melalui diagram struktur ()
Tahap bentuk molekul
Boron florida
Metana
Fosfor klorida Sulfur florida
Deskripsi klasik: bentuk molekul
Tahap kedua: dengan asumsi konsep VSEPR, maka posisikan atom gugus pada bentuk dan sudut ikatan yang paling mungkin
Maka ada lima bentuk yang harus diketahui:
Tahap bentuk molekul
Karbon dioksida, SN=2 Boron klorida , SN=33 pangan elektron ikatLinear Trigonal planar
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
metana , SN=44 pangan elektron ikat
Fosfor klorida , SN=55 pangan elektron ikatTetrahedral Trigonal bipiramidal
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
Sulfur florida , SN=66 pangan elektron ikat Oktahedral
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
Sulfur florida6 pangan elektron ikat
Tengaruh ikatan rangkap:
Ikatan rangkap akan menimbulkan efek daya tolak yang besar terhadap ikatan tunggal, misal pada molekul eter yang paling sederhana, dimana menghasilkan sudut mengecil pada ikatan H-C-H
Efek lain dari ikatan rangkap ini adalah tidak menimbulkan bentuk putaran torsi, atau dikenal sebagai torionally rigid
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
Tahap ketiga:
Bila atom pusat mempunyai lone pairs, maka berlaku: Tolakan antara lone pairs dan ikatan kimia dari atom pusat lebih kuat
daripada dua pasangan ikatan kimianya Tolakan yang paling besar adalah tolakan antar dua lone pairs dari atom
pusat, atau dikenal sebagai electron-pair repulsion
NH3 H2O
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
Tolakan antara lone pairs juga akan mempengaruhi bentuk molekul yang berbentuk ion molekul
Untuk bentuk planar trigonal maka ikatan aksialnya lebih stabil dari pada ikatan equatorialnya
Hal ini memberi saran pada bentuk ion molekul lain, yang memiliki SN=5 atau berbentuk planar trigonal, bahwa ikatan komplek ini lebih stabil, misal molekul: PF5, SF4, ClF3, XeF2, dll
Deskripsi klasik: bentuk molekul Tahap bentuk molekul
Tolakan antara lone pairs, pada bentuk molekul oktahedral menghasilkan ikatan equatorial yang lebih stabil dari pada ikatan aksialnya
Hal ini memberi saran pada bentuk ion molekul lain, yang memiliki SN=6 atau berbentuk oktahedral, bahwa ikatan komplek ini lebih stabil, misal molekul: IF5, dll