Ikatan kimia

IKATAN KIMIA 

  Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomikatau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.

Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah.

•  Terbentuknya Ikatan kimia

 Ikatan kimia terbentuk undur-unsur ingin memiliki struktur elektron stabil. struktur elektron stabil yang dimaksud yaitu struktur elektron gas mulia (golongan VIIIA)

 kecenderungan atom-atom untuk memiliki struktur atom atau konvigurasi elektron seperti gas mulia atau 8 elektron pada kulit terluar disebut "kaidah oktet". sementara itu atom-atom yang memiliki kecenderungan untuk memiliki konvigurasi elektron seperti gas helium disebut "kaidsah duplet".

agar dapat mencapai struktur elektron seperti gas mulia, antar unsur mengadakan hal-hal berikut:

1. perpindahan elektron dari satu atom keatom lain (serah terima elektron). atom yang melepaskan elektron akan berubah menjadi ion negatif, sehingga terjadilah gaya elektrostatik atau tarik-menarik kedua ion yang bermuatan berbeda, ikatan ini disebut ikatan ion.
2. pemakaian bersama pasanagn elektron oleh dua atom sehingga terbentuk ikatan kovalen.

selain itu, dikenal adanya 4 ikatan lain yaitu:

1. ikatan logam
2. ikatan hidrogen
3. ikatan van der waals
4. ikatan koordinasi

• Jenis-jenis ikatan kimia 

1. IKATAN ION (ikatan elektrvalen)

  Ikatan ion (atau ikatan elektrokovalen) adalah jenis ikatan kimia yang dapat terbentuk antara ion-ion logam dengan non-logam (atau ion poliatomik seperti amonium) melalui gaya tarik-menarik elektrostatik. Dengan kata lain, ikatan ion terbentuk dari gaya tarik-menarik antara dua ion yang berbeda muatan.

Misalnya pada garam meja (natrium klorida). Ketika natrium (Na) dan klor (Cl) bergabung, atom-atom natrium kehilangan elektron, membentuk kation (Na⁺), sedangkan atom-atom klor menerima elektron untuk membentuk anion (Cl^-). Ion-ion ini kemudian saling tarik-menarik dalam rasio 1:1 untuk membentuk natrium klorida.

Na + Cl → Na⁺ + Cl^- → NaCl. 

   2. IKATAN KOVALEN

Ikatan kovalen adalah sejenis ikatan kimia yang memiliki karakteristik berupa pasangan elektron yang saling terbagi (pemakaian bersama elektron) di antara atom-atom yang berikatan. Singkatnya, stabilitas tarikan dan tolakan yang terbentuk di antara atom-atom ketika mempergunakan bersama elektron dikenal sebagai ikatan kovalen.

Ikatan kovalen termasuk di dalamnya berbagai jenis ikatan, yaitu ikatan sigma, ikatan pi, ikatan logam-logam, interaksi agostik, dan ikatan tiga pusat dua elektron. Istilah bahasa Inggris untuk ikatan kovalen, covalent bond, pertama kali muncul pada tahun 1939. Awalan co- berarti bersama-sama, berasosiasi dalam sebuah aksi, berkolega, dll.; sehingga "co-valent bond" artinya adalah atom-atom yang saling berbagi "valensi", seperti yang dibahas oleh teori ikatan valensi. Pada molekul H₂, atom hidrogen berbagi dua elektron via ikatan kovalen. Kovalensi yang sangat kuat terjadi di antara atom-atom yang memiliki elektronegativitas yang mirip. Oleh karena itu, ikatan kovalen tidak seperlunya adalah ikatan antara dua atom yang berunsur sama, melainkan hanya pada elektronegativitas mereka. Oleh karena ikatan kovalen adalah saling berbagi elektron, maka elektron-elektron tersebut perlu ter-delokalisasi. Lebih jauh lagi, berbeda dengan interaksi elektrostatik ("ikatan ion"), kekuatan ikatan kovalen bergantung pada relasi sudut antara atom-atom pada molekul poliatomik.

Ikatan kovalen dibagi menjadi dua, yaitu ikatan kovalen polar dan ikatan kovalen nonpolar. Ikatan kovalen polar terjadi jika salah satu atom yang berikatan mempunyai elektronegativitas yang jauh lebih besar daripada yang lain. Ikatan kovalen nonpolar terjadi jika kedua atom berikatan mempunyai afinitas elektron yang sama. 

ikatan kovalen dibagi menjadi dua yaitu ;

1. ikatan kovalen polar
2. ikatan kovalen non polar

1. ikatan kovalen polar

Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang terbentuk ketika elektron sekutu di antara atom tidak benar-benar dipakai bersama. Hal ini terjadi ketika satu atom mempunyai elektronegativitas  yang lebih tinggi daripada atom yang lainnya. Atom yang mempunyai elektronegativitas yang tinggi mempunyai tarikan elektron yang lebih kuat. Akibatnya elektron sekutu akan lebih dekat ke atom yang mempunyai elektronegativitas tinggi.

