Ikatan kimia

Ikatan kimia

       Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekulyang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam praktiknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. 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 kovalendan 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.

Jenis-jenis ikatan kimia

A. Ikatan Antar Atom

1) Ikatan Ion

Ikatan ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom-atom yang berikatan. Atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedang atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion). Ikatan ion biasanya disebut ikatan elektrovalen. Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik. Senyawa ionik biasanya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan nonlogam. Atom unsur logam cenderung melepas elektron membentuk ion positif, dan atom unsur nonlogam cenderung menangkap elektron membentuk ion negatif. Contoh: NaCl, MgO, CaF2, Li2O, AlF3, dan lain-lain.

Gambaran Ikatan Kimia Khusus Ikatan Ion

Lambang titik elektron Lewis terdiri atas lambang unsur dan titik-titik yang setiap titiknya menggambarkan satu elektron valensi dari atom-atom unsur. Titik-titik elektron adalah elektron terluarnya.

Tabel contoh-contoh lambang titik elektron lewis

Untuk membedakan asal elektron valensi penggunaan tanda (O) boleh diganti dengan tanda (x), tetapi pada dasarnya elektron mempunyai lambang titik Lewis yang mirip. Lambang titik Lewis untuk logam transisi, lantanida, dan aktinida tidak dapat dituliskan secara sederhana, karena mempunyai kulit dalam yang tidak terisi penuh. Contoh penggunaan lambang titik Lewis dalam ikatan ion sebagai berikut.

Sifat-sifat fisika senyawa ionik pada umumnya:

1. Pada suhu kamar berwujud padat;
2. Struktur kristalnya keras tapi rapuh;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh tinggi;
4. Larut dalam pelarut air tetapi tidak larut dalam pelarut organik;
5. Tidak menghantarkan listrik pada fase padat, tetapi pada fase cair (lelehan) dan larutannya menghantarkan listrik.

2) Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen terjadi karena pemakaian bersama pasangan elektron oleh atom-atom yang berikatan. Pasangan elektron yang dipakai bersama disebut pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron valensi yang tidak terlibat dalam pembentukan ikatan kovalen disebut pasangan elektron bebas (PEB). Ikatan kovalen umumnya terjadi antara atom-atom unsur nonlogam, bisa sejenis (contoh: H2, N2, O2, Cl2, F2, Br2, I2) dan berbeda jenis (contoh: H2O, CO2, dan lain-lain). Senyawa yang hanya mengandung ikatan kovalen disebut senyawa kovalen.

Berdasarkan lambang titik Lewis dapat dibuat struktur Lewis atau rumus Lewis. Struktur Lewis adalah penggambaran ikatan kovalen yang menggunakan lambang titik Lewis di mana PEI dinyatakan dengan satu garis atau sepasang titik yang diletakkan di antara kedua atom dan PEBdinyatakan dengan titik-titik pada masing-masing atom.

Macam-macam ikatan kovalen:

1. Berdasarkan jumlah PEI-nya ikatan kovalen dibagi 3:

• Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggal yaitu ikatan kovalen yang memiliki 1 pasang PEI.

Contoh: H2, H2O (konfigurasi elektron H = 1; O = 2, 6)

• Ikatan kovalen rangkap dua

 Ikatan kovalen rangkap 2 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 2 pasang PEI.

Contoh: O2, CO2 (konfigurasi elektron O = 2, 6; C = 2, 4)

• Ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan kovalen rangkap 3 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 3 pasang PEI.

Contoh: N2 (Konfigurasi elektron N = 2, 5)

2. Berdasarkan kepolaran ikatan, ikatan kovalen dibagi 2:

• Ikatan kovalen polar

Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEInya cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Kepolaran suatu ikatan kovalen ditentukan oleh keelektronegatifan suatu unsur. Senyawa kovalen polar biasanya terjadi antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar, mempunyai bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol [μ = hasil kali jumlah muatan (q) dengan jaraknya (r)] ≠ 0.

Contoh:

1) HF

H – F

Keelektronegatifan 2,1; 4,0

Beda keelektronegatifan = 4,0 – 2,1 = 1,9

μ = q x r = 1,91 Debye

• Ikatan kovalen nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar yaitu ikatan kovalen yang PEInya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Senyawa kovalen nonpolar terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda keelektronegatifan nol atau mempunyai momen dipol = 0 (nol) atau mempunyai bentuk molekul simetri.

3. Ikatan kovalen koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang PEInya berasal dari salah satu atom yang berikatan.

Contoh:

NH4+

NH3 + H+ → NH4+

Sifat-sifat fisis senyawa kovalen:

1. Pada suhu kamar berwujud gas, cair (Br2), dan ada yang padat (I2);
2. Padatannya lunak dan tidak rapuh;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh rendah;
4. Larut dalam pelarut organik tapi tidak larut dalam air;
5. Umumnya tidak menghantarkan listrik.

3) Ikatan Logam

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antaratomatom logam. Contoh: logam besi, seng, dan perak. Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron.

Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukan elektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain. Tumpang tindih antarelektron valensi ini memungkinkan elektron valensi dari setiap atom Fe bergerak bebas dalam ruang di antara ion-ion Fe+ membentuk lautan elektron. Karena muatannya berlawanan (Fe2+ dan 2 e–), maka terjadi gaya tarik-menarik antara ion-ion Fe+ dan elektron-elektron bebas ini. Akibatnya terbentuk ikatan yang disebut ikatan logam.

Adanya ikatan logam menyebabkan logam bersifat:

1. Pada suhu kamar berwujud padat, kecuali Hg;
2. Keras tapi lentur/dapat ditempa;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi;
4. Penghantar listrik dan panas yang baik;
5. Mengilap.

B. Ikatan Antar Molekul

1. Gaya London (Dispersi)

Apabila suatu elektron bergerak di dalam molekul maupun atom, gerakan tersebut acak sehingga menyebabkan elektron hanya berada di satu sisi molekul atau atom tersebut. Keadaan tersebut membuat partikel menjadi dipol yang hanya berlangsung sesaat sehingga disebut dengan dipol sesaat.

Gambar 1. Gaya London

Apabila di salah satu sisi partikel terbentuk sisi negatif, maka sisi yang lainnya akan tertolak. Dengan kata lain, dipol sesaat mampu mempengaruhi dipol di dekatnya. Jika ada dua partikel yang memiliki dipol berbeda berdekatan maka akan terjadi tarikan sementara sehingga kedua partikel menyatu. Pada atom bebas dan molekul yang bersifat nonpolar, gaya tarikan ini sangat lemah, yang disebut dengan gaya London. Gaya London terjadi di semua partikel. Namun, untuk senyawa ion, pengaruhnya bisa dibilang sangat kecil jika dibandingkan dengan gaya tarik menarik yang terjadi antar ion.

Gambar 2. Terjadinya dipol terimbas

2. Gaya Van der Waals

Gaya antar molekul selanjutnya adalah gaya Van der Waals. Nama gaya ini diambil dari nama seorang ilmuwan yaitu Johannes Van der Waals. Gaya ini terjadi pada molekul-molekul yang terjadi dipol permanen misalnya pada molekul ionik dan kovalen polar. Apabila molekul memiliki kutub yang sama maka keduanya akan tolak menolak. Sebaliknya, jika kutub keduanya berbeda maka akan tarik menarik.

Gambar 3. Gaya Van der Waals pada dipol-dipol sehingga dinamakan gaya dipol-dipol

Gaya Van der Waals ini bila terjadi ini apabila terjadi pada molekul polar atau molekul-molekul dipol permanen, maka dinamakan sebagai gaya dipol-dipol. Nah, semakin besar nilai momen dipol yang dimiliki molekul-molekulnya, maka akan semakin besar gayanya.

Contoh lainnya adalah antara molekul-molekul yang bersifat polar dimana terjadi dipol secara permanen. Hal ini menyebabkan senyawa polar dapat larut ke dalam pelarut polar. Sebagai contoh, asam asetat dapat larut di dalam air.

Terjadinya gaya ini yaitu sebagai berikut, mulaya dipol yang permanen tersebut mulai menginduksi lawan elektron molekul yang bersifat non polar. Akibatnya terbentuk dipol terinduksi. Adanya dipol terinduksi tersebut menyebabkan molekul yang bersifat non polar bisa larut ke dalam pelarut polar meskipun sedikit. Contoh, oksigen yang larut di dalam air.

Gambar 4. Gaya ion dipol

Nah, apabila interaksi tarik-menarik atau tolak menolak terjadi pada ion (baik itu positif atau negatif) dengan molekul dipol permanen, maka dinamakan dengan gaya ion dipol.

3. Ikatan Hidrogen

Selanjutnya terdapat ikatan hidrogen. Ikatan ini merupakan gaya tarik menarik yang terjadi antara atom hidrogen di dalam senyawa-senyawa yang terdapat ikatan antara hidrogen dengan atom N, O, dan F. molekul polar seperi H2O mempunyai ujung-ujung yang muatannya saling berlawanan. Di dalam molekul, dipol menata dirinya sendiri sehingga sisi bermuatan positif akan berdekatan dengan sisi yang negatif.

Gambar 5. Ikatan Hidrogen

Kemudian tarikan dipol yang sangat kuat terjadi di antara molekul apabila memiliki atom hidrogen yang terikat dengan Nitrogen, Oksigen, atau Fluorin. Ujung positif dipol bisa mendekat ke arah ujung dipol negatif molekul lain, sehingga keduanya saling berdekatan dan terjadi gaya tarik menarik yang sangat kuat yang disebut dengan ikatan hidrogen. Kekuatan ikatan hidrogen mencapai 5-10% daripada ikatan kovalen.

                                                     TERIMAKASIH

Daftar pustaka 

https://id.m.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kimia

https://www.siswapedia.com/macam-macam-gaya-antar-molekul-beserta-contohnya/

 https://m.utakatikotak.com/kongkow/detail/10121/Ikatan-Kimia-Pengertian-Jenis-Ikatan-Beserta-Contohnya.