ikatan kimia
DESCRIPTION
KimiaTRANSCRIPT
Ikatan Kimia
Ikatan Kimia : Gaya tarik yang menyebabkan atom-atom yang terikat satu sama lain dalam suatu kombinasi untuk membentuk senyawa yang lebih kompleks.
Klasifikasi Ikatan Kimia :
Ikatan Kovalen :
Ikatan yang terjadi antar atom dalam molekul yang melibatkan pemakaian elektron bersama.
1. Ikatan ion :Ikatan yang terjadi antara ion positif dan ion negatif dalam satu senyawa ionik.
Na = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
Na+ = 1s 2 2s 2 2p 6
Na+ mempunyai konfigurasi elektron
yang sama dengan gas mulia Ne
Perubahan dalam konfigurasi elektron
apabila terbentuk ion, memenuhi aturan logam :
6
Contoh:1.Manakah dari Konfigurasi berikut ini yang mewakili unsur untuk membentuk ion sederhana bermuatan negatif 3A.1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 B.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
C.1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
D.1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 3d3 4s2
2. Propelan yang digunakan untuk pendorong roket merupakan campuran alumunium dan senyawa X. Senyawa X mengandung klor dengan tingkat oksidasi 7. berikut ini manakah yang berupa senyawa X?
a.NCl3b.NH4Clc.NH4ClOd.NH4ClO3
e.N2H5Cl
IKATAN IONIK
Adalah ikatan yang terbentuk melalui transfer elektron antara atom.
Biasanya logam akan memberikan elektron dan non logam
menerimanya hingga diperoleh kulit terluar yang terisi penuh.
Partikel yang melepaskan elektron akan bermuatan positif dan disebut
kation.
Partikel yang menerima elektron akan mendapatkan elektron
sehingga bermuatan negatif dan disebut anion.
Contoh NaCl
Konfigurasi e- Na 2 . 8 . 1 Konfigurasi e- Cl 2 . 8 . 7
Na Cl
x xxx
xx
xx
x
x
xx
x
xNa+ Cl-
L i B e B B e B e C N O F N e
Gol IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA O
Simbol
Ket : Jumlah elektron valensi
N a + C L N a+ C I
C L C a C I C a2++ C I2
Simbol Lewis dapat juga digunakan untuk menjelaskan pembentukan ion, meskipun banyak digunakan untuk ikatan kovalen
Ikatan yang terjadi kombinasi atom-atom netral
untuk membentuk molekul disebut ikatan kovalen.
Ex : - H2
O : air
- C12
H22
O11
: gula
Perubahan energi dalam pembentukan ikatan kovalen
Kombinasi atom-atom non logam
pembentukan ikatan antara 2 atom Hidrogen
Pasangan elektron
H + H H H
Ikatan pasangan elektron / Ikatan kovalen
Ikatan kovalen dan aturan oktet
Aturan oktet Aturan oktet : bila atom-atom membentuk ikatan kovalen, maka cenderung untuk membagi elektron-elektron untuk mencapai 8 elektron pada kulit terluarnya (elektron valensi), kecuali atom H.
Ex. :
CO O CO = C =
Ex. :
Ex. :
14
Latihan : SO2, NO3-, HClO3, dan H3PO4
PC l C l
C l
C lC l
C l Be C l
C l B C l
C l
F
F F
FF
F
S
13
Perhitungan elektron valensi
15
ClO4- Cl (gol VIIA) mempunyai 7e- 1 x 7 = 7
O (gol VIA) mempunyai 6e - 4 x 6 = 24
Tambahkan 1e - untuk muatan 1 - + 1 +
total 32e-
NH4+ N (gol VA) mempunyai 5e - 1 x 5 = 5
H (gol IA) mempunyai 1e- 4 x 1 = 4
Kurangi 1e- untuk muatan 1+ -1 +
total 8e-
latihan : - SO2, PO43-, NO+ hitung semua elektron valensi ?
- Tuliskan struktur Lewis dari HClO3, SO3, CO, SF4, OF2, NH4+, SO2,
NO3-, ClF3 dan HClO4.
16
Resonansi : bila struktur Lewis tunggal gagal
17
- -
Ex : Kalor pembentukan standar C6H6 = +230 KJ / mol
( molekul hipotesis )
Kalor pembentukan standar Benzen = -84 KJ/ mol
146 KJ / mol
ini berarti Benzen lebih stabil dengan selisih 146 KJ / mol, penurunan
energi molekul disebut energi resonansi.
