Struktur MolekulOleh : Hernandi Sujono & Yenny FebrianiIkatan Kimia&

Ikatan Kimia dan Struktur MolekulIkatan Kimia terjadi karena kecenderungan atom mempunyai konfigurasi elektron seperti gas mulia. Kecenderungan itu melahirkan berbagai jenis ikatan, terutama IKATAN ION dan KOVALEN. 1.1 Gas MuliaGas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) lebih stabil dalam bentuk monoatom (bebas), sedangkan unsur yang lain lebih stabil bila berikatan dng atom lain.unsurStabilDalam mono atomTDK StabilDalam mono atom

Pada sistim periodik, gas mulia terletak dalam golongan VIIIA. Jumlah elektron pada masing-masing kulit adalah seperti tertera pada tabel berikut ini :HeNeArKrXeRn

Jumlah elektron tiap kulit dari gas mulia818321882818188281082882822

Sebagai pembanding kulit unsur golongan IA dan VIIA dapat dilihat pada tabel tabel berikut :Keistimewaan gas mulia mempunyai jumlah elektron valensi = 8 (kecuali helium = 2).HLiNaKRbCs1183218821818821882182121Jumlah elektron tiap kulit dari unsur Golongan IA

Jumlah elektron tiap kulit dari unsur Golongan VIIAFClBrIAt18321882181882188282277777

Kesimpulan: Suatu atom akan stabil bila elektron terluarnya (elektron valensi) terisi penuh.Jadi, untuk semua unsur berlaku ketentuan yang disebut Aturan Oktet : suatu atom cenderung mempunyai elektron valensi delapan,seperti gas mulia (kecuali helium=2).

Kecenderungan AtomUnsur yang elektron valensinya tidak terisi penuh cenderung berubah untuk menyamai gas mulia, yaitu dengan melepas atau menerima elektron.Kecenderungan unsur menerima elektron atau melepaskan elektron valensinya bergantung pada besarnya energi yang dilepaskan atau diperlukan. Unsur yang energi ionisasinya kecil akan melepaskan elektron, dan yang besar akan menerima elektron. Jumlah elektron yang dilepaskan atau diterima bergantung pada jumlah elektron valensi unsur yang bersangkutan.

Unsur golongan IA dan IIA cenderung melepaskan elektron, sedangkan golongan VIIA dan VIA cenderung menerima elektron untuk menyamai konfigurasi elektron gas mulia. Unsur golongan IIIA, IVA, dan VA sebagian melepas, dan sebagian menerima .metaloidTabel Pembagian unsur blok p : logam, metaloid, dan non logam

Unsur golongan transisi, karena berada sebelah kiri blok p, akan melepaskan elektron. Jumlah elektron yang dilepaskan atau yang diterima, secara umum, bergantung pada golongan unsurnya. Unsur golongan IA karena elaktron valensinya satu akan melepas satu elektron, kecuali H cenderung menerima satu elektron supaya menyamai gas helium.PerhatikanGambar pada halaman berikut

IA+ e-H- (seperti He)H+ e- LiLi+(seperti He)Na+ e- Na+(seperti Ne)Unsur golongan IA cenderung melepaskan satu elektron menjadi ion positif, kecuali H yang cenderung menerima satu elektron

HLiNaKRbCs

Unsur Mg dan Al dapat melepaskan elektron terluarnya sehingga membentuk Mg2+ dan Al3+Unsur golongan IIA berelektron valensi dua, maka cenderung melepaskan kedua elektronnya (seperti Mg), dan sebagian unsur golongan IIIA cenderung melepaskan ketiga elektron valensinya, seperti Al.MgMg+ (seperti Ne)+ 2e-Al3+ (seperti Ne)Al+ 3e-

Golongan VIIA dan VIA cenderung menerima masing-masing satu dan dua elektron (seperti F dan O), serta sebagian golongan VA cenderung menerima tiga elektron, seperti N.Kecenderungan atom F, O, dan N adalah menerima masing-masing 1,2 dan 3 elektrone-FF- (Seperti Ne)e-Oe-O2- (Seperti Ne)e-Ne-e-N3- (Seperti Ne)

Aturan FajansJika atom melepaskan atau menerima elektron akan membentuk partikel bermuatan yang disebut ion. Atom yang melepaskan elektron membentuk ion positif dan yang menerima elektron menjadi ion negatifTidak semua atom dapat dapat menjadi ion bebas yang stabil karena harus memenuhi aturan Fajans, yaitu sebagai berikut :

