Upload
satria-auffa-dhiya-ulhaque
View
32
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
elektronegatifitas, material, fisika material, unpad
Citation preview
Tugas Pengantar Fisika Material
Keelektronegativan (electronegativity)
Oleh : Satria Auffa Dhiya Ulhaque - 140310110012
Secara definisi, keelektronegativan yang biasa juga ditulis dengan dengan simbol adalah suatu ukuran kecenderungan atom untuk menarik elektron dalam ikatan kovalen.
Elektronegatifitas dari sebuah atom dipengaruhi oleh nomor atom dan juga jarak perpindahan
elektron valensi dari inti yang bermuatan. Semakin besar nilai keelektronegativan, semakin
besar pula kecenderungan dari unsur untuk menarik elektron untuk melaluinya. Konsep
elektronegativitas pertama kali diperkenalkan oleh Linus Pauling pada tahun 1932 sebagai
bagian dari perkembangan teori ikatan valensi. Elektronegativitas tidak dapat dihitung secara
langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa
metode kalkulasi telah diajukan, walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil
dalam nilai numerik elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di
antara unsur-unsur bila dilihat dari susunan tabel periodik unsur. Elektronegativitas bukanlah
bagian dari sifat atom, melainkan hanya merupakan sifat atom pada molekul. Sifat pada atom
tunggal yang setara dengan elektronegativitas adalah afinitas elektron. Elektronegativitas
pada sebuah unsur akan bervariasi tergantung pada lingkungan kimiawinya, namun biasanya
dianggap sebagai sifat yang terpindahkan, yaitu sebuah nilai elektronegativitas dianggap akan
berlaku pada berbagai situasi yang bervariasi.
Pada level yang paling dasar, elektronegativitas ditentukan oleh berbagai faktor
seperti muatan inti (semakin banyak proton yang dimiliki oleh sebuah atom, semakin banyak
tarikan yang dialami oleh elektron negatif) dan juga banyaknya/lokasi dari kedudukan
elektron didalam kulit atom (semakin banyak elektron yang dimiliki oleh atom, semakin jauh
pula kedudukan elektron valensinya dari inti atom, sebagai akibatnya semakin sedikit muatan
positif yang akan dimiliki karena jaraknya yang jauh dari inti, dan juga karena elektron lain di
dalam inti orbital terendah akan berusaha melindungi elektron valensi dari inti bermuatan
positif).
Kebalikan dari elektronegativitas adalah elektropositivitas, suatu ukuran kemampuan unsur
untuk memberikan elektron.
Pola susunan elektronegativitas pada Tabel Periodik
Unsur yang paling elektronegatif adalah fluor bila kita mengukur keelektronegativan
menggunakan skala Pauling, kemudian dari kenyataan diatas dan hasil-hasil pengukuran
keelektronegativan Pauling dapat ditarik garis besar bahwa elektronegativitas pada unsur-
unsur pada tabel periodik adalah sebagai berikut:
Metode Kalkulasi
Dalam menentukan nilai keelektronegativan dari unsur-unsur, terdapat berbagai metode
kalkulasi, secara nilai dari berbagai metode kalkulasi ini, nilai keelektronegativannya bisa
saja berbeda-beda, namun secara garis besar kesemua metode tersebut menyatakan hal yang
sama, karena nilainya tidak jauh berbeda, juga sebaran distribusinya secara periodikpun tidak
berbeda. Berikut ini adalah beberapa metode kalkulasi yang biasa digunakan ketika mencari
nilai keelektronegativan dari suatu unsur :
1. Elektronegativitas Pauling
Pauling pertama kali mengajukan konsep elektronegativitas pada tahun 1932
sebagai penjelasan dari fakta bahwa lebih kuatnya ikatan kovalen antar dua atom berbeda
(AB) dari yang diperkirakan dengan mengambil kekuatan rata-rata ikatan AA dan BB. Menurut teori ikatan valensi, "stabilisasi tambahan" dari ikatan heteronuklir ini
disebabkan oleh kontribusi ionic canonical forms kepada ikatan.
Perbedaan elektronegativitas antara dua atom A dan B dapat dihitung dengan :
dengan Energi disosiasi (Ed) ikatan AB, AA dan BB diekspresikan dalam elektrovolt. Faktor (eV)
disisipkan untuk menghasilkan nilai yang tidak berdimensi. Dengan
metode ini, perbedaan elektronegativitas antara hidrogen dan bromin adalah 0.73 (energi
disosiasi: HBr, 3.79 eV; HH, 4.52 eV; BrBr 2.00 eV).
Oleh karena hanya perbedaan elektronegativitas yang dapat dihitung, kita perlu
memilih sebuah titik acuan untuk membangun skala Pauling ini. Hidrogen dijadikan
acuan karena ia membentuk ikatan kovalen dengan hampir semua unsur. Nilai
elektronegativitasnya pertama kali ditentukan sebagai 2,1, namun kemudian direvisi
menjadi 2,20. Selain itu, kita juga perlu memutuskan unsur manakah (dari dua unsur)
yang memiliki elektronegativitas lebih besar. Pemutusan ini dapat dilakukan dengan
menggunakan "intuisi kimia", misalnya pada hidrogen bromida yang terlarut dalam air
membentuk H+ dan Br
, kita dapat berasumsi bahwa bromin lebih elektronegatif
daripada hidrogen.
