Ikatan Kimia – Kalian pastinya sudah tahu dan mengenal unsur-unsur yang ada di sistem periodik, kan? Sebagian besar unsur-unsur yang ada di Bumi membentuk pasangan, lho! Cara unsur membentuk pasangan dengan unsur yang lain yaitu melalui ikatan kimia.
Ikatan kimia merupakan gaya tarik elektrostatik antar atom-atom sehingga dapat bergabung dan membentuk suatu senyawa. Berikut akan dibahas secara lengkap mengenai ikatan kimia, jenis-jenis ikatan kimia beserta contohnya. Disimak, yah!
Ikatan Kimia yang Mengikuti Aturan Oktet
Kecenderungan suatu unsur untuk berpasangan disebabkan karena unsur tersebut belum stabil. Dalam sistem periodik, unsur-unsur yang sangat stabil berada pada golongan VIII A atau golongan gas mulia. Unsur-unsur yang ada pada golongan ini cenderung tidak berpasangan karena sudah stabil.
Olehnya itu, unsur-unsur lain akan mencari pasangan untuk mencapai kestabilan seperti unsur gas mulia. Aturan oktet merupakan kaidah yang dibuat sesuai kecenderungan unsur-unsur saat berikatan. Dimana unsur-unsur pada golongan utama cenderung akan membentuk ikatan dengan unsur lain.
Dengan cara melepas atau menangkap elektron sehingga elektron terluar (elektron valensi) dari unsur tersebut mencapai dua atau delapan yang sama dengan elektron valensi unsur-unsur pada golongan gas mulia.
Namun, terdapat sebagian kecil dari unsur-unsur yang ada pada sistem periodik yang tidak mengikuti aturan oktet. Contohnya, unsur Li, Be, dan B.
Jenis-jenis Ikatan Kimia
Terdapat 3 jenis ikatan kimia yang digunakan unsur-unsur untuk membentuk senyawa. Diantaranya yaitu ikatan kovalen, ikatan ionik, dan ikatan logam. Berikut penjelasan lengkap mengenai ketiga jenis ikatan tersebut.
1. Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen terbentuk saat atom atau unsur berikatan satu dengan yang lainnya melalui pemakaian bersama pasangan elektron. Elektron yang terlibat dalam proses pembentukan ikatan kovalen adalah elektron terluar dari suatu atom yang biasa disebut dengan elektron valensi.
Contohnya, coba kalian perhatikan gambar berikut.
img2.pngdownload.id
pada unsur natrium, 2 elektron yang menempati kulit K dan 8 elektron yang menempati kulit L merupakan elektron dalam, sedangkan 1 elektron yang menempati kulit M adalah elektron valensi.
Untuk memudahkan dalam memahami proses pembentukan ikatan kovalen dari suatu senyawa maka digunakan simbol Lewis atau lambang Lewis. Lambang Lewis merupakan penulisan lambang unsur yang diberi sejumlah titik yang mewakili elektron valensi dari unsur tersebut.
Jika elektron valensi kurang dari empat, maka peletakan titik-titik tersebar atau terpisah. Sedangkan jika elektron valensi lebih dari empat, kelebihannya digambar berpasangan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
majalah1000guru.net
Ikatan kovalen ditandai dengan adanya pemakaian bersama elektron yang biasa disebut Pasangan Elektron Ikatan (PEI) dari atom-atom yang berikatan seperti gambar berikut.
idschool.net
Pasangan elektron yang dipakai bersama dapat juga dituliskan dengan tanda garis antara dua atom yang membentuk ikatan kovalen seperti contoh berikut
rumushitung.com
Ikatan kovalen terbagi menjadi 3 macam yaitu ikatan kovalen tunggal, ikatan kovalen rangkap, dan ikatan kovalen koordinasi.
