BAHAN AJAR kimia
STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK DAN IKATAN KIMIA
Mata Pelajaran : Kimia
Kelas/Semester : XI IPA / Ganjil
DISUSUN OLEH:
Drs. Wasir Nuri
Yoza fitriadi
PEMERINTAH KABUPATEN BENGKULU TENGAH
DINAS PENDIDIKAN
SMA NEGERI 1 TALANG EMPAT
2011
STANDAR KOMPETENSI
KOMPETENSI DASAR
INDIKATOR
TUJUAN PEMBELAJARAN
Perkembangan dan Sifat-Sifat Periodik Unsur
A. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK
Usaha pengelompokan unsur-unsur berdasarkan kesamaan sifat dilakukan agar unsur-unsur tersebut mudah dipelajari.
1. TRIADE DOBEREINER
Pada tahun 1829, Johan Wolfgang Dobereiner mempelajari sifat-sifat beberapa unsur yang sudah diketahui pada saat itu. Dobereiner melihat adanya kemiripan sifat di antara beberapa unsur, lalu mengelompokkan unsur-unsur tersebut menurut kemiripan sifatnya. Ternyata tiap kelompok terdiri dari tiga unsur sehingga disebut triade. Apabila unsur-unsur dalam satu triade disusun berdasarkan kesamaan sifatnya dan diurutkan massa atomnya, maka unsur kedua merupakan rata-rata dari sifat dan massa atom dari unsur pertama dan ketiga.
Tabel 1. Daftar Unsur Triade Dobereiner
2. TEORI OKTAF NEWLANS
Pada tahun 1864, John Alexander Reina Newland menyusun daftar unsur yang jumlahnya lebih banyak. Susunan Newland menunjukkan bahwa apabila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, maka unsur pertama mempunyai kemiripan sifat dengan unsur kedelapan, unsur kedua sifatnya mirip dengan unsur kesembilan, dan seterusnya. Penemuan Newland ini dinyatakan sebagai Hukum Oktaf Newland.
Tabel 2. Daftar Unsur Oktaf Newland
Pada saat daftar Oktaf Newland disusun, unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) belum ditemukan. Gas Mulia ditemukan oleh Rayleigh dan Ramsay pada tahun 1894. Unsur gas mulia yang pertama ditemukan ialah gas argon. Hukum Oktaf Newland hanya berlaku untuk unsur-unsur dengan massa atom yang rendah.
3. SISTEM PERIODIK MENDELEEV
Pada tahun 1869, tabel sistem periodik mulai disusun. Tabel sistem periodik ini merupakan hasil karya dua ilmuwan, Dmitri Ivanovich Mendeleev dari Rusia dan Julius Lothar Meyer dari Jerman.Mendeleev yang pertama kali mengemukakan tabel sistem periodik, maka ia dianggap sebagai penemu tabel sistem periodik yang sering disebut juga sebagai sistem periodik unsur pendek.
Tabel 3. Sistem Periodik Unsur Mendeleev pada tahun 1871
Sistem periodik Mendeleev disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat. Sistem periodik Mendeleev pertama kali diterbitkan dalam jurnal ilmiah Annalen der Chemie pada tahun 1871.
Hal penting yang terdapat dalam sistem periodik Mendeleev antara lain sebagai berikut:
a. dua unsur yang berdekatan, massa atom relatifnya mempunyai selisih paling kurang dua atau satu satuan;
b. terdapat kotak kosong untuk unsur yang belum ditemukan, seperti 44, 68, 72, dan 100;
c. dapat meramalkan sifat unsur yang belum dikenal seperti ekasilikon; d. dapat mengoreksi kesalahan pengukuran massa atom relatif beberapa unsur, contohnya Cr = 52,0 bukan 43,3.
1. Kelebihan sistem periodik Mendeleev
a. Sifat kimia dan fi sika unsur dalam satu golongan mirip dan berubah secara teratur.
b. Valensi tertinggi suatu unsur sama dengan nomor golongannya.
c. Dapat meramalkan sifat unsur yang belum ditemukan pada saat itu dan telah mempunyai tempat yang kosong.
2. Kekurangan sistem periodik Mendeleev
a. Panjang periode tidak sama dan sebabnya tidak dijelaskan.
b. Beberapa unsur tidak disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya, contoh : Te (128) sebelum I (127).
c. Selisih massa unsur yang berurutan tidak selalu 2, tetapi berkisar antara 1 dan 4 sehingga sukar meramalkan massa unsur yang belum diketahui secara tepat.
d. Valensi unsur yang lebih dari satu sulit diramalkan dari golongannya.
e. Anomali (penyimpangan) unsur hidrogen dari unsur yang lain tidak dijelaskan.
4. SISTEM PERIODIK MODERN
Pada tahun 1914, Henry G. J. Moseley menemukan bahwa urutan unsur dalam tabel periodik sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur. Moseley berhasil menemukan kesalahan dalam tabel periodik Mendeleev, yaitu ada unsur yang terbalik letaknya. Penempatan Telurium dan Iodin yang tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya, ternyata sesuai dengan kenaikan nomor atom. Telurium mempunyai nomor atom 52 dan iodin mempunyai nomor atom 53. Sistem periodik modern bisa dikatakan sebagai penyempurnaan sistem periodik Mendeleev. Sistem periodik modern dikenal juga sebagai sistem periodik bentuk panjang, disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Dalam sistem periodik modern terdapat lajur mendatar yang disebut periode dan lajur tegak yang disebut golongan.
