IKATAN KIMIA (bagian 1)

KONDISI STABIL ATOM UNSUR

G.N. Lewis dan W. Kossel, di tahun 1916 menjelaskan kecenderungan atom-atom unsur di alam untuk bergabung dengan atom-atom unsur lainnya melalui ikatan kimia membentuk unsur atau senyawa. Menurut mereka atom unsur berikatan dengan atom unsur lainnya dalam upaya untuk mendapatkan konfigurasi elektron yang stabil seperti yang dimiliki gas mulia.Untuk memahami hal ini, lihat tabel berikut ini

Unsur gas mulia	Nomor atom, Z	Jumlah elektron pada kulit atom						Konfigurasi elektron
		K	L	M	N	O	P
He	2	2						2
Ne	10	2	8					2.8
Ar	18	2	8	8				2.8.8
Kr	36	2	8	18	8			2.8.18.8
Xe	54	2	8	18	18	8		2.8.18.18.8
Rn	86	2	8	18	32	18	8	2.8.18.32.18.8

Dari konfigurasielektron gas mulia di atas:

·         Unsur-unsur gas mulia yang sangat stabil, kecuali He, memiliki 8 elektron valensi. Dengan demikian, unsur-unsur lain berusaha memperoleh konfigurasi elektron seperti gas mulia untuk mencapai kestabilan. Hal inidirumuskan dengan Aturan Oktet:

Atom-atom cenderung memiliki konfigurasi elektron padakulit terluarnya seperti konfigurasi elektron gas mulia terdekat dengan atom-atom tersebut

·         Unsur gas mulia He memiliki 2 elektron valensi. Unsur-unsur dengan nomor atom kecil, yakni H dan Li berusaha memiliki konfigurasi elektron gas mulia terdekat, yaitu memiliki 2 elektron valensi seperti He untuk mencapai kestabilan. Hal ini dirumuskan menjadi Aturan Duplet

IKATAN ION

Ikatan ion terbentuk akibat kecenderungan atom-atom menerima atau melepas elektron agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia terdekat. Ikatan ion umumnya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan non-logam. Hal ini terkait kecenderungan atom unsur logam untuk melepas elektron membentuk ion positif, dan kecenderungan atom unsur non-logam untuk menerima elektron membentuk ion negatif.

Contoh ikatan ion yaitu NaCl.

-       Atom Na (Z = 11) merupakan atom logam. Konfigurasi elektronnya (2.8.1). gas mulia yang memiliki konfigurasi elektron terdekat dengan Na adalah Ne (2.8). jadi Na akan melepas 1 elektron membentuk atom Na bermuatan +1, yang disebut ion Na⁺.

-       Atom Cl (Z = 17) merupakan atom non-logam. Konfigurasi elektronnya (2.87). gas mulia yang memiliki konfigurasi terdekat dengan Cl adalah Ar (2.8.8). jadi atom Cl akan menerima 1 elektron membentuk atom Cl bermuatan -1, yang disebut ion Cl^-

              

1.    Lambang Lewis

Serah terima elektron dalam ikatan ion dapat digambarkan dengan menggunakan lambang Lewis. Lambang Lewis dari suatu unsur dinyatakan oleh lambang unsur dikelilingi oleh sejumlah tanda titik (•) atau tanda silang (x). tanda tersebut menyatakan jumlah elektron valensi dari unsur tersebut.

Penggunaan lambang Lewis untuk menggambarkan ikatan ion dapat di simak pada contoh berikut.

Gambar 1.Lambang Lewis padapembentukanikatan ion dalamsenyawaNaCl

Penggunaan tanda yang berbeda untuk elektron (• dan x) untuk membedakan asal elektron valensi. Namun, pada dasarnya, kita tidak dapat membedakan asal suatu elektron dalam ikatan kimia.

Contoh:

Gunakan lambang Lewis untuk menggambakan pembentukan ikatan ion antara Ca (Z = 20) dan atom F (Z = 9) dalam senyawa kalsium fluoride (CaF₂).

Jawab;

-       Atom Ca (Z = 20) memiliki konfigurasi elektron (2.8.8.2). Gas mulia yang memiliki konfigurasi terdekat dengan atom Ca adalah Ar (2.8.8). Jadi, atom Ca akan melepaskan 2 elektron membentuk ion Ca²⁺.

-       Atom F (Z = 9) memiliki konfigurasi elektron (2.7). gas mulia yang memiliki konfigurasi elektron terdekat dengan atom F adalah Ne (2.8). jadi, atom F akan menerima 1 elektron membentuk ion F^-.

2.    Pengecualian Aturan Oktet untuk ikatan ion

Aturan ikatan oktet untuk ikatan ion hanya berlaku untuk unsur-unsur logam golongan IA dan IIA, serta unsur-unsur non-logam. Akan tetapi, aturan oktet tidak dapat ditetapkan untuk:

-       Unsur-unsur logam transisi. Sebagai contoh, logam Fe dapat membentuk ion Fe²⁺ dan Fe³⁺. Konfigurasi elektron kedua ion tersebut tidak sama dengan konfigurasi elektron gas mulia terdekat dengan Fe

-       Unsur-unsur logam setelah golongan transisi. Sebagai contoh, logam Sn dapat membentuk ion Sn²⁺ dan Sn⁴⁺. Konfigurasi elektron kedua ion tersebut tidak sama dengan gas mulia terdekat dengan logam Sn.