Pengaruh resonansi terhadap stabilitas molekul dan ion
- Resonansi dapat menyebabkan molekul atau ion lebih stabil daripada tanpa resonansi.
- Ikatannya lebih kuat.
+ H +HHN OH
HHN HH
+
Ikatan kovalen koordinasi : atom dan basa Lewis
Definisi Asam dan Basa Lewis
1. Asam adalah spesies ionik atau molekulyang dapat menerima (aseptor) sepasang elektron
dalam pembentukan ikatan kovalen koordinat
2. Basa adalah spesies ionik atau molekulyang dapat memberi (donor) sepasang elektrondalam pembentuk ikatan kovalen koordinat
3. Netralisasi adalah pembentuk ikatan kovalen
koordinat antara donor (basa) dan aseptor (asam)
Contoh reaksi Asam - Basa Lewis
AsamBasa
+HHNH
HNH
HB CICI
CIB CICI
CI
Struktur MolekulBentuk molekul
Molekul Linier = sudut ikatan 180
Molekul Segitiga planar = sudut ikatan 120
Molekul tetrahedral = sudut ikatan 109,5Gambar :
Langkah-langkahMenggambar molekul
tetrahedral
= 4 muka
Molekul Oktahedral : 2 square pyramid
Molekul Trigonal bipiramidal : 2 trigonal piramidModel ikatan : - ikatan ekuatorial : 120
- ikatan aksial : 180- diantara ekuatorial dengan aksial 90
Prediksi Bentuk Molekul : Teori ”VSEPR”Teori “VSEPR” (Valance Shell Elektron Pari Requlsion) : Pasangan e- kulit valensi atom pusat akan saling tolak-menolak sampai tercapai tolakan yang paling minimal.ex : - BeCl2
Gambar : Two pairs
Three pairs
Four pairs
Five pairs
Six pairsLatihan :CCl4, SbCl5
Ex : BeCl2
Be
B120o
Cl ClBe
180oCl Cl
Be
< 180o
B
Cl Cl
Cl
(benar) (salah)
Linier
Segitiga Planar
BCl3
Latihan : CCl4, SbCl5
Bentuk molekul bila beberapa pasangan e-
tidak dipakai untuk ikatan
Pasangan e- yang tidak dipakai akan memberikan tolakan yang sama seperti pasangan e- yang dipakai untuk ikatan
Gambar :
Cl ClSn
Sn
Cl Cl
Sn Bentuk non linierAtau bentuk V
Molekul dengan 4 pasangan e- dalam kulit ValensiGambar :
NH H
H
OH H
Molekul dengan 5 pasangan e- dalam kulit Valensi
Gambar :
7
Molekul dengan 6 pasangan e- dalam kulit Valensi
Gambar :
Latihan :ClO2
-, XeF2, XeOF4
Bentuk molekul dan ion dengan ikatan rangkap dua atau tiga
Sama seperti ikatan tunggal
Gambar :
Latihan : HCN, SO32-, XeO4, OF2, CO3
2-
N
O
OO
Segitiga Planar
O
NO
O
CO
Non Linier
Dipol ikatan
( Non Polar )11
Bentuk Molekul dan Polaritas MolekulMomen dipol molekul
• Kekuatan interaksi tergantung pada jumlah muatan dalam molekul dan jarak antara muatan• Di tentukan secara eksperimen • Struktur molekul dapat menentukan polaritas molekul
Molekul Polar
Molekul Polar
Latihan : PCL3, SO3, HCN, SF6, SO2
Mekanika Gelombang dan Ikatan Kovalen : Teori Ikatan Valensi
• Bagaimana atom-atom berpatungan elektron antara kulit-kulit valensi mekanika kuantum untuk mempelajari bagaimana orbital-orbital atom berinteraksi satu sama lain
• Teori modern ikatan berdasarkan fungsi-fungsi mekanika gelombang
• Teori ikatan modern : 1. Teori ikatan valensi 2. Teori orbital molekul
Postulat dasar teori ikatan valensi
Suatu ikatan antara 2 atom dibentuk bila sepasang elektrondengan spin yang berpasangan di bagi oleh 2 orbital atomyang saling “overlapping”, satu orbital dari setiap atombergabung dalam ikatan
Gambar pembentukan molekul H2 menurut teori ikatan kovalen
Gambar pembentukan molekul HF menurut teori ikatan kovalen
Gambar pembentukan molekul H2S menurut teori ikatan kovalen
Gambar pembentukan molekul F2 menurut teori ikatan kovalen
Latihan : HCl
Orbital HibridBe H2 :
Diagram orbital pada kulit valensi berilium :
Be2s 2 p
Untuk berikatan dengan 2 atom H maka Be harus menyediakan 2 orbital pada kulit valensi yang masing-masing orbital mengandung 1e-
Be
2s 2p
Hibridasi sp s p Orbital 2p yang unhibrid
