Chemical Bonding

Di alam banyak ditemukan zat baik berupa unsur atau senyawa. Keberadaan zat tersebut sangat ditentukan oleh kestabilan zat itu sendiri. Jika suatu zat stabil maka kita akan menemukannya dalam bentuk unsur bebas, namun jika zat itu tidak stabil maka kita akan menemukannya dalam bentuk senyawa.

Beberapa penemuan terdahulu menunjukkan bahwa beberapa gas ditemukan sebagai atomnya, seperti gas Helium (He), Neon (Ne) dan Argon (Ar). Berbeda dengan gas Oksigen yang ditemukan dalam bentuk senyawa (O2), demikian pula dengan gas Nitrogen (N2) dan gas Karbondioksida (CO2). Dari sisi penulisan atau lambang dapat kita lihat bahwa gas yang stabil ditemukan di alam dituliskan dengan nama atomnya seperti He, Ne dan Ar. Sedangkan senyawa penulisannya didasari pada atom penyusunnya, misalnya gas Oksigen disusun oleh 2 (dua) atom oksigen sehingga dituliskan atau dilambangkan denga O2, demikian pula untuk Karbondioksida yang dilambangkan dengan CO2 yang memiliki arti bahwa gas tersebut disusun oleh satu atom Karbon dan 2 (dua) atom Oksigen. Hasil penemuan para ahli kimia menunjukkan bahwa gas yang stabil dalam bentuk atomnya memiliki konfigurasi elektron yang khas.

Konfigurasi tersebut ditunjukkan dengan terisinya seluruh elektron pada sub tingkat energi terluarnya khususnya untuk orbital p dan pengecualian untuk gas He mengisi pada orbital s, perhatikan Gambar berikut ini!

Atomatom yang tidak memiliki konfigurasi seperti gas mulia, memiliki kecenderungan untuk mengikuti pola gas mulia, sehingga elektron valensi atau elektron orbital terluarnya terisi penuh. Kecenderungan dilakukan oleh atom dengan berbagai cara seperti melepaskan elektron, menarik elektron dari luar atau dengan cara menggunakan elektron secara bersamasama dengan atom lainnya. Perubahan satu atom dalam mencapai konfigurasi gas mulia diikuti dengan peristiwa ikatan kimia. Atas dasar kecenderungan ini ikatan kimia dapat diklasifikasikan.

Ikatan Kovalen Teori lewisTeori Ikatan ValensiTeori Orbital MolekulGeometri/struktur molekul : Model VSEPR2. Ikatan Ion3. Ikatan Logam4. Gaya antar Molekul

Ikatan KovalenIkatan kimia dapat didefinisikan sebagai gaya yang menyebabkan sekumpulan atom yang sama atau berbeda menjadi satu kesatuan dengan perilaku yang sama.Terjadi karena sekelompok atom yang menunjukkan perilaku sebagai satu kesatuan tersebut lebih stabil atau memiliki tingkat energi yang lebih rendah daripada tingkat energi atom-atomnya dalam keadaan terpisah.Contoh : H(g) + H(g) H2(g) H = -432 kJ/molApabila dua atom H saling mendekat, maka :Gaya tarik elektrostatik terjadi antara inti-inti atom yang bermuatan positif dengan elektron-elektron yang bermuatan negatifGaya tolak elektrostatik terjadi antara inti atom hidrogen dengan inti atom hidrogen yang lain, serta antara awan elektronnya

Pada waktu dua atom hidrogen saling mendekat maka gaya tarik akan lebih kuat dibandingkan gaya tolak sampai jarak antara dua atom hidrogen tetap. Pada jarak ini kekuatan gaya tarik dan gaya tolak adalah seimbang dan antara dua atom hidrogen tersebut terjadi ikatan kovalen. Panjang ikatan kovalen merupakan jarak antara dua inti atom hidrogen pada saat kekuatan gaya tarik dan gaya tolak seimbang

Pada waktu ikatan kovalen terbentuk, dua elektron yang ada dipakai secara bersama oleh dua atom hidrogen yang berikatan. Dalam hal ini dua elektron tersebut seakan-akan berfungsi sebagai perekat yang mengikat dua inti atom hidrogen menjadi sebuah molekul H2. Gagasan ini dikembangkan oleh G.N. lewis dan I. Langmuir Macam-macam ikatan kovalen :Ikatan kovalen polar : berbedaIkatan kovalen nonpolar : samaIkatan kovalen terjadi antara dua atom yang sama atau berbeda