a. Ikatan Kovalen Tunggal
Ikatan ini merupakan ikatan kovalen yang ditandai dengan penggunaan sepasang elektron untuk dipakai bersama. Contoh ikatan kovalen tunggal sebagai berikut:
idschool.net
b. Ikatan Kovalen Rangkap
Ikatan ini didefinisikan sebagai ikatan kovalen yang ditandai dengan pemakaian lebih dari sepasang elektron untuk digunakan bersama. Ikatan kovalen rangkap dapat terjadi antara dua atom yang sama atau dua atom yang berbeda. Contohnya:
3.bp.blogspot.com
c. Ikatan Kovalen Koordinasi
Telah dikemukakan di awal bahwa ikatan kovalen terbentuk apabila sepasang elektron dipakai secara bersama oleh dua atom. Pada pembentukan ikatan kovalen koordinasi, asal dari sepasang elektron tersebut hanya berasal dari salah satu atom saja. Contohnya
materikimia.com
d. Ikatan Kovalen Polar
Ikatan kovalen polar dapat terjadi jika dua atom yang berikatan merupakan atom yang berbeda. Misalnya pada senyawa heterodiatomik seperti HF, HCl, HBr, dan HI. Ikatan kovalen polar juga terjadi pada senyawa biner lain seperti NH3, H2O, SF6, IF7, dan PCl5.
Pasangan elektron pada ikatan kovalen tertarik lebih kuat ke arah atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar. Sehingga terjadi fenomena mengutub pada senyawa dengan ikatan kovalen polar.
Contohnya, pasangan elektron pada senyawa HF tertarik lebih kuat ke arah atom fluorin sehingga pada atom hidrogen terbentuk kutub positif (+) sedangkan pada atom fluorin terbentuk kutub negatif (-).
Semakin besar perbedaan keelektronegatifan dari dua atom yang berikatan kovalen maka semakin polar senyawa yang terbentuk.
2. Ikatan Ionik
Ikatan ionik merupakan ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik elektrostatik antara ion bermuatan positif (kation) dan ion bermuatan negatif (anion) untuk membentuk senyawa ionik. Ion adalah atom atau dapat pula sebagai kumpulan atom yang memiliki muatan. Contohnya, Na+, Mg2+, Al3+, O2-, F– dan lain sebagainya.
Ikatan ionik umumnya terjadi pada gabungan antara atom logam dan atom nonlogam. Atom logam cenderung melepaskan elektron sedangkan atom nonlogam cenderung menerima elektron.
Pembentukan senyawa ionik dari atom-atomnya dalam fase gas, dimulai dengan terjadinya transfer satu atau lebih elektron dari atom logam ke atom nonlogam seperti yang ditunjukkan pada contoh senyawa berikut.
Contoh 1:
Na(g) → Na+(g) + e (Pembentukan kation)
Cl(g) + e → Cl–(g) (Pembentukan anion)
Na+ (g) + Cl– (g) → NaCl(g) (Pembentukan ikatan ionik)
Na(g) + Cl(g) → NaCl(g)
Contoh 2:
Mg(g) → Mg2+(g) + 2e (Pembentukan kation)
O(g) + 2e → O2-(g) (Pembentukan anion)
Mg2+(g) + O2-(g) → MgO(g) (Pembentukan ikatan ionik)
Mg(g) + O(g) → MgO(g)
Atom yang sebagian elektronnya pindah ke atom lain akan menjadi ion positif atau kation, sedangkan atom yang menerima elektron dari atom lain akan menjadi ion negatif atau anion.
a. Sifat-sifat Senyawa Ionik
Senyawa ionik memiliki beberapa sifat dan karakteristik khas sebagai berikut.
- Memiliki daya hantar listrik yang rendah dalam wujud padatan tetapi cukup tinggi dalam keadaan lebur. Mengapa demikian? Karena dalam keadaan lebur, kation-kation dan anion-anion pada senyawa ionik bisa bergerak bebas di bawah pengaruh medan listrik.
- Sifat khas lainnya dari senyawa ionik yakni titik lebur dari logamnya yang tinggi. Kondisi tersebut terjadi karena adanya perbedaan panjang ikatan ionik dari senyawa-senyawa ionik. Semakin pendek panjang ikatan ionik suatu senyawa maka semakin tinggi titik leburnya.
- Senyawa ionik mudah larut dalam pelarut dengan kepolaran yang tinggi seperti air. Senyawa ionik tidak larut dalam pelarut nonpolar seperti CCl4, CS2. Juga tidak larut dalam pelarut organik seperti aseton, dimetil eter, dan etanol.
- Senyawa ionik memiliki ciri keras tapi rapuh.
b. Energi Ionisasi dan Afinitas Elektron
Energi ionisasi merupakan energi yang diperlukan suatu atom atau ion untuk melepaskan satu elektron terluarnya dalam wujud gas. Dengan kata lain. energi ionisasi merupakan energi yang diperlukan elektron untuk melawan gaya tarik dari inti atom yang bermuatan positif, sehingga elektron dapat terlepas dari kulit terluar atomnya.
jika jarak antara elektron terluar dengan inti atom semakin jauh maka energi yang diperlukan untuk elektron bisa terlepas dari daya tarik inti semakin kecil, Artinya energi ionisasinya kecil. Dari sini dapat disimpulkan bahwa panjang jari-jari atom mempengaruhi energi ionisasi atom.
