Ikatan Kimia

    Unsur-unsur biasanya ditemukan di alam dalam keadaan tidak stabildan unsur-unsur tersebut cenderung untuk membentuk senyawa yanglebih stabil. Pembentukan senyawa ini terjadi melalui ikatan kimia. Ikatankimia yang terdapat dalam senyawa dapat berupa ikatan ion atau ikatankovalen.

A.Teori Kestabilan Atom

    Selain gas mulia, hampir semua unsur yang ada di alam terdapatsebagai senyawa (gabungan dua unsur atau lebih yang terikat secara ikatankimia). Semua ini menunjukkan bahwa di alam unsur-unsur tidak stabil dalam keadaan unsur bebas. Ketidakstabilan unsur-unsur ini ada hubungannya dengan konfigurasi elektron yang dimilikinya. 

Konsep ikatan kimia pertama kali dikemukakan oleh Gilbert Newton Lewis danLangmuir dari Amerika Serikat, serta Albrecht Kossel dari Jerman pada tahun 1916.

Adapun konsep tersebut sebagai berikut: 

• Kenyataan bahwa gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) sukar membentuk senyawa(sekarang telah dapat dibuat senyawa dari gas mulia Kr, Xe, dan Rn), merupakanbukti bahwa gas-gas mulia memilki susunan elektron yang stabil. 

• Setiap atom memiliki kecenderungan untuk mempunyai susunan elektron yangstabil seperti gas mulia, dengan cara melepaskan elektron, menerima elektron,atau menggunakan pasangan elektron secara bersama-sama.

Mereka mengemukakan bahwa jumlah elektron pada kulitterluar dari dua atom yang berikatan akan berubah sedemikian rupa sehingga konfigurasi elektron kedua atom tadi sama dengan konfigurasi elektron gas muliayaitu mempunyai 8 elektron pada kulit terluarnya. Oleh karena itu pernyataanKossel-Lewis ini disebut aturan oktet.

   Aturan oktet ini tidak berlaku untuk hidrogen sebab atom H akan membentuk konfigurasi elektron seperti He yaitu mempunyai 2 elektron pada kulit terluarnyapada saat membentuk ikatan yang disebut aturan duplet. 

 

B.Struktur Lewis 

Pada saat atom-atom membentuk ikatan, hanya elektron-elektron pada kulit terluar yang berperan yaitu elektron valensi.Struktur yang menggambarkan elektron pada kulit terluar suatu atom disebut struktur Lewis. 

 

C.Ikatan Ion 

    Ikatan ion (elektrovalen) adalah ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik–menarik elektrostatik antara ionpositif dan ion negatif, ini terjadi karena kedua ion tersebutmemiliki perbedaan keelektronegatifan yang besar. Ikatanion 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 tersebut, terjadi tarik-menarik (gaya elektrostatik) yang disebut ikatan ion. 

    Ikatan ion merupakan ikatan yang relatif kuat. Pada suhu kamar, semuasenyawa ion berupa zat padat kristal dengan struktur tertentu.Perhatikan beberapa contoh pembentukan senyawa ion beikut: 

1.Pembentukan NaCl 

   Garam dapur (NaCl) merupakan senyawa ionik yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Petani garam memperoleh kristal NaCl secara tradisional yaitu dengan cara menguapkan air laut dengan bantuan sinar matahari.

 

   Natrium mempunyai kecenderungan untuk melepaskan elektron terluar daripada klor karena energi ionisasinya lebih rendah dibandingkan dengan klor.Untuk mencapai konfigurasi elektron stabil,natrium melepaskan satu elektron terluarnya sedangkan klor menerima elektron. Pada pembentukan NaCl, satu elektron dari Na akan diterima oleh Cl. 

 

Setelah terjadi perpindahan elektron, atom-atom tidak lagi bersifat netral tapi menjadi ionyang bermuatan. Atom Na melepaskan satu elektron menjadi ionNa+, sedangkan klor menerima satu elektron menjadi ion Cl–. Ion Na+dan Cl–akan tarik-menarik dengan gaya elektrostatik sehingga berikatan.

 Na → Na+ + e

  

D.Ikatan KovalenTunggal 

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat pemakaian pasangan elektron secara bersama-sama olehdua atom. Ikatan kovalen terbentuk di antara dua atom yang sama-sama ingin menangkap elektron (sesama atom nonlogam).Cara atom-atom saling mengikat dalam suatu molekul dinyatakan oleh rumusbangun atau rumus struktur. Rumus struktur diperoleh dari rumus Lewis dengan mengganti setiap pasangan elektron ikatan dengan sepotong garis.

Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama sepasang elektron (setiap atom memberikan satu elektron untuk digunakan bersama).Pemakaian bersama pasangan elektron pada ikatan kovalen dapat digambarkan melalui struktur Lewis.

Perhatikan contoh berikut: 

1.Ikatan kovalen tunggal pada molekul CH4

Atom C memiliki konfigurasi elektron 2 4 , sehingga elektron valensinya 4.Adapun konfigurasi elektron atom H adalah 1 sehingga elektron valensinyaadalah 1.Jadi, dapat digambarkan struktur Lewis berikut:

 

Untuk mencapai kestabilannya, atom C cenderung menerima 4 elektron,sedangkan atom H cenderung menerima 1 elektron. Atom C dapat berikatandengan atom H dengan cara pemakaian elektron bersama sehingga 1 atom.

 
Dan struktur ikatan kovalen tunggal yang terbentuk dapat dituliskan sebagai berikut:

 

2.Ikatan kovalen tunggal pada molekul H2

Atom H memiliki konfigurasi elektron 1 sehingga elektron valensinya 1. Untuk mencapai kestabilannya, atom H cenderung menerima 1 elektron. Jika 2 atomH saling berikatan, setiap atom H menyumbangkan 1 elektron untuk digunakan bersama sehingga elektron yang digunakan bersama jumlahnya 2. 

 

3.Ikatan kovalen tunggal pada molekul HCl 

 

E.Ikatan kovalen rangkap

Dalam mencapai konfigurasi stabil gas mulia, dua atom tidak saja dapat memiliki ikatan melalui sepasang elektron tetapi juga dapat 2 atau 3 pasang.Ikatan dengan dua pasang elektron milik bersama disebut ikatan rangkap dua(dilambangkan dengan dua garis).Ikatan dengan tiga pasang elektron milik bersama disebut ikatan rangkap tiga(dilambangkan dengan tiga garis). 

Perhatikan contoh berikut:

1.Ikatan kovalen rangkap dua pada molekul O2 

Atom O memiliki konfigurasi elektron 2 6 sehingga elektron valensinya 6.Untuk mencapai kestabilannya, atom O cenderung menerima 2 elektron.Jika 2 atom O saling berikatan, setiap atom O harus menyumbangkan 2elektron untuk digunakan bersama sehingga elektron yang digunakanbersama jumlahnya 4 .

 

2.Ikatan kovalen rangkap dua pada molekul CO2 

 

    3.Ikatan kovalen rangkap tigapada molekul N2

       Atom N memiliki konfigurasi elektron 2 5 sehingga elektronvalensinya 5. Untukmencapai kestabilannya, atom N cenderung menerima3 elektron. Jika 2 atom N saling berikatan, setiap atom N harusmenyumbangkan 3 elektron untuk digunakan bersama sehingga elektronyang digunakan bersama berjumlah 6.

F.Ikatan Kovalen Koordinat

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang terbentuk dari pemakaian pasangan elektron bersama yang berasal dari salah satu atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Contoh senyawa yang memiliki ikatan kovalenkoordinasi adalah HNO3, NH4Cl, SO3, dan H2SO4.

Ciri dari ikatan kovalen koordinasi adalah pasangan elektron bebas darisalah satu atom yang dipakai secara bersama-sama,seperti pada contoh senyawa HNO3berikut ini. Tanda panah ( → ) menunjukkan pemakaianelektron dari atom N yang digunakan secara bersama oleh atom N dan O. 

 

G.Penyimpangan Aturan Oktet 

Ikatan kovalen terbentuk antara atom nonlogam dan atom nonlogam lainnya dengan cara pemakaian elektron bersama sehingga setiap atom yang terlibat memenuhi kaidah oktet/duplet. Akan tetapi,aturan ituternyata banyak dilanggar dan gagal dalam meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur-unsur transisi dan postransisi.  

Pengecualian aturan oktet dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut: 

1.Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet. 

Senyawa yang atom pusatnya mempunyai elektron valensi kurang dari 4 termasuk dalam kelompok ini. Hal ini menyebabkan setelah semua elektron valensinya dipasangkan tetap belum mencapai oktet. Contohnya  adalah BeCl2, BCl3, dan AlBr3.

 

2.Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil.

   contohnya adalah NO2, yang mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) =17.

 

3.Senyawa yang melampaui aturan oktet.

Ini terjadi pada unsur-unsur periode 3 atau lebih yang dapat menampung lebih dari 8 elektron pada kulit terluarnya (ingat, kulit M dapatmenampunghingga 18 elektron). Beberapa contoh adalah PCl5, SF6, ClF3, IF7, danSbCl5. 

 

H.Ikatan Kovalen Polar dan Nonpolar 

Kepolaran atau pengkutuban dalam ikatan kimia adalah suatu keadaan yang disebabkan distribusi (penyebaran) elektron tidak merata atau elektron lebih cenderung tertarik pada salah satu atom. Kepolaran erat kaitannya dengan keelektronegatifan dan bentuk molekul. 

1)Ikatan Kovalen Polar

Senyawa kovalen dikatakan polar jika senyawa tersebut memiliki perbedaan keelektronegatifan. Dengan demikian, pada senyawa yang berikatan kovalen terjadi pengutuban muatan. Ikatan kovalen tersebut dinamakan ikatan kovalen polar.Pada ikatan kovalen polar, distribusi elektron pada dua atom yang berikatan tidak merata. Artinya, salah satu atom lebih kuat menarik elektron ke arahnya (atom yang lebih elektronegatif), sehingga pada atom itu terkumpul elektron dan terbentuk kutub negatif, sedangkan atom yang elektronnya tertarik membentuk kutub positif, serta bentuk molekulnya asimetris atau tidak simetris. 

Contoh: Dalam pembentukan molekul HF, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan tidak seimbang oleh inti atom H dan inti atom F sehingga terjadi pengutuban atau polarisasi muatan. 

 

Perbedaan keelektronegatifan atom H dan atom F cukup besar yaitusekitar1,9. Senyawa-senyawa lain yang bersifat kovalen polar dan memilikiperbedaan keelektronegatifan seperti pada tabel berikut. 

 

2)Ikatan Kovalen Nonpolar 

Pada ikatan kovalen nonpolar, distribusi elektron pada kedua atom yang saling berikatan merata. Artinya, tarikan elektron dari tiap –tiap atom sama besar (harga keelektronegatifan sama), sehingga tidak membentuk polarisasi muatan serta bentuk molekul akan menjadi simetris. 

Contoh: Dalam pembentukan molekul I2, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan secara seimbang oleh kedua inti atom iodin tersebut. Oleh karenaitu, tidak akan terbentuk muatan (tidak terjadi pengutuban atau polarisasi muatan).