Classification of bonds by difference in __________________DifferenceBond Type0___________ 2___________0 < and

Aturan sederhana pembentukan ikatan kovalen

orbital-orbital atom yang berikatan harus saling tumpang tindihSetiap ikatan kovalen terbentuk dari dua buah elektron yang berpasangan dengan spin berlawananUntuk unsur periode 2, bila elektron valensi atom pusat terdapat 4/lebih e, maka berlaku aturan oktet.contoh CH4, NH3, H2O, HFUntuk unsur periode 2, bila elektron valensi atom pusat terdapat kurang dari 4e,aturan oktet tidak harus dipenuhi. Contoh : BeCl2 , BF3Untuk unsur periode 3 atau lebih pada waktu membentuk ikatan kovalen, jumlah elektron valensinya boleh lebih dari 8. contoh : PF5, SF6 ,IF7

Struktur lewis dapat didefinisikan sebagai kombinasi simbol lewis dari atom-atom untuk menyatakan molekul atau ion poliatomik

Muatan Formal (QF)Muatan yang dimiliki oleh atom-atom yang terdapat di dalam suatu molekul atau ion poliatomik apabila atom-atom tersebut dianggap memiliki keelektronegatifan yang sama. QF = NA - NM = NA NLP NBP

NA = jumlah elektron valensi atom bebasnyaNM = jumlah elektron yang menjadi milik suatu atom dalam molekul atau ion NLP = jumlah pasangan elektron bebasNBP = jumlah pasangan elektron ikatan

Contoh :H2O CO32-BeF42-NH4+SO42-

Langkah-langkah menuliskan struktur Lewis1. Menentukan atom pusat 2. Menentukan susunan atom-atom (kerangka struktur)

3. Menentukan jumlah elektron total (JET) dengan menjumlahkan semua elektron valensi atom-atom penyusun molekul atau ion 4. Menempatkan sebuah ikatan antara atom pusat dengan setiap substituen yang ada. (JE )5. Menempatkan sisa elektron secara berpasangan (PEB) pada semua substituen yang ada sampai aturan oktet terpenuhi. (JE PEB)6. Menghitung sisa elektron (SE) = JET- JE -JE PEBKemudian menempatkan sisa elektron pada atom pusat sebagai PEB/ETB. Cek apakah pada struktur yang diperoleh memiliki muatan formal terendah. Bila demikian, maka struktur yang diperoleh dalah struktur lewis yang memenuhi

7. Bila muatan formal atom-atom harganya belum minimal, maka satu atau lebih PEB pada substituen-substituen diubah menjadi ikatan antara atom pusat dengan substituen-substiuen sampai semua atom memiliki harga muatan formal terendahContoh :BF3NF3NO2NO3-

Pengertian Bentuk Molekul : Bentuk tiga dimensi dari suatu molekul yang ditentukan oleh jumlah ikatan dan besarnya sudut-sudut ikatanContoh : AX4Geometri/struktur molekul : Model VSEPRPEB tidak disertakan dalam penentuan bentuk molekul; tetapi memperkecil besarnya sudut-sudut ikatan.Molekul dan ion poliatomik : atom pusat dan substituen

Pada TIV pengaruh dari PEB cenderung kurang diperhatikanSuatu bentuk molekul dapat diterangkan berdasarkan susunan semua pasangan elektron, baik PEI maupun PEBSusunan dalam ruang dari pasangan elektron pada kulit valensi sebagai akibat adanya interaksi antara pasangan-pasangan elektron tersebut yang merupakan konsekuensi dari gaya-gaya elektrostatik dan prinsip eksklusi Pauli.Ide Dasar Teori VSEPR

e-pairsNotationName of VSEPR shapeExamples2AX2LinearHgCl2 , ZnI2 , CS2 , CO23AX3Trigonal planarBF3 , GaI3AX2ENon-linear (Bent)SO2 , SnCl24AX4TetrahedralCCl4 , CH4 , BF4-AX3E(Trigonal) PyramidalNH3 , OH3-AX2E2AXE3Non-Linear (Bent)Linear H2O , SeCl2HF, OH-5AX5Trigonal bipyramidalPCl5 , PF5AX4EDistorted tetrahedral (see-sawed)TeCl4 , SF4AX3E2T-ShapedClF3 , BrF3AX2E3LinearI3- , ICl2- 6