B. SISTEM PERIODIK DAN KONFIGURASI ELEKTRON
1. PERIODE DAN GOLONGAN
Periode berisi unsur-unsur dalam baris horizontal. Golongan berisi unsur-unsur dengan kolom vertikal. Dalam tabel periodik modern, golongan diberi label. Label yang dipakai ada yang mengikuti aturan lama, ada juga yang mengikuti aturan baru (IUPAC). Menurut aturan lama, nomor golongan ditandai dengan angka romawi diikuti huruf A dan B, sedangkan menurut aturan IUPAC menyarankan golongan dinomori mulai dari angka 1 sampai angka 18.
Contoh: Unsur-unsur pada kolom ke-13, menurut aturan lama diberi nomor IIIA, sedangkan menurut IUPAC diberi nomor 13.
Unsur-unsur golongan A disebut unsur-unsur utama dan unsur-unsur golongan B disebut unsur-unsur transisi, atau transisi deret pertama. Dua baris yang diletakkan di bawah tabel dinamakan unsur-unsur transisi dalam (golongan aktinida dan lantanida). Pada tabel periodik modern, unsur-unsur dapat digolongkan ke dalam logam, bukan logam, dan semi-logam (metalloid). Penggolongannya dapat dipahami dengan mudah dengan memerhatikan bagan Gambar dibawah ini yang menampilkan beberapa unsur utama.
Unsur-unsur logam berada dalam golongan IA sampai IIIA dan unsur transisi, unsur-unsur bukan logam berada dalam golongan VA sampai VIIIA. Adapun golongan IVA dengan arah diagonal ke kanan bawah, umumnya semi-logam.
2. HUBUNGAN KONFIGURASI ELEKTRON DENGAN SISTEM PERIODIK
Dalam tabel periodik modern, unsur-unsur dalam satu golongan memiliki sifat-sifat yang mirip, demikian pula dalam satu periode memiliki sifat-sifat beraturan. Mengapa demikian? Kemiripan dan keteraturan sifat- sifat unsur dalam tabel periodik ada kaitannya dengan konfigurasi elektron atom dari unsur-unsur itu.
a. Periode dan Konfigurasi Elektron
Adakah hubungan antara jumlah unsur yang terdapat dalam tiap periode dan konfigurasi elektronnya? Jika Anda simak tabel periodik pada baris mendatar kemudian dihubungkan dengan jumlah elektron dalam setiap lintasan atau orbit, tentu Anda akan memperoleh kesimpulan sebagai berikut. 1. Jumlah unsur dalam periode 1 menyatakan jumlah maksimum elektron yang menghuni orbit ke-1, yaitu 2 macam unsur. 2. Jumlah unsur dalam periode 2 menyatakan jumlah maksimum elektron yang menghuni orbit ke-2, yaitu 8 unsur.
Contoh: Jumlah elektron maksimum yang dapat menghuni orbit-1 (n = 1) adalah 2 elektron sehingga jumlah unsur yang terdapat dalam periode 1 adalah 2 macam. Demikian juga pada orbit ke-2 (n=2) dapat dihuni maksimum oleh 8 elektron sehingga jumlah unsur pada periode 2 adalah 8 macam.
Pertanyaan selanjutnya adalah adakah hubungan antara posisi unsur-unsur dalam periode dan konfigurasi elektronnya? Untuk menemukan jawabannya, Anda dapat menghubungkannya dengan kedudukan elektron valensi dari atom unsur itu. Jika elektron valensi berada dalam orbit ke-3 maka unsur yang bersangkutan akan menghuni periode 3.
b. Golongan dan konfigurasi elektron
Pertanyaan selanjutnya adalah apakah ada hubungan antara golongan dalam tabel periodik dan konfigurasi elektron? Untuk menemukan jawaban tersebut, kembangkan oleh Anda konfigurasi elektron unsur-unsur, misalnya golongan IA (H, Na, K) dan golongan IIA (Be, Mg, Ca), kemudian temukan kesamaannya pada setiap golongan
B. SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR
Sifat periodik adalah sifat yang berubah secara beraturan sesuai dengan kenaikan nomor atom, yaitu dari kiri kekanan dalam satu periode dan dari atas ke bawah dalam satu golongan. Sifat-sifat periodik yang ada meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, titik cair, serta titik didih.
1. JARI-JARI ATOM
Jari-jari atom didefinisikan sebagai setengah jarak antara dua inti atom yang berikatan dalam wujud padat.
Gambar jari-jari atom
Tabel 1 . Jari-jari atom menutut golongan
Hasil pengukuran ditunjukkan pada Tabel diatas. Jika Anda perhatikan maka akan terlihat adanya keteraturan jari-jari, baik dalam golongan yang sama maupun dalam periode yang sama.
