IKATAN KIMIA & GEOMETRI MOLEKUL

Enjoy this video! :)

IKATAN KIMIA & GEOMETRI MOLEKUL

Standar Kompetensi

Mempelajari dan memahami ikatan kimia serta geometri molekul

Kompetensi Dasar

1. Memahami jenis ikatan antaratom serta ikatan antarmolekuk beserta contohnya.

2. Memahami dan mengetahui bentuk-bentuk geometri molekul beserta contoh molekulnya.

3. Memahami teori hibridisasi.

IKATAN KIMIA & GEOMETRI MOLEKUL

Peta Konsep

IKATAN KIMIA & GEOMETRI MOLEKUL

1. IKATAN ANTARATOM

A. Ikatan Ion

Ikatan ion (elektrovalen) adalah ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik menarik elektrostatik antara ion positif dan ion negatif. Ikatan ion terbentuk antara atom yang melepaskan elektron (logam) dengan atom yang menerima elektron (nonlogam). Atom yang melepas elektron berubah menjadi ion positif, sedangkan atom yang menerima elektron menjadi ion negatif. Antara ion-ion yang berlawanan muatan ini, terjadi tarik-menarik (gaya elektrostatik) yang disebut ikatan ion. Ikatan ion terbentuk antara atom logam dengan atom nonlogam. contoh:

₁₂Mg: 2 8 2 dan ₁₇Cl: 2 8 7

Pada pembentukan senyawa MgCl₂, atom Mg harus melepaskan 2 elektron dan atom Cl harus menangkap 1 elektron agar memenuhi kaidah octet. Ion Mg²⁺ dan Cl^-  menyebabkan gaya tarik menarik, sehingga kedua ion tersebut membentuk MgCl₂.

Senyawa ion berupa zat padat pada suhu kamar, selain itu senyawa ion memiliki titik didih dan titik leleh yang relatif tinggi. Larutan senyawa ion dalam air dapat menghantarkan listrik, begitu juga lelehan senyawa ion. Ikatan ion pada senyawa ion relatif kuat tetapi mudah patah. Akibatnya, padatan senyawa ion sangat rapuh dan mudah dihancurkan, misalnya garam NaCl.

B. Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terbentuk dari pemakaian pasangan elektron secara bersama-sama oleh dua atom. Dua atom nonlogam saling menyumbangkan elektron agar tersedia pasangan elektron yang digunakan bersama.

Pada suhu kamar senyawa kovalen ada yang berwujud gas, cair, dan padat. Padatan senyawa kovalen bersifat lunak dan tidak rapuh. Senyawa yang berikatan kovalen memiliki titik didih dan titik leleh relatif rendah. Pada umumnya, senyawa kovalen tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Senyawa kovalen tidak dapat menghantarkan listrik. Jenis-jenis ikatan kovalen:

1) Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggal terjadi jika dalam pembentukan ikatan kimia terdapat 2 elektron yang digunakan bersama. Contohnya senyawa H₂O.

2) Ikatan kovalen rangkap dua

Ikatan kovalen rangkap dua terjadi jika dalam pembentukan ikatan kimia digunakan empat elektron yang digunakan secara bersama. Contohnya senyawa O₂.

3) Ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan kovalen rangkap tiga terjadi jika dalam pembentukan sebuah ikatan kimia digunakan 6 elektron yang digunakan secara bersama. Contohnya senyawa  N₂.

4.) Ikatan kovalen nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan yang terbentuk antara dua atom nonlogam sejenis atau memiliki keelektronegatifan yang sama (tidak ada beda keelektronegatifan). Contohnya  Cl₂, I₂, CH₄, CCl₄.

5.) Ikatan kovalen polar

Ikatan kovalen ini terjadi karena antara molekul yang berikatan memiliki beda keelektronegatifan yang besar. Kepolaran senyawa kovalen disebabkan karena adanya salah satu atom yang memiliki daya tarik yang lebih kuat dari atom yang lain. Gejala ini sering disebut sebagai pengkutuban muatan. Contohnya HCl, H₂O, dan NH₃.

6.) Ikatan kovalen koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi merupakan ikatan yang terbentuk dari pemakaian pasangan elektrin bersama yang berasal dari salah satu atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Cirri dari ikatan kovalen koordinasi adalah adanya pasangan elektron bebas dari salah satu atom yang dipakai secara bersama-sama. contohnya adalah senyawa HNO₃, NH₄Cl, SO₃, dan H₂SO₄.

C. Ikatan Logam

Atom-atom logam cenderung membentuk kation atau anion karena memiliki keelektonegatifan yang rendah. elektron-elektron yang terlepas tersebut dapat bergerak bebas dalam sisi-sisi logam. Adanya tarik-menarik antara muatan positif dan muatan negatif dari elektron akan mengikat atom logam tersebut hingga terbentuk ikatan logam. Elektron yang bebas bergerak dapat menyebabkan logam menghantarkan panas atau listrik.

logam mempunyai sifat yang khas, diantaranya:

1.) logam mempunyai sifat keras

2.) merupakan penghantar listrik atau panas yang baik

3.) memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi

4.) dapat dibentuk atau ditempa

5.) logam dapat dipadukan dengan logam lain

2. IKATAN ANTARMOLEKUL

Ikatan yang terjadi antarmolekul disebabkan karena adanya gaya tarik antarmolekul itu sendiri. Gaya antarmolekul merupakan gaya yang bekerja untuk mengikat molekul-molekul dalam satu kesatuan.

1) Gaya tarik dipol sesaat

Perpindahan elektron dari satu daerah ke daerah lainnya menyebabkan suatu molekul yang secara normal bersifat nonpolar menjadi polar, sehingga terbentuk dipole sesaat. Antarmolekul nonpolar terjadi gaya tarik-menarik yang lemah akibat terbentuknya dipole sesaat.