7AX6OctahedralSF6 , PF6-AX5ESquare PyramidalIF5 , BrF5AX4E2AX7Square PlanarPentagonal BipyramidalICl4- , BrF4-IF7

BENTUK MOLEKUL DENGAN ATOM PUSAT TIDAK MEMILIKI PEB1. Langkah-langkah meramalkan bentuk molekulFakta diliteratur : peramalan bentuk molekul dimulai meramalkan struktur lewis dari molekul yang bersangkutan; atauPemberian aturan-aturan VSPER, uraian dan tabel tentang bentuk molekul dengan atom pusat memiliki PEI dan PEB dalam jumlah tertentu

Peramalan bentuk molekul dapat dilakukan dengan mudah dan cepat melalui empat langkah pokok, yaitu :Menentukan atom pusatMenentukan bilangan koordinasi atom pusatMenentukan banyaknya PEI dan PEBMenentukan bentuk molekul besarta perkiraan besarnya sudut-sudut ikatan yang adaBK = (banyaknya elektron pada kulit valensi atom pusat + banyaknya elektron yang disumbangkan oleh substituen muatan yang ada)

Molekul Dengan Substituen SamaContoh : BeCl2

2. BF3

3. CCl4

5. PF5

5. SF6

6. IF77. NH4+8. BF4-BENTUK MOLEKUL DENGAN ATOM PUSAT MEMILIKI PEB1. SnCl2

2. NH3, NF3

H2O ; OCl2

SF4

ClF3, BrF3

XeF2; I3-, ICl2-

BrF5, TeF5-

XeF4

Perhaps one of you gentlemen wouldnt mind telling me just what outside the window you find so attractive?

Ikatan IonIkatan ionik terjadi pada senyawa-senyawa ionPada pembentukan senyawa ionik dari atom-atomnya dalam fase gas, terjadi transfer satu atau lebih elektron valensi dari satu atom ke atom yang lain.Na(g) + Cl(g) Na+(g) + Cl-(g)Transfer 1 elektron dari atom Na ke atom ClAtom yang elektronnya pindah ke atom lain akan menjadi ion positif atau kation, sedangkan atom yang menerima elektron dari atom lain akan menjadi ion negatif atau anion

Transfer elektron tersebut diikuti dengan terjadinya gaya tarik antara ion positif dan ion negatif sehingga terbentuk senyawa yang tersusun atas ion-ion yang disebut senyawa ionikNa+(g) + Cl-(g) NaCl(g)Tarikan atau gaya tarik antara kation dan anion dalam senyawa ionik disebut dengan ikatan ionik.

Sifat-sifat senyawa ionikMemiliki daya hantar yang rendah dalam keadaan padat, tetapi cukup tinggi dalam keadaan lebur atau dalam keadaan terlarut dalam pelarut polar. Senyawa ionik cenderung memiliki titik lebur dan titik didih yang tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan ion yang umumnya kuat dan menuju kesegala arahSenyawa ionik mudah larut dalam pelarut polarSenyawa ionik oada umumnya keras, tetapi rapuh

Daur Born-HaberBerdasarkan hukum Hess perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi adalah sama. Dalam artian tidak tergantung apakah reaksi itu berlangsung melalui satu tahap atau melalui beberapa tahap.Born dan Haber pada tahun 1919 mengaplikasikan hukum Hess untuk menghitung entalpi pembentukan suatu zat padat ionik beserta perubahan entalpi yang menyertai setiap tahap tersebut dapat digambarkan dalam suatu daur yang disebut dengan daur Born-Haber.

9.3Born-Haber Cycle for Determining Lattice Energy

H1 = atomisasi litiumH2 = atomisasi flourH3 = ionisasi atom litiumH4 = ionisasi atom fluorH5 = pembentukan kisi LiFHoverall = pembentukan kristal LiF

Penggolongan Senyawa IonikSenyawa ionik sederhana, ion-ion yang terdiri satu atom : NaCl, KCl, MgCl2Senyawa ionik yang mengandung kation sederhana dan anion poliatomik : K2SO4, NaNO3Senyawa ionik yang mengandung kation poliatomik dan anion sederhana : NH4ClSenyawa ionik yang mengandung kation dan anion poliatomik : NH4NO3

****