Struktur atom (konfigurasi elektronnya) harus stabil seperti gas muliaNa (2 8 1)Na+ (2 8)Stabilmelepaskan 1e-Ca (2 8 8 2)Ca2+(2 8 8)Stabilmelepaskan 2e -Ca+(2 8 8 1)Tidak Stabilmelepaskan 1e-Cl (2 8 7)Cl- (2 8 8)Stabilmenerima 1e -S (2 8 6)S2- (2 8 8)Stabilmenerima 2e -S-(2 8 7)Tidak Stabilmenerima 1e-

Muatan ion yang terbentuk harus kecilCl-S2-Na+N3+C4+Be3+StabilTidak StabilJari-jari ion positif lebih kecil dari atomnya, contohnya :Na+ < NaCa2+ < CaJari-jari ion negatif lebih besar dari atomnya, contohnyaCl- > ClS2- > S

1.2 IKATAN IONIkatan ion adalah :ikatan antara ion positif dan negatif, karena partikel yang muatannya berlawanan tarik-menarik. Atom yang melepaskan elektron akan menjadi ion positif, dan sebaliknya, yang menerima elektron menjadi ion negatif, seperti Na dan Cl.

Secara ringkas dapat DituliskanNa2Cl + 2e-Na+ + e-2 Cl- x 1/2NaCl (senyawa ion)Contoh lain adalah atom K dengan S, Ca dengan F, dan Mg dengan S.(KS + 2e-K+ + e-)x2S2-K2SCa(2F + 2e-Ca2+ + 2e-2F-)CaF2

MgS + 2e-Mg2+ + 2e-S2-MgS MgSMg2+ + S2- atauCatatan :Jumlah elektron yang dilepaskan atau diterima atom harus sesuai dengan kecenderungan atau golongannya.Unsur logam ditulis sebagai monoatom, seperti K, Co, dan Hg.Unsur bukan logam yang berwujud gas dituliskan sebagai diatom (H2, O2, N2, F2, Cl2, Br2, dan I2).Unsur karbon, belerang, dan fosfor dituliskan masing-masing sebagai C, S atau S8, dan P4.

CONTOH SOAL : Tentukan rumus senyawa antara unsur :a. Litium dengan oksigenb. Barium dengan iodc. Almunium dengan klord. Almunium dengan belerang.

aRumus Senyawa Unsur Litium dengan oksigen :(LiO2 + 4e-Li + e-) x 42O2-4Li + O2 2Li2O4Li+ + 2O2- ataubRumus Senyawa Barium dengan Iod :BaI2 + 2e-Ba2+ + 2e-2I-Ba + I2 BaI2Ba2+ + 2I2- atau

cRumus Senyawa Unsur Almunium dengan Klor :(Al(Cl2 + 2e-Al3+ + 3e-) x 42Cl-) x 32Al + 3Cl2 2AlCl32Al3+ + 6Cl- ataudRumus Senyawa Unsur Almunium dengan Belerang :(Al(S + 2e-Al3+ + 3e-) x 2S2-)2Al + 3S Al2S32Al3+ + 3S2- atau

Rumus & Nama Senyawa IonMengetahui ion positif (kation) dan ion negatif (anion) serta jumlah muatan masing-masing. -Li +F-O2-N3-Al3+Mg2+Na +Cl-S2-P3--Ca2+K +Br-Se2---Sr2+Rb+I-Te2---Ba2+Cs+1-2-3-3+2+1+Aturan menuliskan senyawa ion adalah sebagai berikut :Tabel ion positif (kation) dan ion negatif (anion) beberapa unsur golongan utama

. Aturan Penulisan senyawa ionMenuliskan ion positif didepan dan ion negatif di belakang, serta memberi indeks masing-masing ion agar jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif. Indeks harus sekecil mungkin sehingga didapat rumus empiris, seperti pada contoh berikut : Li2ObukanOLi2Bal2bukan I2BaAlCl3bukan Cl3AlMenuliskan nama senyawa ion dimulai dari ion positif dan kemudian ion negatifnya serta ditambah akhiran idaRumusNamaNaClnatrium kloridaAlI3alumunium iodida