Perhatikanlah jari-jari atom dari atas ke bawah dalam golongan yang sama. Apakah yang dapat Anda simpulkan mengenai jari-jari atom dalam golongan yang sama? Bertambahnya jari-jari atom dari atas ke bawah dalam golongan yang sama disebabkan bertambahnya orbit (lintasan) elektron. Bertambahnya orbit menyebabkan volume atom mengembang sehingga jari-jari atom meningkat.
Perhatikanlah jari-jari atom dari kiri ke kanan dalam periode yang sama. Apakah yang dapat Anda simpulkan mengenai jari-jari atom dalam periode yang sama?
Penurunan jari-jari atom dari kiri ke kanan dalam periode yang sama disebabkan bertambahnya jumlah proton di dalam inti atom, sedangkan jumlah orbitnya sama. Dengan bertambahnya jumlah proton, tarikan inti terhadap elektron valensi makin kuat sehingga terjadi pengerutan volume atom. Akibatnya, jari-jari atom dari kiri ke kanan mengecil.
2. ENERGI IONISASI
Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron valensi dari suatu atom atau ion dalam wujud gas. Nilai energi ionisasi bergantung pada jarak elektron valensi terhadap inti atom. Makin jauh jarak elektron valensi terhadap inti atom, makin lemah tarikan inti terhadap elektron sehingga energi ionisasi makin kecil.
Pada periode yang sama, dari kiri ke kanan jari-jari atom relatif tetap, tetapi muatan inti bertambah. Hal ini menyebabkan tarikan inti terhadap elektron valensi makin besar. Bagaimanakah kecenderungan energi ionisasi jika diurutkan dari kiri ke kanan pada periode yang sama?
Selain muatan inti atom, energi ionisasi juga dipengaruhi oleh konfigurasi elektron, terutama konfigurasi elektron dengan jumlah elektron valensi sebanyak 8 (golongan VIIIA, gas mulia). Pada setiap periode, energi ionisasi terbesar dimiliki oleh unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, dan Xe). Unsur- unsur gas mulia adalah contoh unsur-unsur paling stabil. Kestabilan ini disebabkan atom-atom gas mulia memiliki elektron valensi paling banyak (8 elektron). Oleh karena itu, untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom gas mulia memerlukan energi ionisasi yang sangat besar.
3. AFINITAS ELEKTRON
Afinitas elektron adalah perubahan energi atom ketika elektron ditambahkan kepada atom itu dalam keadaan gas. Berbeda dengan energi ionisasi, afinitas elektron dapat berharga positif atau negatif. Jika satu elektron ditambahkan kepada atom yang stabil dan sejumlah energi diserap maka afinitas elektronnya berharga positif. Jika dilepaskan energi, afinitas elektronnya berharga negatif.
Secara umum, nilai afinitas elektron dalam golongan yang sama dari atas ke bawah menurun, sedangkan pada periode yang sama dari kiri ke kanan meningkat. Nilai afinitas elektron umumnya sejalan dengan jari- jari atom. Makin kecil jari-jari atom, nilai afinitas elektron makin tinggi. Sebaliknya, makin besar jari-jari atom, nilai afinitas elektron kecil.
Tabel 2. Afinitas Elektron Unsur-Unsur Golongan Utama
4. KEELEKTRONEGATIFAN
Keelektronegatifan didefinisikan sebagai kecenderungan suatu atom dalam molekul untuk menarik pasangan elektron yang digunakan pada ikatan ke arah atom bersangkutan. Skala keelektronegatifan yang dipakai sampai sekarang adalah yang dikembangkan oleh Pauling sebab lebih lengkap dibandingkan skala keelektronegatifan yang lain. Pauling memberikan skala keelektronegatifan 4 untuk unsur yang memiliki energi ionisasi dan energi afinitas elektron tinggi, yaitu pada unsur florin, sedangkan unsur-unsur lainnya di bawah nilai 4.
Pada tabel periodik, unsur florin yang ditetapkan memiliki keelektronegatifan 4 (terbesar) berada di ujung kanan paling atas. Adapun Unsur fransium yang memiliki keelektronegatifan terendah yaitu 0,7 berada di kiri paling bawah dalam tabel periodik.
SOAL UJI KOMPETENSI
Pilihan ganda
Berilah tanda silang huruf a,b,c,d atau e pada jawaban yang paling benar!
1. Periode suatu unsur dapat ditunjukkan dengan.............
a. Jumlah elektron
b. Nomor atom
c. Jumlah kulit
d. Elektron valensi
e. Nomor massa
2. Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam atom disebut…(B)