Untuk menghitung elektronegativitas Pauling untuk sebuah unsur, sangatlah
penting untuk memiliki data tentang energi dissosiasi untuk sekurang-kurangnya dua
jenis ikatan kovalen yang dibentuk oleh elemen tersebut. A. L. Allred memperbarui nilai
asli elektronegativitas Pauling pada tahun 1961 untuk menghitung ketersediaan data
termodinamika yang lebih banyak, dan nilai skala Pauling yang direvisi inilah yang
paling sering dipakai dalam menentukan elektronegativitas suatu unsur.
Poin paling utama dari elektronegativitas Pauling adalah pada metode ini terdapat
sebuah rumus semi empiris yang cukup akurat untuk mengukur energi dissosiasi,
sebagaimana yang tertulis dibawah ini :
Atau bisa juga menggunakan rumus berikut ini :
2. Elektronegativitas Mulliken
Mulliken mengajukan bahwa rataan aritmatika dari energi ionisasi (Ei) dan
afinitas elektron (Eea) seharusnya hasilnya dapat digunakan sebagai sebuah perhitungan
dari kecenderungan sebuah atom untuk menarik elektron-elektron. Karena definisi ini
tidak bergantung pada skala relatif sembarang, ia juga disebut sebagai elektronegativitas
relatif, dengan satuan kilojoule per mol atau elektrovolt. Sebagaimana dijelaskan dalam
rumus berikut ini :
Namun biasanya kita menggunakan transformasi linear untuk melakukan
transformasi nilai absolut tersebut menjadi nilai yang lebih mirip dengan nilai Pauling.
Untuk energi inonisasi dan afinitas elektron dalam elektrovolt, dijabarkan dalam rumus
sebagai berikut :
Dan untuk energi dalam kilojoule per mol,
Elektronegativitas Mulliken hanya dapat dihitung pada unsur-unsur yang afinitas
elektronnya telah diketahui. Sampai dengan tahun 2006, baru terdapat 57 unsur yang
afinitas elektronnya telah diketahui. Elektronegativitas Mulliken terkadang juga
dikatakan memiliki nilai yang sama dengan negatif dari nilai potensial kimianya.
Grafik hubungan antara elektronegativitas Mulliken (sumbu x) dan Pauling
(sumbu y) :
3. Elektronegativitas AllredRochow
Allred dan Rochow beranggapan bahwa elektronegativitas berhubungan dengan
muatan sebuah elektron pada permukaan sebuah atom: semakin tinggi muatan per satuan
luas permukaan atom, semakin besar kecenderungan atom tersebut untuk menarik
elektron-elektron (semakin elektronegatif). Muatan inti efektif, Z* yang terdapat pada
elektron valensi dapat diperkirakan dengan menggunakan kaidah Slater. Sedangkan luas
permukaan atom pada sebuah molekul dapat dihitung dengan asumsi luas ini proposional
dengan kuadrat jari-jari kovalen (rcov). rcov memiliki satuan ngstrm dan dapat
diperoleh dengan menggunakan rumus berikut ini :
Korelasi antara elektronegativitas AllredRochow (sumbu x dalam 2) dengan elektronegativitas Pauling (sumbu y) :
4. Elektronegativitas Sanderson
Sanderson mengemukakan bahwa terdapat hubungan antara elektronegativitas
dengan ukuran atom dan atas dasar hal tersebut kemudian ia mengajukan sebuah metode
perhitungan yang didasarkan pada timbalbalikan volume atom. Dengan panjang ikatan
yang telah diketahui, elektronegativitas Sanderson memperbolehkan kita memperkirakan
energi ikatan pada berbagai senyawa. Selain itu, elektronegativitas Sanderson juga
digunakan dalam berbagai investigasi kimia organik.
Korelasi antara elektronegativitas Sanderson (sumbu x) dengan elektronegativitas
Pauling (sumbu y) :
5. Elektronegativitas Allen
Definisi elektronegativitas Allen adalah salah satu yang paling sederhana. Ia
mengajukan bahwa elektronegativitas berhubungan dengan energi rata-rata dari elektron
valensi pada sebuah atom bebas,
dengan s,p adalah energi satu elektron dari elektron-elektron s dan p pada atom bebas dan ns,p adalah jumlah elektron s dan p pada kelopak valensi. Biasanya nilai
tersebut diberikan faktor skala, 1,75103
untuk energi dalam kilojoule per mol atau
0,169 untuk energi dalam elektrovolt, untuk menghasilkan nilai yang secara numeris
mirip dengan elektronegativitas Pauling.
Energi satu elektron dapat ditentukan secara langsung dari data spektroskopi,
sehingga elektronegativitas yang dihitung dengan metode ini kadangkala dirujuk sebagai
elektronegativitas spektroskopik. Data-data yang diperlukan tersedia untuk hampir
semua unsur, sehingga memperbolehkan kita memperkirakan nilai elektronegativitas
unsur-unsur yang tidak bisa dihitung dengan metode lainnya, misalnya fransium dengan
nilai elektronegativitas allen = 0,67. Namun tidaklah jelas apa yang seharusnya dianggap
sebagai elektron valensi untuk unsur-unsur blok d dan f, sehingga menyebabkan
ambiguitas dalam perhitungan elektronegativitas menggunakan metode Allen.
Dalam skala ini, Neon memiliki elektronegativitas yang paling besar, diikuti oleh
fluorin dan helium.
Korelasi antara elektronegativitas Allen (sumbu x dalam in kJ/mol) dengan
elektronegativitas Pauling (sumbu y) :