Gambar pembentukan orbital hibrid sp
Gambar : karbon tetrahedral dari model CH4
Gambar :Ikatan pada molekul
etana (C2H6)
Hibridasi bila atom pusat mempunyai lebih dari oktet
Gambar : orientasi hibrid yang melibatkan orbital Atom d (a) orbital hibrid sp3d (b) sp3d2 orbital hibrid
Latihan : Jelaskan orbital hibrid dari SF6, AsCl5
Penggunaan teori VSEPR untuk memprediksi Hibridasi
CH4 tetrahedral hibridasi sp3
SF6 oktahedral hibridasi sp3 d2
Latihan : SiH4, PCl5
Hibridasi dalam molekul yang mempunyai pasangan elektron bebas
CH4 adalah molekul tetrahedral hibridasi sp3 orbital karbonSudut ikatan H - C - H = 109,5
NH3, sudut ikatan H - N - H = 107H2O, sudut ikatan H - O - H = 104,5
Sudut ikatan H – X – H mendekati sudut untuk molekulyang atom pusatnya mempunyaihibrid sp3
Ikatan Rangkap Dua dan Tiga“Overlap” orbital-orbital s, p, atau orbital hibrid disebutIkatan Sigma atau Ikatan
a) overlap dari orbital sb) overlap dari orbital p dari ujung ke ujungc) overlap dari orbital hibrid
Gambar :Ikatan Sigma
Ikatan yang terjadi overlap dari orbital p dari ujungke ujung secara aksial yang menghasilkan densitas e-yang dibagi diantara 2 daerah yang berlawanan pada 2 inti yang bergabung disebut ikatan pi (ikatan )
C C
H H
H H
Hibridisasi sp2
Gambar : pembentukan ikatan
Teori Orbital Molekul
Memandang bahwa suatu molekul mirip dengan atom dalamSatu respek yang penting level energi tergantung kepada Variasi orbital yang dipopulasikan oleh e-.
Atom orbital atomMolekul orbital molekul
Orbital molekul yang dibentuk = orbital atom-atom yangBerkombinasi
Molekul terdiri dari susunan inti atom tertentu, dan di sekitar Inti tersebut tersebar satu set orbital molekul.
Teori orbital molekul dapat digunakan untuk menghitungKeberadaan molekul tertentu
Mengapa beberapa molekul ada dan yang lain tidak ?
Gambar :Diagram level energi orbital molekul H2
27
Gambar : diagram level energi orbital molekul He2
Pada molekul He2 e- ikatan = e- anti ikatan tidak stabil
Jika kehilangan 1e- anti ikatan He2 He2+ maka masih adaElektron ikatan netro ion tersebut bisa ada walaupun tidak Stabil dan tidak dapat diisolasi.
Orde ikatan
0,5 2
1 - 2 ikatan orde : HeIon
0 2
2 - 2 ikatan orde : He Molekul
1 2
0 - 2 ikatan orde : H Molekul
2
e -ikatan e ikatan Orde
2
2
2
--
Ikatan molekul diatomik periode 2
• Kulit terluar unsur periode 2 mengandung subkulit 2s dan 2p• Bila atom-atom pada periode 2 berikatan, maka subkulit orbital atom-atom berinteraksi kuat untuk menghasilkan orbital-orbital molekul
Konfigurasi e- orbital molekul diperoleh dengan aturanyang sama seperti pengisian orbital atom dalam atom
1. Pengisian e- dimulai dari orbital energi terendah
2. Dalam setiap orbital, diisi maksimal 2e- dengan spin berlawanan
3. Penyebaran e- dengan spin tidak berpasangan di atas orbital yang mempunyai energi yang sama
Teori orbital molekul memprediksikan molekul Be2 dan Ne2
tidak ada karena orde ikatan = 0 Orde ikatan meningkat dari B C N dan berkurang dari N O F Teori orbital molekul dapat menjelaskan struktur e- molekul O2
- Dari eksperimen O2 : paramagnetik ( terikat lemah dengan magnet )- Mempunyai 2e- yang tidak berpasangan- panjang ikatan O2 = ikatan ikatan O - O
dengan teori e- valensi hal tersebut telah dapat dijelaskanex : struktur lewis :
O O
O O
( tidak diterima berdasarkan eksperimen karena semua elektron berpasangan)
( tidak diterima berdasarkan eksperimen karena ikatan tunggal O – O )
IKATAN HIDROGEN
Adalah ikatan antara hidrogen yang terikat pada suatu unsur
elektronegatif dengan unsur yang mengandung pasangan elektron
sunyi.