IKATAN KOVALEN

Ikatan kovalen terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan elektron bersama agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia terdekat. Atom-atom yang berikatan secara kovalen umumnya adalah atom-atom non-logam. Contohnya ikatan kovalen yang terbentuk antara dua atom non-logam Cl pada gas klorin Cl₂.

Atom Cl (Z = 17) memiliki konfigurasi elektron (2.8.7). gas mulia yang memiliki konfigurasi elektron terdekat adalah Ar (2.8.8). sewaktu atom Cl bergabung dengan atom Cl lainnya, transfer elektron tidak mungkin terjadi. Hal ini dikarenakan kemampuan kedua inti atom Cl untuk menarik elektron adalah sama. Meski demikian, masing-masing atom Cl dapat menggunakan 1 elektron valensinya membentuk sepasang elektron yang dapat digunakan bersama. Dengan demikian, kedua atom Cl dapat memenuhi aturan oktet. Sebagai akibat dari penggunaan bersama pasangan elektron oleh dua atom disebut ikatan kovalen.

Gabungan atom-atom melalui ikatan kovalen dinamakan molekul.

§  jika atom-atom tersebut berasal dari unsur sejenis, maka molekul tersebut dinamakan molekul unsur, contoh: Cl₂, O₂, P₄ dan S₈.

§  jika atom-atom tersebut berasal dari unsur-unsur berbeda jenis, maka molekul tersebut dinamakan molekul senyawa, contohnya H₂SO₄, HCl, CO₂, CH₄.

1.    Struktur Lewis

Seperti penjelasan sebelumnya, struktur Lewis menggambarkan jenis-jenis atom dalam molekul atau bagaimana atom-atom tersebut terikat satu sama lain. Untuk jelasnya simak struktur Lewis dari Cl₂.

Dari struktur Lewis diatas, terlihat adanya sejumlah pasangan elektron. Pasangan elektron dapat dibedakan menjadi 2 yakni :

§  Pasangan elektron ikatan (PEI) adalah pasangan elektron yang digunakan bersama

§  Pasangan elektron bebas (PEB) adalah pasangan elektron yang tidak digunakan bersama

2.    Jenisikatankovalen

Berdasarkan jumlah pasangan elektron yang digunakan bersama (pasangan elektron ikatan), ikatan kovalen yang terbentuk antara 2 atom unsur dapat berupa ikatan kovalen tunggal dan ikatan kovalen rangkap.

§  Ikatan kovalen tunggal (–)

Ikatan kovalen tunggal melibatkan penggunaan bersama 1 pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan.Dengan kata lain, hanya terdapat 1 pasangan elektron ikatan. Simak struktur Lewis dari H₂O berikut

§  Ikatan kovalen rangkap

Ikatan kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang melibatkan penggunaan bersama 2 atau lebih pasangan elektron ikatan oleh dua atom yang berikatan. Kita mengenal ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga.

                                              i.        Ikatan kovalen rangkap dua (=)

Ikatan rangkap dua terbentuk jika terjadi penggunaan bersama 2 pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan. Dengan kata lain, terdapat dua pasang elektron berikatan. Untuk jelasnya, simak struktur Lewis dari O₂ berikut.

                                            ii.        Ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan rangkap tiga terbentuk jika terjadi penggunaan bersama tiga pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan. Dengan kata lain, terdapat tiga pasangan elektron ikatan. Untuk jelasnya simak struktur Lewis dari molekul N₂.

Pengecualian Aturan Oktet untuk Ikatan Kovalen

Aturan oktet untuk ikatan kovalen mempunyai beberapa pengecualian. Hal ini dikarenakan atom-atom dalam suatu molekul dapat memiliki jumlah elektron pada kulit terluarnya kurang atau lebih dari 8. Simak beberapa contoh berikut:

§  Atom pusat Be pada molekul BeCl₂ memiliki 4 elektron pada kulit terluarnya.

§  Atom pusat B pada molekul BF₃ pada molekul BF₃ memiliki 6 elektron pada kulit terluarnya

IKATAN KOVALEN KOORDINASI

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen dimana elektron-elektron dalam pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom yang berikatan.

Sebagai contoh, perhatikan molekul NH₃ berikut, yang tersusun dati 1 atom N dan 3 atom H. Setiap atom H menggunakan bersama satu elektronnya dengan satu elektron dari atom N. Dengan demikian, terbentuk 3 ikatan kovalen disekeliling atom pusat N sesuai aturan oktet.

Gambar 5. Ikatan kovalen pada molekul NH₃.

Kalian mungkin akan beranggapan bahwa atom N tidak akan dapat membentuk ikatan kimia lagi karena sudah memiliki 8 elektron (oktet) pada kulit terluar. Akan tetapi, sewaktu molekul NH3 dimasukkan kedalam larutan asam (mengandung ion H⁺), ternyata atom pusat N dapat mengikat ion H⁺ membentuk ion NH⁴⁺. Penjelasannya adalah sebagai berikut:

Ikatan antara atom N da ion H⁺ dalam ion NH⁴⁺ dapat terbentuk karena ion H⁺ mempunyai tempat kosong pada kulit elektronnya. Ion H⁺ dapat menampung 2 elektron untuk mencapai konfogurasi elektron gas mulia (aturan duplet). Disisi lain, atom N mempunyai 1 pasangan elektron bebas. Atom N dapat bertindak sebagai atom donor dengan menggunakan pasangan elektronnya bersama dengan ion H⁺. Jenis ikatan seperti inilah yang disebut ikatan kovalen koordinasi.

Contoh lain ikatan kovalen koordinasi adalah pada molekul CO.

Untuk lebih memahami, simak video berikut