kimia dasar

Posted by : andry natanel

Tugas : kimia dasar

Andry Natanel

IKATAN KIMIA

Materi terdiri atas atom. Oleh karena kimia mempelajari materi, teori atom merupakan fondasi logis kimia. Namun, kimia tidak berbasiskan atom saja. Kimia pertama akan muncul ketika atom bergabung membentuk molekul. Proses yang menjelaskan bagaimana karakter hubungan atom dengan atom, yakni pembentukan ikatan kimia sangat berperan dalam perkembangan kimia. Untuk memahami ikatan kimia dengan sebenarnya diperlukan dukungan mekanika kuantum. Kini mekanika kuantum merupakan bagian yang tak terpisahkan dari kimia. Jadi mekanika kuantum sangat diperlukan bagi yang ingin mempelajari betapa pentingnya ikatan kimia.

Konfigurasi Elektron Yang Stabil

Hampir semua atom membentuk ikatan dengan atom-atom lain. Tetapi ada enam unsur lain yang tidak bersifat demikian, yaitu unsur-unsur gas mulia yang terdiri dari: helium (2He), neon (10Ne), argon (18Ar), krypton (36Kr), xenon (54Xe), dan radon (86Rn). Unsurunsur gas mulia hampir tidak membentuk ikatan dengan atom lain dan karena tidak reaktifnya maka sering disebut gas inert. Gas mulia yang paling dikenal adalah helium, neon, dan argon dengan struktur elektron (disebut rumus titik elektron Lewis) sebagai berikut.

Gambar 1. Struktur Elektron Helium, Neon, dan Argon

Kecuali helium yang memiliki 2 elektron (duplet), semua gas mulia memiliki 8 elektron (oktet) pada kulit terluarnya. Susunan yang demikian menurut Kossel dan Lewis sangat stabil, sehingga atomatom gas mulia tidak menerima elektron ataupun melepaskan elektron terluarnya. Hal inilah yang menyebabkan mengapa gas mulia sangat stabil.

Tabel 1. Konfigurasi Elektron Gas Mulia

Lambang Unsur	Jumlah Elektron Pada Kulit	Elektron Valensi
	K L M N O
He ₂	2	2
Ne₁₀	2 8	8
Ar₁₈	2 8 8	8
Kr₃₆	2 8 18 8	8
Xe₅₄	2 8 18 18 8	8

Atom-atom lain agar stabil berusaha memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia. Kecenderungan ini bisa terjadi dengan membentuk ikatan kimia antar atom yang satu dengan atom lainnya. Cara untuk mencapai hal itu adalah:

a. Melepaskan elektron terluarnya sehingga terjadi ion positif (kation).

Misalnya, atom Na yang tidak stabil melepaskan satu elektron valensinya menjadi ion Na+ dengan konfigurasi elektron seperti neon.

Atom 11Na (2. 8. 1) Ion 11Na+ 2. 8

Gambar 2. Perubahan Struktur Elektron Atom Na menjadi Ion Na+

b. Menerima tambahan elektron dari atom lain sehingga terjadi ion negatif (anion).

Misalnya, atom Cl yang tidak stabil menerima tambahan satu elektron, sehingga menjadi ion Cl- dengan konfigurasi elektron seperti argon.

Atom 17Cl (2. 8. 7) Ion 17Cl- 2. 8. 8

Gambar 3. Perubahan Struktur Elektron Atom Cl menjadi Ion Cl-

Serah terima elektron yang terjadi dari penggabungan kedua cara di atas disebut ikatan ion.

c. Menggunakan pasangan elektron secara bersama-sama oleh atomatom yang berikatan.

Atom 17Cl (2. 8. 7) yang tidak stabil bisa menjadi stabil dengan cara menggunakan bersama satu pasang elekltron dengan atom klor yang lain sehingga terbentuk molekul fluor, F2. Dengan demikian masing-masing atom akan memiliki konfigurasi elektron yang stabil seperti gas mulia argon (2. 8. 8). Pembentukan molekul dengan cara ketiga ini disebut ikatan kovalen.

Atom 17Cl Atom 17Cl Molekul Cl2,setiap Cl konfigurasi elektronnya

2. 8. 8

Gambar 4. Perubahan Struktur Elektron Atom Cl menjadi Molekul Cl2

2.3.1 IKATAN ION

Garam dapur yang disebut natrium klorida, NaCl merupakan contoh yang mudah untuk memahami terjadinya ikatan ion. Disini terjadi serah terima elektron, yaitu atom natrium melepaskan sebuah elektron valensinya sehingga terjadi ion natrium, Na+ dan elektron ini diterima oleh atom klor sehingga terjadi ion klorida, Cl- .

Na (2. 8. 1) Na+ (2. 8) + e

Cl (2. 8. 7) + e Cl- (2. 8. 8)

Selanjutnya ion klorida dan ion natrium saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis sehingga terjadi ikatan ion. Terbentuklah natrium klorida, NaCl.

Atom Na Transfer elektron Ion Na+

Atom Cl Ion Cl-

Gambar 5. Serah Terima Elektron Pada Pembentukan Natrium Klorida, NaCl

Secara sederhana kristal NaCl digambarkan seperti berikut.

Gambar 6. Susunan Ion dalam Kristal Natrium Klorida, NaCl

Mari kita perhatikan magnesium klorida, MgCl2. Setiap atom logam magnesium melepaskan dua elektron pada kulit terluarnya membentuk ion Mg2+. Dua elektron ini diserahkan kepada dua atom non-logam klor sehingga terbentuk dua ion klorida, Cl- .

Mg (2. 8. 2) Mg2+ (2. 8) + 2e

[ Cl (2. 8. 7) + e Cl- (2. 8. 8) ] 2x

Ion-ion magnesium dan klorida melakukan tarik-menarik dengan gaya elektrostatis sehingga terbentuk MgCl2. Lihat gambar 7 berikut.

Gambar 7. Ikatan Ion yang terbentuk pada Magnesium Klorida, MgCl2

Senyawa-senyawa seperti NaCl dan MgCl2 yang berupa padatan terbentuk melalui ikatan ion disebut senyawa ionik. Ikatan ion terjadi antara atom-atom logam dengan non-logam. Dalam ikatan ion jumlah elektron yang dilepas logam sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh non-logam.

Muatan

Satu ion Na+ : 1 x (1+) = 1+

Satu ion Cl- : 1 x (1- ) = 1- seimbang

Jadi rumus natrium klorida adalah Na1Cl1, tetapi sering ditulis

sebagai NaCl

Muatan

Satu ion Mg2+: 1 x (2+) = 2+

seimbang

Dua ion Cl- : 1 x (1- ) = 2-

Rumus magnesium klorida adalah Mg1Cl2, tetapi sering ditulis

sebagai MgCl2

Aluminium oksida yang mengandung ion Al3+ dan ion O2- , muatannya menjadi seimbang jika dua ion Al3+ berikatan dengan tiga ion O2- .

Muatan

Satu ion Mg2+: 1 x (2+) = 2+

seimbang

Dua ion Cl- : 1 x (1- ) = 2-

Rumus aluminium oksida adalah Al2O3.

Dengan cara yang sama berlaku pula untuk ion yang lebih kompleks, misalnya kalsium nitrat yang dibentuk dari ion Ca2+ dan ion NO3 - . Muatan kedua ion ini akan seimbang jika satu ion Ca2+ berikat-an dengan dua ion NO3 - . Jadi rumus kalsium nitrat adalah Ca(NO3)2.

2.3.2 IKATAN KOVALEN

Zat-zat lain di sekitar kita berupa molekul-molekul gas, cair, dan ada beberapa zat berupa padatan tersusun atas atom-atom yang menggunakan ikatan kovalen. Atom-atom yang sama atau hampir sama keelektronegatifannya cenderung membentuk ikatan kovalen dengan menggunakan pasangan elektron bersama. Hampir semua senyawa kovalen terbentuk dari atom-atom non-logam. Dua atom nonlogam saling menyumbangkan elektron sehingga tersedia satu atau lebih pasangan elektron yang dijadikan milik bersama. Senyawa yang berikatan kovalen juga disebut senyawa kovalen.

Atom hidrogen memiliki sebuah elektron pada kulit pertamanya, agar konfigurasi elektronnya penuh seperti gas mulia helium maka hidrogen memerlukan satu elektron lagi (gambar 8). Gas hidrogen yang merupakan molekul H2 terdiri dari dua atom hidrogen yang saling menyumbangkan elektronnya sehingga masing-masing atom hidrogen memiliki konfigurasi elektron yang stabil. Jika kita perhatikan gambar 8, elektron pada atom pertama diberi tanda titik kecil dan atom lainnyadengan titik besar. Pasangan elektron yang membentuk ikatan kovalen ditandai oleh garis penghubung (- ).