Dengan kata lain, akan menjauhi atom yang mempunyai elektronegativitas rendah. Ikatan kovalen polar menjadikan molekul yang terbentuk mempunyai potensial elektrostatis. Potensial ini akan membuat molekul lebih polar, karena ikatan yang terbentuk dengan molekul polar lain relatif lemah. Ilustrasi ikatan kovalen polar seperti contoh berikut ini:

Contoh ikatan kovalen polar

Dalam pembentukan molekul HF, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan tidak seimbang oleh inti atom H dan inti atom F sehingga terjadi pengutuban atau polarisasi muatan.

Contoh senyawa kovalen polar adalah NH3,PCl3, H2O, dan Cl2O. Perhatikan struktur Lewis untuk senyawa PCl3 dan H2O berikut:

  

2. Ikatan kovalen nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan kovalen yang terbentuk ketika atom membagikan elektronnya secara setara (sama). Biasanya terjadi ketika ada atom mempunyai afinitas elektron yang sama atau hampir sama. Semakin dekat nilai afinitas elektron, maka semakin kuat ikatannya.

Ikatan kovalen nonpolar terjadi pada molekul gas, atau yang sering disebut sebagai molekul diatomik. Ikatan kovalen nonpolar mempunyai konsep yang sama dengan ikatan kovalen polar, yaitu atom yang mempunyai nilai elekronegativitas tinggi akan menarik elektron lebih kuat. Pernyataan tesebut benar, namun jika terjadi pada molekul diatom (dimana atom penyusunnya adalah sama) maka elektronegativitas juga sama. Ilustrasi ikatan kovalen nonpolar seperti contoh berikut ini:

Contoh Ikatan Kovalen non Polar

Misalnya pada Iodine (I). Dalam pembentukan molekul I2, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan secara seimbang oleh kedua inti atom iodin tersebut. Oleh karena itu, tidak akan terbentuk muatan (tidak terjadi pengutuban atau polarisasi muatan).

Contoh senyawa lain yang memiliki bentuk molekul simetris dan bersifat nonpolar adalah CH4, BH3, BCl3, PCl5, dan CO2. Perhatikan struktur salah satu ikatan kovalen non Polar dari CH4 berikut:

 

3.IKATAN LOGAM

  Ikatan logam adalah teori lautan elektron yang ditemukan oleh Drude dan Lorentz. Menurut teori ini, kristal logam tersusun atas kation-kation logam yang terpateri di tempat (tidak bergerak) dikelilingi oleh lautan elektron valensi yang bergerak bebas dalam kisi kristal. Ikatan logam terbentuk akibat adanya gaya tarik menarik  antara muatan positif dari inti atom logam dan muatan negatif dari elektron valensi yang bebas bergerak dalam kisi kristal.

• PROSES PEMBENTUKAN IKATAN KIMIA 

Pada ikatan logam terjadi proses saling meminjamkan elektron, hanya saja jumlah atom yang bersama-sama saling meminjamkan elektron valensinya (elektron yang berada pada kulit terluar) ini tidak hanya antara dua melainkan beberapa atom tetapi dalam jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom menyerahkan elektron valensi untuk digunakan bersama, dengan demikian akan ada ikatan tarik menarik antara atom-atom yang saling berdekatan.

Jarak antar atom ini akan tetap sama, maksudnya seandainya ada atom yang bergerak menjauh maka gaya tarik menarik akan menariknya kembali ke posisi semula dan bila bergerak terlalu mendekat maka akan timbul gaya tolak menolak karena inti-inti atom berjarak terlalu dekat padahal muatan listriknya sama sehingga kedudukan atom relatif terhadap atom lain akan tetap.

Pada ikatan logam, inti-inti atom berjarak tertentu dan terletak beraturan sedangkan elektron yang saling dipinjamkan seolah-olah membentuk kabut elektron. Dalam logam, orbital atom terluar yang terisi elektron menyatu menjadi suatu sistem terdelokalisasi yang merupakan dasar pembentukan ikatan logam. Delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari satu atom ke atom lain.

Atom logam dapat berikatan sambung menyambung ke segala arah sehingga menjadi molekul yang besar sekali. Satu atom akan berikatan dengan beberapa atom lain disekitarnya. Akibatnya atom tersebut terikat kuat dan menjadi logam berwujud padat (kecuali Hg) dan umumnya keras.

4. IKATAN VAN DER WAALS

  

Ikatan Van Der Waals

Pengertian Ikatan Van Der Waals
Ikatan van der walls adalah gaya tarik menarik antarmolekul (antar kutub) dalam senyawa yang berikatan kovalen. Gaya ini merupakan gaya antarmolekul yang sangat lemah Mencakup interaksi dipole – dipole (pada senyawa polar) dan interaksi dipole terimbas/terinduksi (pada senyawa polar dan non polar). Sedangkan interaksi dipole sementara (pada senyawa non polar) biasa disebut dengan gaya dispersi London.

Semakin besar Mr suatu senyawa (semakin banyak jumlah partikel yang saling tarik) ikatan van der walls akan semakin kuat, sehingga energy yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan antarmolekul semakin besar. Akibatnya titik leleh dan titik didih senyawa tersebut akan semakin besar.