A. Konsep atom
B. Model atom
C. Teori atom
D. Definisi atom
E. Sejarah atom
3. Pernyataan berikut yang bukan tentang teori atom Dalton adalah…
A. Atom adalah bagian terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi
B. Atom tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan
C. Atom dari unsur yang berbeda dapat bergabung membentuk senyawa
D. Reaksi kimia melibatkan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali atom-atom
E. Atom digambarkan sebagai roti kismis (E)
4. Kelemahan model atom Dalton adalah tidak dapat menerangkan…
A. Atom berelektron banyak
B. Hubungan larutan senyawa dengan daya hantar listrik
C. Elektron tidak jatuh ke inti
D. Susunan muatan positif dalam atom
E. Adanya lintasan elektron
5. Eksperimen yang mendukung untuk menjelaskan model atom adalah.........
A Penemuan tabung sinar katoda, model atom Thomson
B. Penemuan radio aktif, model atom Niels Bohr
C. Spektrum warna, model atom Rutherford
D. Penemuan elektron, model atom Rutherford
E. Penemuan teori fisika klasik, model atom Thomson
6. Konsep inti atom pertama kali dikemukakan oleh .........
A. Dalton
B. Thomson
C. Rutherford
D. Niels Bohr
E. Max Planck
7. Percobaan atau eksperimen yang mendasari model atau Rutherford adalah…
A. Tabung crookes
B. Tabung gas katoda
C. Percobaan tetes minyak
D. Penghamburan sinar alpha
E. Penembakan inti atom dengan partikel alpha
8. Percobaan spektrum warna dilakukan oleh…
A. Dalton
B. Thomson
C. Rutherford
D. Niels Bohr
E. Max Planck
9. Konfigurasi elektronny adalah ...............
a. K= 2 L= 8 M= 8 N= 2
b. . K= 2 L= 8 M= 10
c. . K= 2 L= 6 M=8 N= 4
d. . K= 2 L= 2 M= 8 N=8
e. . K= 2 L=6 M= 4 N= 8
10. No massa unsur tersebut adalah ......
a. 31, 30, 28
b. 28, 31, 30
c. 28, 30, 31.
d. 30, 31, 28
e. 31,28,30
11. Suatu atom mempunyai 21 neutron dan no. massa 40. unsure tersebut mempunyai electron valensi sebanyak .......
a.1
b.2
c.3
d.6
e.9
12. Apabila unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, ternyata unsur-unsur yang berselisih 1 oktaf menunjukkan persamaan sifat. Kenyataan ini di kemukakan oleh...........
a. Henry Moseley
b. John Dalton
c. J.W. Doberainer
d. A.F. Newlans
e. D.S. Mendeleev
13. Apabila unsur X mempunyai nomor atom 16 dan unsur Y mempunyai nomor atom 11. Pernyataan berikut ini yang benar adalah.....
a. Elektron valensi X dan Y tidak sama
b. Unsur Y terletak pada golongan IV A
c. Unsur X dan Y terletak dalam 1 periode
d. Unsur X terletak pada golongan II A
e. Unsur X dan Y terletak dalam satu golongan
14. Pernyataan tentang energi ionisasi yang paling tepat adalah...............
a. Dalam satu golongan besarnya sama
b. Dalam satu periode dari kiri kekanan bertambah kecil
c. Semakin besar energi ionisasi semakin sukar melepas elektron
d. Semakin besar energi ionisasi semakin mudah bermuatan negatif
e. Dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin besar
15. Unsur-unsur dari golongan gas mulia yang keelektronegatifannya paling kecil adalah...
a. Xe b. Rn c. Ne d. Ar e. Kr
16. Diket unsur 11A, 15B, 17C, 19D dan 20F. Unsur yang mempunyai jari-jari atom terbesar adalah.............
a. 11A b. 15B c. 19D d. 17C e. 20F
17. Perhatikan data energi ionisasi (kj/mol) unsur-unsur berikut!
P Q R S T
1.260 738 495 1.520 1.060
Urutan unsur dari kanan ke kiri dalam satu periode........
a. R,Q,T,P,S
b. S,P,T,Q,R
c. P,Q,R,S,T
d. T,S,R,Q,P
e. Q,P,S,T,R
18. Perhatikan data afinitas elektron(kj/mol) beberapa unsur berikut!
A B C D E
230 -27 -112 -141 - 328
Pernyataan yang benar untuk unsur tersebut adalah.....
a. A merupakan unsur yang paling mudah membentuk iom negatif
b. E merupakan unsur yang paling elektronegatif
c. B merupakan unsur yang paling elektropositif
d. D merupakan unsur yang paling sulit menerima elektron
e. C merupakan ion C dengan memerlukan energi sebesar 122 kj/mol
19. Unsur X mempunyai konfigurasi elektron 2 8 6. Senyawa kovalen yang mungkin terbentuk adalah......
a. CaX2 d. XCl3
b. Na2X e. X2SO4
c. XO2
20. Kelompok senyawa yang semua berikatan ion adalah......
a. NH3, CO2, dan H2O
b. CH4, NaCl dan CaCl2
c. NaCl, HCl, dan H2O
d. KCl, NaI, dan MgBr2
e. H2, Cl2, dan NaI
21. Diketahui atom unsur 6P, 11Q, 17R dan 18S. Ikatan kovalen mungkin dihasilkan antara....
a. P dan Q
b. R dan S
c. P dan R
d. Q dan R
e. P dan S
22. Jumlah ikatan kovalen koordinat yang terdapat pada senyawa Nitrometana (CH3NO2) adalah......
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
23. Diketahui unsur X dengan nomor atom 15 dan unsur Y dengan nomor atom 9. Senyawa antara X dan Y yang terjadi adalah.......