Gambar 8. Konfigurasi Elektron Hidrogen dan Helium

Gambar 9. Ikatan Kovalen antara Dua Atom Hidrogen

Air mengandung molekul H2O. Atom oksigen yang mempunyai 6 elektron valensi membutuhkan 2 elektron lagi agar seperti gas mulia. Kedua elektron itu diperoleh dari dua atom hidrogen. Jadi atom oksigen dapat membentuk dua ikatan kovalen dalam molekul H2O.

Gambar 10. Dua ikatan kovalen dalam molekul air.

Pembentukan molekul metana, CH4 dapat kita ikuti pada gambar 11. Atom karbon dengan konfigurasi elektron 2. 4 memerlukan 4 elektron tambahan agar seperti gas mulia neon, sehingga karbon membentuk 4 ikatan kovalen.

Gambar 11. Metana yang memiliki Empat Ikatan Kovalen

Beberapa atom dapat membentuk ikatan rangkap. Pada ikatan kovalen tunggal mengandung dua elektron, ikatan kovalen rangkap dua mengandung empat elektron, sedang dalam ikatan rangkap tiga terdapat enam elektron. Pada molekul karbon dioksida, CO2 terdapat dua buah ikatan rangkap dua. Ketiga atomnya sekarang masingmasing memiliki 8 elektron terluar. Sedang pada molekul nitrogen, N2 setiap atomnya menyumbangkan 3 elektron untuk digunakan bersamasama sehingga setiap atom N memiliki elektron valensi 8.

Molekul CO2 Molekul N2

Gambar 12. Ikatan rangkap dua pada CO2 dan rangkap tiga pada N2

2.2.3 IKATAN LOGAM DAN SIFAT-SIFATNYA

Drude dan Lorentz mengemukakan model, bahwa logam sebagai suatu kristal terdiri dari ion-ion positif logam dalam bentuk bola-bola keras dan sejumlah elektron yang bergerak bebas dalam ruang antara. Elektron-elektron valensi logam tidak terikat erat (karena energi ionisasinya rendah), sehingga relatif bebas bergerak. Hal ini dapat dimengerti mengapa logam bersifat sebagai penghantar panas dan listrik yang baik, dan juga mengkilat. Gambar 19 berikut mengilustrasikan suatu model logam dengan elektron-elektron membentuk suatu “lautan” muatan negatif.

Model lautan elektron ini sesuai dengan sifat-sifat logam, seperti: dapat ditempa menjadi lempengan tipis, ulet karena dapat direntang menjadi kawat, memiliki titik leleh dan kerapatan yang tinggi. Logam dapat dimampatkan dan direntangkan tanpa patah, karena atom-atom dalam struktur kristal harus berkedudukan sedemikian rupa sehingga atom-atom yang bergeser akan tetap pada kedudukan yang sama. Hal ini disebabkan mobilitas lautan elektron di antara ion-ion positif meru-pakan penyangga (Gambar 19).

Keadaan yang demikian ini berbeda dengan kristal ionik. Dalam kristal ionik, misalnya NaCl, gaya pengikatnya adalah gaya tarik menarik antar ion-ion yang muatannya berlawanan dengan elektron valensi yang menempati kedudukan tertentu di sekitar inti atom. Bila kristal ionik ini ditekan, maka akan terjadi keretakan atau pecah. Hal ini disebabkan adanya pergeseran ion positif dan negatif sedemikian rupa sehingga ion positif berdekatan dengan ion positif dan ion negatif dengan ion negatif, keadaan yang demikian ini mengakibatkan terjadi tolak-menolak sehingga kristal ionik. menjadi retak (gambar 20 b. )

Perbandingan Sifat-Sifat Fisis Logam Dengan Non Logam Ditabulasikan Berikut.

Tabel 5. Perbandingan sifat-sifat fisis logam dengan non logam

KESIMPULAN

1. ikatan kimia merupakan ikatan dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa menjadi stabil

2. Susunan elektron stabil mengikuti kaidah oktet dan duplet

3. ikatan Ion adalah ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik – menarik antara ion positif (kation) dengan ion negatif (anion)

4. Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat pemakaian pasangan elektron oleh dua arom yang berikatan

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

6. Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron- elektron valensi antara atom-atom logam.