Contoh: H2O, memiliki 2 hidrogen dan 2 pasang elektron sunyi pada
oksigen.
OH H
..
..
OH H
..
..
Ikatan hidrogen
Beberapa ikatan hidrogen yang lain:
N—H----------N N—H---------O O—H----------N + - + - - +
LARUTAN
Polaritas molekul air dan kemampuannya membentuk ikatan hidrogen
dapat menentukan kemampuan air untuk menahan zat-zat yang ada
di larutan.
Zat yang larut dalam air disebut solut.
Zat dimana solut dilarutkan disebut solvent.
Air melarutkan padatan ionik dengan cara menahan ion dalam suatu
sangkar polar dari air.
Senyawa non ionik disebut larut jika dapat berikatan hidrogen dengan
air.
OH H
OO
OH H
H
H
H
H
H
- HH
H
O
O O
O
H
H
H
H
+_
Nilai elektronegativitas beberapa unsur:
Hidrogen Karbon Nitrogen Oksigen Klorin Fosfor Sulfur
2,1 2,5 3,0 3,5 3,0 2,1 2,5
Contoh: Ikatan oksigen-hidrogen O—H
Perbedaan keelektronegatifan = 3,5 – 2,1 = 1,4, dalam hal ini elektron
lebih terikat kuat pada oksigen.
O—H
- +
GAYA DIPOL-DIPOL
Adalah gaya tarik antara molekul-molekul yang memiliki ikatan polar.
C
Cl
H Cl
ClC
Cl
H Cl
Cl +
-
-
-
+
-
-
-
GAYA VAN DER WAALS
Terjadi untuk molekul yang tidak memiliki polarisasi ikatan seperti
O2 dan kelompok alkana.
Gaya ini terjadi karena elektron dalam molekul berada dalam gerak
cepat. Pada waktu yang cepat, elektron terdistribusi tidak merata,
sehingga muncul ujung yang bermuatan positif dan yang lainnya
bermuatan negatif. Dipol sesaat ini dapat menarik dipol yang sama
pada molekul yang kedua. Sehingga munculah Gaya Van Der Waals
yang lemah.
-CH2-CH2- -CH2-CH2- -CH2-CH2- + - - +
Elektron terdistribusi samaElektron terdistribusi tidak sama
Gaya Van Der Walls pada molekul lipid dengan rantai hidrokarbon
yang panjang membantu dalam menstabilkan struktur bilayer dan
misel.
EFEK HIDROFOBIK
terjadi ketika struktur makin tidak teratur sehingga tingkat
keacakan meningkat (entropi meningkat) yang membawa kepada
kestabilan struktur.
Terjadi ketika struktur molekul tidak terlipat sehingga bagian non
polar harus kontak dengan air yang polar sehingga terjadi tolakan
sehingga struktur tidak teratur.
Merupakan salah satu faktor yang menstabilkan suatu protein
globular dan struktur bilayer membran lipid.
0 100 200 300 400
Energi ikatan/kj mol-1
Ikatan hidrogen
Ikatan dipol-dipol
Gaya Van Der Waals
Ikatan kovalen C-H
Ikatan kovalen C-O
Ikatan kovalen C-C
Ikatan ionik
Contoh:1. Manakah gaya antar molekul paling kuat di dalam CH2Cl2a.Ikatan hidrogenb.Gaya dipole-dipolec.Gaya Vander Waalsd.Bukan salah satu di atas
2. Senyawa berikut ini manakah yang paling sukar larut dalam CCl4 caira.NH3
b.C8H18
c.CO2
d.I2e.CH3-CH2-CH3