a. XY, ionik
b. X2Y, kovalen
c. XY3, ionik
d. XY3, kovalen
e. X2Y, ionik
24. Pasangan senyawa yang keduanya mempunyai ikatan kovalen non polar adalah......
a. HCl dan H2O
b. H2 dan NaCl
c. KCl dan HCl
d. CH4 dan Cl2
e. Br2 dan H2O
25. Senyawa C2H5OH berwujud cair dialirkan didekat mistar yang telah digosok pada kain wol (bermuatan), ternyata alirannya menjauh dari mistar. Hal ini menunjukkan bahwa C2H5OH merupakan....
a. Senyawa ion
b. Senyawa kovalen
c. Senyawa polar
d. Senyawa netral
e. senyawa non polar
STANDAR KOMPETENSI
KOMPETENSI DASAR
INDIKATOR
TUJUAN PEMBELAJARAN
IKATAN KIMIA
A. IKATAN KOVALEN KOORDINASI
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen di mana pasangan electron yang dipakai bersama hanya disumbangkan oleh satu atom, sedangkan atom yang satu lagi tidak menyumbangkan elektron. Ikatan kovalen koordinasi hanya dapat terjadi jika salah satu atom mempunyai pasangan elektron bebas (PEB).
Contoh:
Atom N pada molekul amonia, NH3, mempunyai satu PEB. Oleh karena itu molekul NH3 dapat mengikat ion H+ melalui ikatan kovalen koordinasi, sehingga menghasilkan ion amonium, NH4 +. Dalam ion NH4+ terkandung empat ikatan, yaitu tiga ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi.
B. POLARISASI IKATAN KOVALEN
Kedudukan pasangan elektron ikatan tidak selalu simetris terhadap kedua atom yang berikatan. Hal ini disebabkan karena setiap unsur mempunyai daya tarik elektron (keelektronegatifan) yang berbeda-beda. Salah satu akibat dari keelektronegatifan adalah terjadinya polarisasi pada ikatan kovalen.
Pada contoh (a), kedudukan pasangan elektron ikatan sudah pasti simetris terhadap kedua atom H. Dalam molekul H2 tersebut muatan negatif (elektron) tersebar homogen. Hal ini dikenal dengan ikatan kovalen nonpolar. Pada contoh (b), pasangan elektron ikatan tertarik lebih dekat ke atom Cl karena Cl mempunyai daya tarik elektron lebih besar daripada H. Hal ini menyebabkan adanya polarisasi pada HCl, di mana atom Cl lebih negatif daripada atom H. Ikatan seperti ini dikenal dengan ikatan kovalen polar. Kepolaran dinyatakan dengan momen dipol (μ), yaitu hasil kali antara muatan (Q) dengan jarak (r).
Satuan momen dipol adalah debye (D), di mana 1 D = 3,33 × 10–30 C m. Momen dipol dari beberapa senyawa diberikan dalam tabel 2.3.
Ikatan atomik (ikatan kovalen) ini terjadi oleh penggunaan bersama sejumlah elektron oleh kedua inti. Tipe ikatan ini sangat dominan jika atom-atom mendekati konfigurasi gasa mulia dan jika perbedaan elektronegatif antara dua atom tidak terlalu besar. misalnya : H2, CH4, Cl2, N2, C6H6, HCl dan sebagainya.
Beberapa atom dapat memperoleh konfigurasi electron yang stabil dengan saling meminjamkan elektronnya. Dengan saling meminjamkan electron ini atom-atom akan memperoleh susunan electron yang stabil tanpa menyebabkannya menjadi bermuatan. Elektron ini masih mempunyai ikatan dengan atom asalnya, tetapi juga sudah terikat dengan atom yang meminjamnya, misalnya Ikatan kovalen dari chloride.
Para ilmuwan yang mempelajari ikatan antara atom menghadapi situasi yang sangat menarik. Sementara sebagian atom saling bertukar elektron agar ikatan terjadi, beberapa dari mereka justru saling berbagi elektron pada kulit terluarnya. Penelitian lebih jauh mengungkap bahwa banyak molekul yang memegang peranan kritis dalam kehidupan ada berkat ikatan kovalen ini.
Mari kita tinjau sebuah contoh sederhana untuk menjelaskan ikatan-ikatan kovalen ini dengan lebih baik. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya mengenai kulit-kulit elektron, atom dapat membawa maksimal dua elektron pada kulit paling dalam. Atom hidrogen mempunyai elektron tunggal dan ia memiliki kecenderungan untuk melengkapkan jumlah elektronnya menjadi dua supaya stabil. Untuk itu, atom hidrogen membentuk ikatan kovalen dengan atom hidrogen lainnya. Jadi, kedua atom hidrogen berbagi elektron tunggal masing-masing sebagai elektron kedua. Maka terbentuklah molekul H2.
Pada ikatan kovalen, dua atom dapat membentuk ikatan dengan sepasang, dua pasang, atau tiga pasang elektron bergantung pada jenis unsur yang berikatan.Ada 3 jenis ikatan kovalen,yaitu:
1. Ikatan kovalen tunggal
2. Ikatan kovalen rangkap dua
3. Ikatan kovalen rangkap tiga
C. IKATAN KOVALEN NON POLAR
Suatu ikatan kovalen dikatakan non polar (tidak berkutub), jika PEI (pasangan elektron ikatan) tertarik sama kuat ke semua atom.
