Tugas KIMIA ANALISA IIIts not enough to have a good mind, the main thing is to use it well- Rene Descrates -

PENDAHULUAN

Sebelum kita memasuki pembahasan mengenai ikatan ion, kita akan kilas balik, mulai dari struktur atom sampai teori awal ikatan. Setelah kilasan tersebut selesai, kita akan masuk ke pembahasan yang menarik tentang ikatan ion.

A. Struktur AtomStruktur atom merupakan satuan penyusun materi. Atom itu sendiri teridiri atas tiga partikel penyusun, yaitu proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron berada di dalam inti atom. Sedangkan elektron terus berputar mengelilingi inti atom karena muatan listriknya. Semua elektron bermuatan negatif () dan semua proton bermuatan positif (+). Sementara itu, neutron bermuatan netral. Elektron yang bermuatan negatif () ditarik oleh proton yang bermuatan positif (+) pada inti atom. Elektron tersebut tidak meninggalkan inti, meskipun ada gaya sentrifugal yang terjadi akibat kecepatan elektron. Atom memiliki elektron di bagian luarnya sedangkan proton dalam jumlah yang sama di bagian pusatnya, sehingga muatan listrik atom berada dalam keadaan seimbang. Namun, baik volume maupun massa proton lebih besar daripada elektron. Jika kita membandingkannya, perbedaan di antara kedua partikel ini seperti perbedaan antara manusia dengan sebutir kacang kenari. Walaupun demikian, muatan listrik total keduanya tetap sama besar. Apa yang akan terjadi jika muatan listrik proton dan elektron tidak sama besar?Dalam hal ini, semua atom di alam semesta akan menjadi bermuatan positif (+) karena ada kelebihan muatan listrik positif (+) di dalam proton. Akibatnya, semua atom akan saling bertolakan satu sama lain. Apa yang akan terjadi jika situasi seperti ini berlangsung? Apa yang akan terjadi jika semua atom di alam semesta saling bertolakan? Hal yang akan terjadi sangat tidak lazim. Begitu terjadi perubahan seperti itu di dalam atom, tangan Anda yang saat ini sedang memegang buku, begitu pula lengan Anda, akan hancur berantakan. Tidak hanya tangan dan lengan, tetapi juga tubuh, kaki, kepala, gigi Anda, singkatnya setiap bagian tubuh Anda akan terpisah-pisah saat itu juga. Ruangan yang Anda tempati, pemandangan di luar yang terlihat dari jendela juga akan berantakan. Semua laut di bumi, gunung-gunung, semua planet di dalam tata surya dan semua benda-benda langit di jagat raya akan musnah, hancur secara serempak. Tidak ada satu benda pun yang akan tersisa. Demikianlah karena keseimbangan yang sangat teliti dari struktur atom maka tercipta pula keseimbangan alam semesta.Untuk menjelaskan sifat-sifat atom maka disusun suatu model dan teori atom yang menerangkan bagaimana penataan proton, neutron, dan elektron didalam suatu atom. Berikut ini adalah teori atom terkenal yang telah menyumbangkan pemikiran baru dalam memandang sebuah atom. Teori atom J.J. Thomson (1899)Teori ini menyatakan bahwa atom tersusun atas bola pejal bermuatan positif dengan elektron tersebar pada permukaannya. Teori ini disebut sebagai teori roti kismis karena model atom yang dikenalkan menyerupai roti kismis. Teori atom Rutherford (1911)Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom. Kelemahan dari Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti.Fenomena di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Ambillah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Lama-kelamaan putarannya akan melemah karena Anda pegal memegang tali tersebut sehingga kayu akan mengenai kepala Anda. Meski teorinya lemah, namun Rutherford telah berjasa dengan mengenalkan istilah lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit. Teori atom Neils Bohr (1913)a. Atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.b. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.c. Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit-kulit elektron. Teori atom mekanika kuantumTeori Bohr menyatakan bahwa elektron adalah suatu materi yang dapat ditentukan posisi (orbit) dan momentumnya secara pasti. Namun, dengan ditemukannya asas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa elektron tidak dapat ditentukan secara pasti posisi dan momentumnya secara bersamaan maka konsep orbit elektron menjadi tidak berlaku. Pandangan elektron sebagai gelombang pertama kali dinyatakan oleh de Broglie (1924). Pada tahun 1926, Schodinger merumuskan fungsi gelombang untuk sembarang sistem yang kemudian dikenal sebagai persamaan gelombang Schrodinger. Untuk menggatikan konsep orbit, muncul konsep orbital, yaitu daerah yang mempunyai kemungkinan terbesar ditemukan elektron. Teori FotonMenurut Planck, radiasi elektromagnetik terdiri atas paket-paket energi diskrit yang disebut foton atau kuanta. Tiap-tiap foton memiliki energi sebesar:.........................(Persamaan 1)Dimana E adalah enegi tiap satu foton, h adalah tetapan planck, f adalah frekuensi gelombang elektromagnetik, c adalah kecepatan cahaya di ruang hampa, dan adalah panjang gelombang elektromagnetik. Teori atom BohrTeori Bohr sampai sekarang masih dipakai karena kesederhanaan dan keberhasilannya dalam menerangkan banyak sifat atom terutama pada hidrogen. Pada model atom Bohr, Orbit elektron hanya bergerak pada orbit yang mempunyai momentum sudut kelipatan bilangan bulat dari h/2...........................(Persamaaan 2)Dimana m, v, dan r adalah massa, kecepatan, dan jari-jari orbit elektron. H adalah tetapan Plank (6,626.10-34 Js) dan n merupakan bilangan bulat (n= 1, 2, 3, ...). Elektron yang bergerak mengelilingi inti mempunyai gaya sentripetal sebesar gaya tarik elektrostatik antara inti atom dengan elektron............................(Persamaan 3)Dimana k merupakan tetapan elektrostatik pada ruang vakum dengan nilai sebesar 9,0.109 Nm2C-2, Zmerupakan muatan inti relatif (untuk atom hidrogen, Z = 1), dan e adalah muatan elektron 1,602.10-19 C.Dalam bergerak mengelilingi inti, elektron mempunyai energi kinetik (K) dan energi potensial (V):...(Persamaan 4)Sehingga energi total elektron adalah:..............(Persamaan 5)Dengan menyelesaikan persamaan-persamaan diatas maka didapat energi dan jari-jari elektron yang bergerak mengelilingi inti atom sebesar :.......(Persamaan 6)....................(Persamaan 7)Elektron pada suatu atom dapat mengalami transisi dari kulit ni, menuju kulit nf. Bila ni>nf (kulit luar ke kulit dalam) maka atom akan melepaskan energi, sebaliknya bila ni