Pada ikatan Van der walls dibagi menjadi 2 bagian yaitu gaya London dan gaya tarik dipol
Gaya London
Gaya London ditemukan oleh Fisikawan Jerman yang bernama Fritz London. Gaya London (gaya dispersi) merupakan gaya tarik menarik antar molekul nonpolar akibat adanya dipol terimbas yang ditimbulkan oleh perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital lain membentuk dipol sesaat. Gaya London mengakibatkan molekul nonpolar bersifat agak polar.
Kemudahan suatu molekul menghasilkan dipol sesaat yang dapat mengimbas ke molekul sekitarnya disebut polarisabilitas. Polariabilitas berkaitan dengan massa molekul relatif (Mr) dan bentuk molekul. Jika massa molekul relatif semakin besar maka molekul semakin mudah mengalami polarisasi sehingga gaya London semakin kuat. Dengan massa molekul relatif yang sama besar molekul yang bentuknya panjang lebih mudah mengalami polarisasi dibandingkan dengan molekul yang kecil, kompak dan simetris. Semakin mudah mudah molekul mengalami polarisasi semakin tinggi titik didih dan titik lelehnya. Oleh karena itu jika masa molekul relatif zat semakin besar maka titik didih dan titik lelehnya semakin tinggi.

Namun gaya London relatif lemah sehingga apabila suatu zat yang molekulnya hanya mengalami tarik menarik berdasarkan gaya London saja maka titik didih dan titik lelehnya lebih rendah dibandingkan zat lain yang mengalami tarik-menarik tidak hanya berdasarkan gaya London saja (Mr hampir sama).
Gaya Tarik Dipol
Gaya Tarik Dipol adalah suatu molekul – molekul polar yang cenderung menyusun diri dengan cara saling mendekati kutub positif dari suatu molekul dengan kutub negatif molekul yang lain.

Semakin besar momen dipol yang dimiliki oleh suatu senyawa, semakin besar gaya tarik menarik dipol yang dihasilkan. Gaya ini lebih kuat dibandingkan dengan gaya London. Oleh karena itu, molekul yang mengalami gaya tarik dipol memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi daripada molekul yang mengalami gaya London (Mr hampir sama).

5. IKATAN HIDROGEN

 

Ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul atau antar dipol-dipol yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol⁻¹) hingga tinggi (>155 kJ mol⁻¹).

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H₂O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

Ikatan hidrogen juga sangat berpengaruh pada spektroskopi. Contoh yang paling nyata adalah pada spektroskopi inframerah, di mana adanya ikatan hidrogen akan memperlebar stretching.

6. IKATAN KOORDINASI

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang terbentuk dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron yang berasal dari salah satu atom/ion/molekul yang memiliki PEB. Adapun atom/ion/molekul lain hanya menyediakan orbital kosong.

NH4Cl merupakan salah satu contoh senyawa kovalen koordinasi. Perhatikan kovalen koordinasi pada NH4+ di bawah.

Senyawa NH4Cl terbentuk dari ion NH4+ dan ion Cl–. Ion NH4+ terbentuk dari molekul NH3 dan ion H+, sedangkan ion H+ terbentuk jika hidrogen melepaskan satu elektronnya.

Ikatan kovalen koordinasi digambarkan dengan lambang elektron yang sama (dua titik). Hal itu menunjukan bahwa pasangan elektron itu berasal dari atom yang sama.

Ikatan kovalen dituliskan dengan tanda (-), sedangkan kovalen koordinasi dituliskan dengan tanda (→). Jika NH4+ berikataan dengan Cl–, akan terbentuk senyawa NH4Cl. Jadi, pada senyawa NH4Cl terdapat tiga jenis ikatan, yaitu tiga ikatan kovalen, satu ikatan kovalen koordinasi, dan satu ikatan ion (antara ion NH4+ dengan ion Cl–). Agar sobat lebih memahami ikatan kovalen koordinasi, pelajarilah pembentukan senyawa-senyawa berikut.

1. Senyawa SO3

Atom 16S memiliki konfigurasi elektron 2  8  6. Jadi, atom ini memiliki enam elektron valensi. Atom 8O memiliki konfigurasi elektron 2  6. Untuk membentuk senyawa SO3 yang memenuhi kaidah oktet, sepasang elektron dari atom S akan berikatan dengan sepasang elektron dari atomO sehingga membentuk satu ikatan rangkap dua. Dua pasang elektron lainnya dari atom S akan membentuk dua ikatan kovaleen koordinasi dengan dua atom O.

Jadi, dalam senyawa SO3 terdapat satu ikatan rangkap dua ddan ikatan kovalen koordinasi.

2. Senyawa HNO3

Pada penggambaran struktur lewis molekul HNO3, elektron yang berasal dari atom H ditandai dengan (x), elektron dari N ditandai dengan (x), dan elektron dari O ditandai dengan (.).

Jadi, dalam molekul HNO3 terdapat 3 ikatan kovalen dan 1 ikatan kovalen koordinasi.