Dalam tiap molekul di atas, ke-2 atom yang berikatan menarik PEI sama kuat karena atom-atom dari unsur sejenis mempunyai harga keelektronegatifan yang sama. Akibatnya muatan dari elektron tersebar secara merata sehingga tidak terbentuk kutub.
Contoh lain pada CH4 :
D. IKATAN KOVALEN POLAR
Suatu ikatan kovalen disebut polar, jika Pasangan Elektron Ikatan (PEI) tertarik lebih kuat ke salah 1 atom.Ikatan kovalen polar atau ikatan polar dimana elektron-elektron menghabiskan lebih banyak waktunya untuk berada di dekat salah satu atom.
Contohnya pada HF :
Meskipun atom H dan F sama-sama menarik pasangan elektron, tetapi keelektronegatifan F lebih besar daripada atom H. Akibatnya atom F menarik pasangan elektron ikatan (PEI) lebih kuat daripada atom H sehingga letak PEI lebih dekat ke arah F (akibatnya terjadi semacam kutub dalam molekul HF).
Jadi, kepolaran suatu ikatan kovalen disebabkan oleh adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom-atom yang berikatan.
Contoh lain yang merupakan ikatan kovalen polar yaitu H2O dan HBr.
E. IKATAN KOVALEN KOORDINASI
Ikatan Koordinat / Dativ / Semipolar Adalah ikatan yang terbentuk dengan cara penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan pasangan elektron bebas (PEB), sedangkan atom yang lain hanya menerima pasangan elektron yang digunakan bersama. Pasangan elektron ikatan (PEI) yang menyatakan ikatan dativ digambarkan dengan tanda anak panah kecil yang arahnya dari atom donor menuju akseptor pasangan elektron.
F. SYARAT PEMBENTUKANNYA
1. Atom yang satu memiliki pasangan elektron bebas
2. Atom lainnya memiliki orbital kosong
Sebagai contoh, atom N pada molekul amonia, NH3, mempunyai satu PEB. oleh sebab itu, molekul NH3 dapat mengikat ion H+ melalui ikatan kovalen koordinasi, sehingga menghasilkan ion amonium, NH4+.
dalam ion NH4+ terkandung empat buah ikatan, yaitu tiga ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi.
G. SIFAT SENYAWA KOVALEN
1. TITIK DIDIH
Titik didih senyawa kovalen relatif rendah, Kebanyakan senyawa kovalen mendidih dibawah 200oC. Senyawa kovalen pada suhu kamar, ada yang berupa padatan dengan titik leleh yang relatif rendah, ada yang berupa cairan, ada pula yang berupa gas.
Titik didih berkaitan dengan gaya tarik-menarik antar partikel (disebut juga kohesi), makin kuat kohesi, makin tinggi titik didih. Air (titik didih 100oC) adalah suatu senyawa kovalen. Atom-atom dalam mlekul air terikat kuat secara kovalen, tetapi ikatan antarmolekul (kohesinya) tidak begitu kuat, sehingga air relatif mudah mendidih.
2. KEMUDAHAN MENGUAP (VOLATILITAS)
Zat yang mudah menguap, seperti alkohol, cuka, parfum, minyak cengkeh, dan bensin, kita sebut volatil atau atsiri. Zat-zat yang volatil adalah senyawa kovalen dengan titik didih rendah, sehingga pada suhu kamar sudah cukup banyak yang menguap (ingat! menguap berbeda dari mendidih; mendidih adalah perubahan cairan menjadi gas pada titik didihnya; menguap adalah perubahan pedatan atau cairan atau cairan menjadi uap, tidak harus pada titik didihnya).
3. KELARUTAN
Kebanyakan senyawa kovalen tidak larut dalam air, mereka lebih mudah larut dalam pelarut organik misalnya dalam pelarut trikoroetena.
4. DAYA HANTAR LISTRIK
Senyawa kovalen tidak menghantarkan listrik baik dalam bentuk padat maupun lelehan. Beberapa senyawa kovalen dapat menghantarkan jika dilarutkan dalam air
H. PENGECUALIAN DAN KEGAGALAN ATURAN OKTET
Walaupun aturan oktet banyak membantu dalam meramalkan rumus kimia senyawa biner sederhana, akan tetapi aturan itu ternyata banyak dilanggar dan gagal dalam meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur-unsur transisi dan postransisi.
1. PENGECUALIAN ATURAN OKTET
Pengecualian aturan oktet dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut.
a. 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
b. Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil.
Contohnya adalah NO2, yang mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) = 17. Kemungkinan rumus Lewis untuk NO2 sebagai berikut.
c. 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 dapat menampung hingga 18 elektron). Beberapa contoh adalah PCl5, SF6, ClF3, IF7, dan SbCl5.
Perhatikan rumus Lewis dari PCl5, SF6, dan ClF3 berikut ini.