Pada satu golongan yang sama diurutkan dari atas ke bawah, energi ionisasi unsur-unsur segolongan semakin kecil yang diakibatkan oleh jari-jari atom yang semakin panjang. Semakin besar energi ionisasi suatu atom maka semakin mudah atom tersebut membentuk ion negatif. Berikut contohnya:
Na(g) → Na+(g) + e EI = 495,8 kJ/mol
Al(g) → Al3+(g) + e EI = 5139,1 kJ/mol
c. Afinitas Elektron
Beberapa unsur yang ada di sistem periodik lebih mudah untuk menangkap elektron dibanding melepaskan elektron. Energi yang dilepaskan ketika suatu atom menarik elektron dari atom yang lain. semakin besar afinitas elektron suatu atom maka semakin mudah atom tersebut untuk membentuk ion negatif. Berikut contohnya:
O(g) + 2e → O2-(g) AE = 639 kJ/mol
N(g) + 3e → N3-(g) AE = 1736 kJ/mol
3. Ikatan Logam
Tahukah kalian kalau unsur terbanyak di dunia ini adalah unsur logam ? Memang fakta tersebut benar adanya. Kalian pasti sudah tahu beberapa karakteristik dari logam yang diantaranya mudah ditempa, konduktor listrik dan panas yang baik, dan berkilau apabila digosok.
Ikatan logam sesuai namanya yaitu ikatan kimia yang umum terjadi antar atom-atom logam segolongan maupun tidak segolongan. Ikatan logam terbentuk akibat adanya gaya tarik elektrostatik antara kation logam dengan elektron atom-atom logam.
Sebagai contoh, logam magnesium diasumsikan terdiri dari ion-ion Mg2+ yang tersusun secara teratur dan berulang. Disekitar ion-ion tersebut terdapat awan elektron yang terbentuk dari elektron valensi atom-atom logam Mg.
Logam memiliki ciri khas yaitu mudah untuk ditempa menjadi lembaran tipis dan diregangkan. Sifat khusus dari logam ini hanya dapat dijelaskan dengan beberapa model susunan atom dalam suatu logam.
Kekuatan ikatan logam dapat dilihat dari besaran nilai titik lebur dari suatu logam. Semakin kuat ikatan logam, maka semakin tinggi titik lebur logam tersebut. Sebagai contoh, titik lebur logam-logam pada golongan utama. Dimana kekuatan ikatan logam Na < logam Mg < logam Al. Akibatnya, titik lebur logam Al > logam Mg > logam Na.
Pada waktu logam diberi beda potensial, awan elektron mengalami pergerakan sehingga terjadi daya hantar listrik. Mudahnya lautan elektron dalam logam bergerak mengakibatkan logam mampu memindahkan energi panas dari bagian logam yang temperaturnya lebih tinggi ke bagian logam yang lain yang temperaturnya lebih rendah. Hal ini yang menyebabkan logam dapat berfungsi sebagai konduktor panas yang baik.
Permukaan logam tampak berkilau karena elektron-elektron dalam logam mampu memantulkan sinar datang dengan frekuensi yang sama. cahaya yang mengenai permukaan logam menyebabkan elektron-elektron tersebut bervibrasi dengan frekuensi vibrasi yang sama dengan frekuensi cahaya. Terdapat tiga macam kilau logam yaitu kilau perak, kilau emas, dan kilau tembaga.
Sebagian besar logam juga mampu dibuat paduannya atau aloi untuk menciptakan sifat dan kegunaan tertentu dari logam.
Keelektronegatifan dan Kepolaran Ikatan Kovalen
Atom-atom dari tiap unsur tentunya memiliki inti atom yang mengandung proton dengan jumlah yang berbeda. Kalian sudah tahu bahwa proton bermuatan positif. Inti atom yang mengandung proton bermuatan positif cenderung menarik elektron-elektron yang terdapat dalam atom.