2) Gaya Van der Waals

Gaya Van der Waals adalah gaya tarik-menarik antarmolekul yang menyebabkan timbulnya kohesi molekul di dalam larutan atau padatan nonionik. Ada beberapa macam bentuk gayaVan der Waals, yaitu:

   - Gaya antardipol, yaitu tarik-menarik antarmolekul pada senyawa kovalen polar.

   - Gaya London, yaitu gaya tarik-menarik antarmolekul pada senyawa nonpolar.

3.) Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen terbentuk hanya dalam molekul yang mengandung nitrogen, oksigen, dan flour. Contohnya NH₃, H₂O, dan HF. Adanya ikatan hidrogen menyebabkan titik didih senyawa menjadi tinggi. Titik didih air lebih tinggi dari titik didih senyawa HF, karena pada air terdapat dua ikatan hidrogen tiap molekulnya.

3. GEOMETRI MOLEKUL

A. Teori Domain Elektron

Teori domain elektron adalah suatu cara meramalkan geometri molekul berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat. Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan elektron. Jumlah domain elektron ditentukan sebagai berikut:

-Setiap elektron ikatan (apakah ikatan tunggal, rangkap dua, atau rangkap tiga) merupakan satu domain.

-Setiap pasangan elektron bebas pada atom pusat merupakan satu domain.

Contohnya senyawa H₂O memiliki jumlah domain elektron 4 (2 PEB pada atom pusat dan 2 PEI).

B. Tipe Molekul

Tipe molekul merupakan suatu notasi yang menyatakan jumlah domain (pasangan elektron) di sekitar atom pusat dari suatu molekul, baik domain bebas maupun domain ikatan. Pada tipe molekul, atom pusat dinyatakan dengan lambing A, dan setiap pasangan elektron ikatan dinyatakan dengan lambing X, serta setiap pasangan elektron bebas dinyatakan dengan E. Jadi, tipe molekul dapat dinyatakan dengan notasi berikut

AX_nE_m   dengan “n” adalah jumlah PEI dan “m” adalah jumlah PEB

Tipe molekul dapat ditentukan dengan langkah-lamgkah berikut.

1.) Senyawa biner berikatan tunggal

Tipe molekul dapat ditentukan dengan menggunakan rumus

E = (EV-X)/2

Ket:

EV = jumlah elektron valensi atom pusat

E = jumlah PEB

X = jumlah PEI (yang terikat pada atom pusat)

2.) Senyawa biner berikatan rangkap 

Cara menentukan tipe molekul untuk senyawa biner berikatan rangkap ialah dengan mengalikan dua pada jumlah elektron yang digunakan untuk membentuk pasangan terikat.

C. Geometri Molekul

Geometri molekul merupakan susunan tiga dimensi dari atom-atom dalam suatu molekul. 

Berikut table tipe molekul dan geometri molekul.

PEI	PEB	Rumus	Tipe Molekul	Geometri Molekul	Sudut	Contoh
2	0	AX2	Linear		180o	BeCl2
3	0	AX3	Segitiga Planar		120o	BF3
2	1	AX2E	V bent		120o	SO2
4	0	AX4	Tetrahedral		109,5o	CH4
3	1	AX3E	Piramida trigonal		107,5o	NH3
2	2	AX2E2	Planar bentuk V		104,5o	H2O
5	0	AX5	Bipiramida trigonal		90o, 120o	PCl5
4	1	AX4E	Jungkat-jungkit		90o, 120o	SF4
3	2	AX3E2	Bentuk T		90o	IF3
2	3	AX2E3	Linear		180o	XeF2
6	0	AX6	Oktahedral		90o	SF6
5	1	AX5E	Piramida segi empat		90o	BrF5
4	2	AX4E2	Segi empat planar		90o	XeF4

4. Ikatan Polar dan Nonpolar

Salah satu pengaruh bentuk molekul terhadap sifat zat adalah pada kepolaran molekul. Molekul dikatakan bersifat nonpolar jika distribusi rapatan elektron dalam molekul tersebut secara merata. Molekul dikatakan bersifat polar jika distribusi rapatan elektron tidak  merata, sehingga ada sisi molekul yang distribusi rapatan elektronnya lebih besar, sementara sisi lainnya lebih rendah. Suatu molekul akan bersifat polar jika memenuhi dua syarat berikut:

1 ) Ikatan dalam molekul bersifat polar. Secara umum, ikatan antaratom yang berbeda dapat dianggap polar.

2.) Bentuk molekul tidak simetris, sehingga pusat muatan positif tidak berimpit dengan pusat muatan negatif.

5. Teori Hibridisasi

Teori hibridisasi merupakan istilah yang digunakan untuk pencampuran orbital-orbital atom dalam suatu atom pusat untuk menghasilkan sekumpulan orbital hibrida. Misalnya hibridisasi senyawa CH₄

₆C = 1s² 2s² 2p²

Orbital-orbital dasar dari atom C tidak dapat digunakan untuk berikatan dengan 4 atom H sehingga satu elektron dari orbital 2s melakukan eksitasi ke orbital 2p, untuk menyediakan 4 elektron yang tidak berpasangan. Orbital 2s “bergabung” dengan 3 orbital 2p membentuk orbital hibrida sp³ dan bentuknya tetrahedral. 

Berikut ini table bentuk orbital hibrida.

Orbital Hibrida	Bentuk Orbital Hibrida	Contoh
sp	Linear	BeCl2
sp2	Segitiga planar	BF3
sp3	Tetrahedral	CH4
sp3d	Trigonal bipiramida	PCl5
sp3d2	Oktahedral	SF6