2.KEGAGALAN ATURAN OKTET
Aturan oktet gagal meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur transisi maupun postransisi. Unsur postransisi adalah unsur logam setelah unsur transisi, misalnya Ga, Sn, dan Bi. Sn mempunyai 4 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +2. Begitu juga Bi yang mempunyai 5 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1 dan +3. Pada umumnya, unsur transisi maupun unsur postransisi tidak memenuhi aturan oktet.
I. IKATAN LOGAM
Ikatan elektron-elektron valensi dalam atom logam bukanlah ikatan ion, juga bukan ikatan kovalen sederhana. Suatu logam terdiri dari suatu kisi ketat dari ionion positif dan di sekitarnya terdapat lautan (atmosfer) elektron-elektron valensi. Elektron valensi ini terbatas pada permukaan-permukaan energi tertentu, namun mempunyai cukup kebebasan, sehingga elektron-elektron ini tidak terus-menerus digunakan bersama oleh dua ion yang sama. Bila diberikan energi, elektron-elektron ini mudah dioperkan dari atom ke atom. Sistem ikatan ini unik bagi logam dan dikenal sebagai ikatan logam.
Ikatan macam apakah yang terdapat di antara atom-atom logam dalam kisi kristalnya? Ikatan ionis tidak mungkin terdapat di antara atom-atom logam, karena tidak mungkin pula terjadi perpindahan elektron dari satu atom logam ke atom yang sejenis. Ikatan kovalen juga tidak mungkin berbentuk, karena dalam kristal logam, ternyata sebuah atom dikelilingi oleh 8 atau 12 atom yang lain, sedangkan valensi elektron dari logam-logam adalah 1, 2, 3 atau 4. Untuk menjelaskan berbagai sifat logam, dikemukakan beberapa teori mengenai ikatan yang terdapat di anatara atom-atom logam sebagai berikut:
J. SIFAT-SIFAT LOGAM
1. SIFAT MENGKILAP
Bila cahaya tampak jatuh pada permukaan logam, sebagian elektron valensi yang mudah bergerak tersebut akan tereksitasi. Ketika elektron yang tereksitasi tersebut kembali kepada keadaan dasarnya, maka energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu (di daerah cahaya tampak) akan dipancarkan kembali. Peristiwa ini dapat menimbulkan sifat kilap yang khas untuk logam.
2. DAYA HANTAR LISTRIK
Daya hantar listrik pada logam, disebabkan karena adanya elektron valensi yang mudah bergerak. elektron-elektron valensi tersebut bebas bergerak dalam medan listrik yang ditimbulakan sumber arus sehingga listrik dapat mengalir melalui logam.
3. DAYA HANTAR PANAS
Sama halnya dengan daya hantar listrik, daya hantar panas juga disebabkan adanya elektron yang dapat bergerakn dengan bebas. bila bagian tertentu dipanaskan, maka elektron-elektron pada begian logam tersebut akan menerima sejumlah energi sehingga energi kinetisnya bertambah dan gerakannya makin cepat.
4. DAPAT DITEMPA, DIBENGKOKKAN DAN DITARIK
Karena elektron valensi mudah bergerak dalam kristal logam, maka elektron-elektron tersebut mengelilingi ion logam yang bermuatan positif secara simetri, karena gaya tarik antara ion logam dan elektron valensi sama kesegala arah. Ikatan dalam kisi kristal logam tidak kau seperti pada ikatan dalam senyawa kovalen, sebab dalam kisi kristal logam tidak terdapat ikatan yang terlokalisasi.
Karena gaya tarik setiap ion logam yang bermuatan positif terhadap elektron valensi sama besarnya, maka suatu lapisan ion logam yang bermuatan positif dalam kisi kristal mudah bergeser.
Bila sebuah ikatan logam putus, maka segera terbentuk ikatan logam baru. karena itu logam dapat ditempa menjadi sebuah lempeng yang sangat tipis dan ditarik menjadi kawat yang halus dan dibengkokkan.
SOAL UJI KOMPETENSI
A. Pilihan Ganda
Berilah tanda silang huruf a,b,c,d atau e pada jawaban yang paling benar!
1. Suatu unsur dengan nomor atom 9 akan mengadakan ikatan ion dengan unsure yang mempunyai nomor atom. . . .
a. 17 d. 35
b. 19 e. 32
c. 15
2. Jumlah pasangan elektron ikatan dalam molekul oksigen (NA : 8) yaitu. . . .
a. 1 d. 4
b. 2 e. 5
c. 3
3. Suatu atom Z mempunyai konfigurasi elektron 2, 8, 8, 2. Senyawa yang dapat dibentuk oleh atom Z yaitu . . . .
a. HZ2 d. Z2(PO4)3
b. Z2SO4 e. ZF2
c. CaZ
4. Elektron yang berperan dalam ikatan kimia yaitu . . . .
a. elektron inti
b. elektron di kulit K
c. elektron valensi
d. elektron di subkulit s
e. elektron di kulit N
5. Ikatan elektrovalen mudah terjadi diantara atom-atom yang . . . .
a. perbedaan keelektronegatifannya besar
b. perbedaan elektron valensinya besar
c. perbedaan kereaktifannya besar
d. perbedaan nomor atomnya besar
e. perbedaan nomor massanya besar
6. Molekul NH3BCl3 Ikatan kovalen koordinasi ditunjukkan pada nomor . . . .
a. 5 d. 2
b. 4 e. 1
c. 3
7. Di antara unsur-unsur di bawah ini yang paling mudah melepas electron yaitu ..
a. 11Na d. 17Cl
b. 12Mg e. 19K
c. 14Si
8. Ikatan yang terjadi karena penggunaan bersama pasangan elektron yang disumbangkan oleh kedua atom yang berikatan disebut . . . .