Selain itu, inti atom mampu menarik atau menangkap elektron-elektron yang berasal dari atom lainnya. Tiap unsur memiliki kemampuan menarik elektron yang berbeda antara satu unsur dengan unsur lainnya. Keadaan tersebutlah yang menggambarkan adanya perbedaan keelektronegatifan.
Keelektronegatifan adalah kemampuan relatif suatu atom untuk menarik elektron ke arah dirinya sendiri saat atom tersebut berikatan dengan atom yang lain.
Perbedaan keelektronegatifan tiap unsur yang berikatan kovalen mengakibatkan ikatan kovalen terbagi lagi menjadi ikatan kovalen polar dan ikatan kovalen nonpolar.
Contoh Soal Ikatan Kimia
Berikut pertanyaan-pertanyaan yang bisa kalian pelajari untuk merangkum materi kali ini!
1. Berdasarkan lambang Lewis nitrogen dan fluorin, prediksi rumus kimia senyawa biner stabil yang terbentuk dari nitrogen dan fluorin dan gambarkan struktur Lewisnya?
Lambang Lewis dari nitrogen digambarkan dengan lima titik karena elektron valensi nitrogen adalah lima. sedangkan elektron valensi fluorin adalah tujuh sehingga lambang Lewisnya diwakili dengan tujuh titik.
Berdasarkan aturan oktet, nitrogen memerlukan tiga elektron tambahan untuk mencapai oktet dan fluorin memerlukan satu elektron. Dengan demikian, nitrogen harus memiliki sepasang elektron dengan tiga atom fluorin agar mencapai oktet. Oleh karena itu, bentuk senyawa biner yang bisa terbentuk adalah NF3 dengan struktur Lewis sebagai berikut:
2. Prediksi ion yang dapat dibentuk oleh unsur Sr, S, dan Al!
Untuk menyelesaikan soal di atas, kalian harus menentukan berapa banyak elektron yang mungkin diperoleh atau dilepaskan oleh atom Sr, S dan Al. Untuk mengetahuinya, kalian bisa menggunakan posisi unsur dalam sistem periodik unsur untuk memprediksi apakah unsur membentuk kation atau anion. Kalian juga harus mengetahui konfigurasi elektron masing-masing atom untuk menentukan jumlah ion yang bisa dibentuk.
- Stronsium (Sr) merupakan unsur logam yang berada pada golongan IIA sehingga akan cenderung membentuk kation. Konfigurasi elektronnya yaitu [Kr] 5s2 atom Sr akan cenderung melepas 2 elektron terluarnya (elektron valensi) untuk mencapai oktet. Sehingga dihasilkan ion Sr2+
- Sulfur (S) merupakan unsur nonlogam yang berada pada golongan VIA sehingga akan cenderung membentuk anion. Konfigurasi elektronnya yaitu [Ne]3s23p4, atom S akan cenderung menangkap 2 elektron dari atom lain untuk mencapai oktet. Sehingga akan terbentuk ion S2-
- Aluminium (Al) merupakan unsur logam yang berada pada golongan IIIA sehingga cenderung akan membentuk kation. Sehingga akan cenderung membentuk ion Al3+
3. Tuliskan kegunaan logam berdasarkan sifat fisiknya yaitu kuat, lentur, dan berkilau disertai contoh!
Logam emas memiliki karakteristik mudah ditempa sehingga mudah dibentuk menjadi perhiasan seperti kalung, gelang, dan anting. Selain itu, logam emas juga memiliki kilauan yang sangat bagus sehingga terpilih untuk menjadi bahan utama untuk membuat perhiasan yang bernilai tinggi.
Beberapa jenis logam bisa dipadukan atau aloi untuk menggabungkan kekuatan beberapa jenis logam. contohnya besi yang bisa dipadukan dengan karbon untuk membuat baja karbon yang sangat kuat. Biasanya digunakan untuk membuat kerangka mobil dan konstruksi bangunan.
Paduan besi, karbon, nikel, dan kromium dapat menghasilkan baja tahan karat (stainless steel). Paduan tersebut biasanya digunakan untuk membuat garpu, sendok, panci, wajan, hingga pisau.
Konsep ikatan kimia yang telah banyak dibahas di atas akan lebih mudah dipahami dengan banyak latihan mengerjakan contoh-contoh soal terkait ikatan ionik, ikatan kovalen, serta ikatan logam.
Video Pembalajaran Ikatan Kimia
Agar lebih paham, kamu bisa menyaksikan video pembelajaran yang membahas materi ikatan kimia diatas.