Unsur golongan transisi juga dapat membentuk ion positif dengan melepaskan elektron orbital s kulit luar, dan juga ada yang dikuti oleh elektron orbital d-nya, contoh Zn2+.Zn2+ + 2e-[Ar] 3d10Zn [Ar] 3d10 4s2Unsur blok p bagian kiri dan bawah (disebut post transisi) juga bersifat logam dan dapat melepaskan elektron orbital p dan jika perlu orbital s kulit terluarnya contoh Sn.Sn2+ + 2e[Kr] 4d10 5S2Sn [Kr] 4d10 5s2 5p2

Jadi, elektron kulit terluar ion unsur transisi dan post transisi tidak sama dengan gas mulia sehingga sulit menentukan jumlah muatan ionnya.

-Bi3+Bismut-Ag1+PerakPb4+Pb2+TimbalCu2+Cu+TembagaSn4+Sn2+Timah-Ni2+NikelHg2+Hg+RaksaCo3+Co2+Kobalt-Cd2+KadmiumFe3+Fe2+Besi-Zn2+SengMn3+Mn2+ManganAu3+Au+EmasCr3+Cr2+Krom

Untuk membedakan satu ion dengan yang lain, dibelakang nama ion diberi angka sesuai muatannya, atau memberi akhiran tertentu, seperti contoh berikut :Fe2+ion besi (II)atau ion feroFe3+ion besi (III)atau ion feriCu+ion tembaga (I)atau ion kuproCu2+ion tembaga (II) atau ion kupriHg+ion raksa (I)atauion merkuroHg2+ion raksa (II)atauion merkuri

Tuliskan rumus dan senyawa antara :a. besi dengan klorb. emas dengan belerangc. raksa dengan belerangd. seng dengan flore. perak dengan oksigen

a. FeCl2fero klorida atau besi (II) klorida FeCl3feri klorida atau besi(III) kloridab. Au2Sauro sulfida atau emas(I) sulfida Au2S3auri sulfida atau emas(III) sulfida

c. HgBrmerkuro bromida atau raksa(I) bromida HgBr2merkuri bromida atau raksa(II) bromida

d. ZnF2seng fluorida atau seng(I) fluorida

e. Ag2Operak oksida atau perak(I) oksida

Ion tidak hanya terbentuk dari satu atom (monoatom) tetapi juga sekelompok atau yang disebut ion poliatom, contohnya ion nitrat bermuatan negatif satu. Artinya muatan negatif bukan hanya untuk N atau salah satu O, tetapi milik keempat atom, dan bisa dituliskan NO3-. Ion poliatom yang banyak ditemukan tercantum pada tabel berikut :

Ikuti terusIon poliatom yang umum ditemukan

N2H5+H3O+NH4+KATIONHidroziniumHidroniumAmoniumNAMAANIONNAMACO32-karbonatHCO3-bikarbonatC2O42-oksalatCN-sianidaNO3-nitratOH-hidroksidaSO42-SulfatSO32-SulfitANIONNAMAHSO4-BisulfatHSO3-BisulfitClO4-PerkloratClO3-KloratClO2-KloritClO-HipokloratPO43-PospatHPO42-Hidrogen FosfatH2PO4-dihidrogen fosfatANIONNAMACrO4-KromatCr2O72-DikromatMnO4-PermanganatCH3COO-AsetatCNS-TiosianatS2O32-TiosulfatAlO2-AluminatIO3-IodatIon poliatom yangumum ditemukan

Perhatikan Tabel pada halaman berikut

1.3 Ikatan KovalenUnsur elektronegatif adalah suatu unsur yang cenderung menerima elektron atau Nilai keelektronegatifannya 2,0 . Unsur elektronegatif terletak pada bagian atas dan kanan blok p dalam sistim periodik dan ditambahkan hidrogen.Kecenderungan unsur elektronegatif menerima elektron disebabkan oleh adanya dorongan untuk mencapai kestabilan, agar elektron valensinya seperti gas mulia.

Tabel Keelektronegatifan unsur-unsur elektronegatif At2,2I2,5Te3,0Br2,8Se2,4As2,0Cl3,0S2,5P2,1Si1,8F4,1O3,5N3,1C2,5B2,1H2,1VIIAVIAVAIVAIIIAIA

IKATAN KOVALEN adalah ikatan antara dua atom dengan pemakaian bersama sepasang elektron atau lebih.Penggabungan orbital berarti menambahkan jumlah elektron valensi masing-masing atom, sehingga keduanya stabil, seperti H dengan H, F dengan F, dan H dengan Cl.HHHHFFFF

HClHClPembentukan ikatan kovalen HCl

OOO =OHOHHOHPembentukan ikatan kovalen dalam O2 dan H2O

RUMUS LEWISPada Tahun 1910 Lewis menemukan pembentukan ikatan kovalen yang praktis yang disebut rumus lewis, dengan ketentuan sebagai berikut :a. Satu elektron dilambangkan dengan satu titik.b. Elektron yang ditampilkan hanya elektron valensi unsur.c. Elektron dalam senyawa harus sesuai aturan oktet.Contohnya Pembentukan Molekul H2 , F2 & HFHHHHAtauHH

Contoh Pembentukan Molekul F2 FFFFAtauFFBrHeNeFr

Contoh Pembentukan Molekul HF HFHFAtauHFBrHeNeFr

Contoh Lain : Pembentukan Molekul O2 dan H2O OOOOAtauOOOHHOHHAtauOHH

Ikatan Kovalen Dapat Terjadi Antara :Atom yang sama, contohnya : H2, F2, O2, dan N2Atom yang berbeda, contohnya : HF, H2O, NF3 dan CH4Sepasang eletron dipakai bersama, disebut ikatan tunggal, contohnya : H - H, F - F, H FDua pasang elektron dipakai bersama, disebut ikatan rangkap dua, contohnya :O = OTiga pasang elektron dipakai bersama, disebut ikatan rangkap tiga, contohnya :N NAntara dua atom dapat terjadi :

Tentukan Senyawa Kovalen Antara Unsur :Oksigen dengan karbon,Oksigen dengan belerang.Belerang dengan hidrogenKarbon dengan fluor.HSFBrOC

Senyawa Kovalen Antara Unsur Oksigen dengan karbonCOCOAtauCOSenyawa Kovalen Antara Unsur Oksigen dengan BelerangSOSOAtauSOSenyawa Kovalen Antara Unsur Hidrogen dengan BelerangSHHSHHAtauH2S

Senyawa Kovalen Antara Unsur Karbon dengan FlourClClClClCClClClClCAtauCCl4

Rumus lewis yang mengunakan titik cukup sulit untuk senyawa-senyawa beratom banyak (poliatom), tetapi dapat disederhanakan dengan cara garis. Dalam cara ini, dua elektron dilambangkan dengan satu garis (-), sehingga atom dalam senyawa harus mempunyai empat garis, kecuali H satu garis. Langkah-langkah cara ini adalah sebagai berikut :

Jumlah semua elektron valensi atom dalam senyawa.Tentukan jumlah garis dengan membagi dua jumlah elektron itu.Letakkan atom-atom secara berdekatan sesuai dengan struktur molekulnya.Beri garis tiap atom sehingga jumlah masing-masing empat, dan jika perlu diberi dua atau tiga garis antara dua atom.Jumlah semua garis harus sama dengan yang dihitung pada no.2.

Tentukan Rumus Lewis senyawa di bawah ini :CO2SOSO3 NCl3OSClBrCCl

Rumus Lewis senyawa CO2aCO2 : C=4e( 8 Garis )16e12e2 O+=O=C=ORumus Lewis senyawa SObSO : S=6e( 6 Garis )12e6eO+=S=O

Rumus Lewis senyawa SO3cSO3 : S=6e( 12 Garis )24e18e3 O+=OS=OORumus Lewis senyawa NCl3dNCl3 : N=5e( 13 Garis )26e21e3 Cl+=ClNClCl

Tentukan Rumus Lewis Senyawa Berikut :HNO3H2SO4H3PO4C2H4HSFPNC

HSFbaCHNO3aH=1eN=5e( 12 Garis )24e18e3 O+=O=NOOHJawabanSoal 2H2SO4b2H=2eS=6e( 16 Garis )32e24e4 O+=HOSOOOH

H3PO4c3H=3eP=5e( 16 Garis )32e24e4 O+=HOPOHOOHC2H4d2C=8e( 6 Garis )12e4e4H+=HCH=CHH

Penulisan rumus senyawa kovalen yang terdiri dari dua unsur disusun menurut nilai keelektronegatifannya, dimulai dengan yang rendah dan diakhiri dengan yang tinggiRumus dan Nama Senyawa KovalenContoh :HClbukanClHH2Obukan OH2Nama senyawa kovalen didasarkan nama kedua unsur secara berurutan dan ditambah akhiran idaHCl Hidrogen KloridaH2O Hidrogen Oksida (Air)ClF Klor FluoridaBrCl Brom KloridaH2S Hidrogen Sulfida

Jika kedua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, seperti CO dan CO2, harus mengunakan awalan :SFPCH1 = mono 6 = heksa2 = di 7 = hepta3 = tri 8 = okta4 = tetra 9 = nona5 = penta 10 = dekaAturan pemberian awalan adalah sebagai berikut :Unsur pertama tidak diberi awalan mono bila indeknya satu, sedangkan unsur kedua diberi akhiran ida, contoh sebagai berikut :

SFPCCO Karbon MonoksidaCO2 Karbon DioksidaPCl3 Fosfort TrikloridaPCl5 Fosfor PentakloridaSO2 Belerang DioksidaSO3 Belerang TrioksidaKedua unsur diberi awalan bila indeks keduanya bervariasi, contoh :NO2 Nitrogen DioksidaN2O3 Dinitrogen TrioksidaN2O4 Dinitrogen TetraoksidaP4O6 Tetrafosfor HeksaoksidaP4O10 Tetrafosfor DekaoksidaNH3 Nitrogen trihidrida (amonia )

Senyawa kovalen yang mengandung lebih dari dua jenis unsur umumnya adalah asam oksi dan senyawa organik. Asam oksi adalah senyawa yang mengandung hidrogen, oksigen, dan unsur lain (yang umumnya non logam):Asam kloritAsam hipokloritAsam fosfatAsam fosfitAsam asetatAsam kromatAsam dikromatAsam pemanganatAsam sianidaAsam tiosianidaHClO2HClOH3PO4H3PO3CH3COOHH2CrO4H2CrO4O7HMnO4HCNHCNSAsam karbonatAsam oksalatAsam nitratAsam nitritAsam sulfatAsam sulfitAsam tiosulfatAsam perkloratAsam kloratH2CO3H2C2O4HNO3HNO2H2SO4H2SO3H2S2O3HClO4HClO3NamaSenyawaNamaSenyawa

Penyimpangan Aturan OktetPenyimpangan atau pengecualian aturan oktet, yaitu sbb :Oktet yang tidak sempurna yaitu senyawa yang mempunyai atom dengan elektron valensi kurang dari delapan (8), contoh Be dalam BeCl2, dan B dalam BCl3ClBeClClBClClSFPC

. Penyimpangan Aturan OktetOktet yang Diperluas yaitu senyawa yang mempunyai atom dengan elektron valensi lebih dari delapan (8), contoh P dalam PCl5, dan S dalam SF6ClClClClClPFFFFFSFSFPC

. Penyimpangan Aturan Oktet Elektron Yang Tidak berpasangan yaitu senyawa yang mempunyai atom dengan elektron valensi Ganjil (Tidak berpasangan), contoh NO2SFPCONO

Ikatan kovalen koordinasiIkatan kovalen koordinasi : ikatan kovalen yang kedua elektron yang dipakai bersama berasal dari salah satu atom.HHO+ H+HOHHH3O+ (Ion Hidronium)+

HHNH+ H+HNHHHNH4+ (Ion Amonium)+

Cu2+ + 4H2OH2OCu(H2O)42+ CuH2OH2OOH22+Fe3+ + 6 CN-CNCNCNCNCNFeCN3+Fe(CN)63-

SFPCDalam ion hidronium (H3O+) ikatan H+dengan O adalah ikatan kovalen koordinasi dan ikatan O H yang lain adalah kovalen. Partikel H2O, NH3, CN- pada contoh diatas disebut ligand.Ligand adalah partikel yang mempunyai pasangan elektron bebas yang dapat membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan ion positif, seperti H+, Cu2+, Fe3+.

SFPCIkatan Hidrogen adalah :Ikatan tambahan berupa daya tarik listrik antara atom hidrogen dengan unsur elektronegatif, sedangkan kedua atom ini sedang berikatan kovalen dengan atom lain.

HFHFHOHOHH