a. ikatan ion
b. ikatan kovalen
c. ikatan kovalen koordinat
d. ikatan kovalen rangkap dua
e. ikatan kovalen polar
9. Pernyataan berikut yang bukan merupakan sifat senyawa ion yaitu . . . .
a. rapuh dan mudah hancur
b. titik lelehnya relatif tinggi
c. larutannya dapat menghantarkan arus listrik
d. lelehannya dapat menghantarkan arus listrik
e. mudah larut dalam air
10. Senyawa yang mempunyai ikatan ion dan kovalen yaitu . . . .
a. NaCl d. SO3
b. H2SO4 e. NH3
c. KOH
11. Diketahui keelektronegatifan unsure A = 5, B = 3, C = 4, D = 2,5. Senyawa yang paling polar yaitu . . . .
a. BA d. DA
b. CA e. BC
c. CD
12. Susunan elektron valensi gas mulia di bawah ini oktet, kecuali . . . .
a. Xe d. Ne
b. Kr e. He
c. Ar
13. Kestabilan gas mulia dijadikan pijakan atom-atom yang lain untuk mencapai kestabilan yang disebut dengan hukum oktet. Cara-cara yang ditempuh untuk menjadi stabil seperti struktur elektron gas mulia, kecuali . . . .
a. pelepasan elektron
b. penyerapan elektron
c. memasangkan elektron
d. menerima pasangan elektron
e. menerima minimal dua pasang electron
14. Kecenderungan atom untuk bermuatan positif disebabkan oleh . . . .
a. afinitas elektronnya besar
b. energi ionisasinya kecil
c. keelektronegatifannya besar
d. potensial ionisasinya besar
e. keelektropositifannya sedang
15. Unsur A memiliki konfigurasi elektron 2, 8, 2. Unsur B memiliki konfigurasi elektron 2, 8, 6. Apabila A dan B bergabung akan menghasilkan . . . .
a. senyawa kovalen AB
b. senyawa kovalen A6B6
c. senyawa ionik AB
d. senyawa ionik A2B
e. senyawa ionik AB2
16. Suatu unsur dengan konfigurasi elektron 2, 8, 6 . . . .
a. dapat membentuk senyawa ionik dengan natrium
b. merupakan unsur logam
c. dapat membentuk ion dengan muatan 2+
d. hanya dapat bereaksi dengan unsur nonlogam
e. memiliki 6 proton dalam setiap atomnya
17. Berikut ini merupakan sifat logam yang berkaitan dengan ikatan yang terjadi pada logam, yaitu . . . .
a. daya hantar listrik dan panas dari logam yang sangat baik
b. massa jenis logam sangat besardan keras
c. logam mudah melepaskan elektron valensinya
d. mudah membentuk ikatan ion dengan unsur nonlogam
e. titik didih dan titik lebur logam sangat tinggi
18. Kepolaran suatu senyawa kovalen bergantung pada . . . .
a. jumlah elektron pada atom pusat
b. selisih momen dipol di antara atom-atom penyusun senyawa
c. gaya tarik antaratomnya
d. potensial antara dua atom
e. potensial ionisasi di antara dua atom penyusun senyawa
19. Senyawa di bawah ini bersifat polar, kecuali . . . .
a. CO d. CO2
b. H2O e. SO3
c. BF3
20. Senyawa di bawah ini mempunyai ikatan kovalen koordinasi, kecuali . . . .
a. amonia
b. belerang dioksida
c. belerang trioksida
d. dinitrogen trioksida
e. dinitrogen pentaoksida
21. Bahan berikut yang dapat menghantarkan listrik melalui pergerakan ion-ionnya yaitu . . . .
a. larutan NaCl
b. raksa
c. grafit
d. logam tembaga
e. lelehan timbale
22. Suatu unsur X dapat membentuk senyawa Na2X, XO2, dan XO3. Unsur X tersebut yaitu . . . .
a. karbon d. nitrogen
b. klorin e. sulfur
c. timbale
23. Di antara bahan berikut yang merupakan konduktor listrik terbaik dalam bentuk lelehannya yaitu . . . .
a. asam etanoat
b. gula
c. sulfur
d. timbal(II) iodida
e. lilin paraffin
24. Kelompok senyawa berikut yang semuanya merupakan senyawa polar yaitu . . . .
a. HCl, HBr, NH3, H2O
b. CO2, Cl2, Br2, H2O
c. H2, O2, CO, HCl
d. MgO, NH3, CO, CO2
e. SO2, Cl2, N2, NH3
25. Senyawa di bawah ini yang ikatan antaratomnya terdiri dari dua buah ikatan kovalen rangkap dua yaitu . . . .
a. SO2 d. NO2
b. SO3 e. Al2O3
c. CO2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar