Post on 06-Feb-2018
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 1
IKATAN KIMIA
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 2
Ikatan KimiaBagian 1• Struktur Lewis• Ikatan Ionik• Ikatan Kovalen Polar dan Non-polar• Panjang, Energi dan Order Ikatan• Muatan Formal• Struktur Resonansi• Pengecualian Kaidah Oktet• Teori VESPR dan bentuk dasar geometri
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 3
Konfigurasi Gas Mulia
Karena konfigarasi elektronnya, gas mulia sangat stabil secara kimia dan berada di alam dalam bentuk monoatomiknya
Kecuali Helium,semuanya membentuk pemakaian konfigurasi elektron yang sama yang sangat stabil
Konfugurasi ini mempunyai 8 elektron kulit valensi
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 4
Kaidah Oktet
Atom sangat stabil bila kulit terluar orbitalnya terisi penuh atau kosong akan elektron
Kecuali H dan He, kulit terluar atom-atom memiliki elektron maksimum sejumlah 8 oktetSuatu atom akanmelepas atau menerima senyawa ionik
membagi senyawa kovalen
elektron untuk mengisi penuh kulit terluar atau mengosongkannya
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 5
Ion dan Kaidah OktetIon yang sederhana merupakan atom yang telah melepas atau menerima elektron untuk memenuhi kaidah oktet
Dasar: cara termudah (energi terkecil) untuk melepas atau menangkap elektron agar memenuhi kaidah oktet
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 6
Struktur Lewis
Penting untuk menggambarkan elektron di sekeliling atom, ditemukan oleh G.N. Lewis (1916)
Merupakan gambaran elektron valensi dari unsur-unsur yang berikatan
Digunakan biasanya pada unsur-unsur blok s dan p
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 7
Simbol Lewis
Simbol Lewis untuk unsur periode ke 2
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 8
Senyawa IonikUmumnya adalah padatan dengan titik leleh yang tinggi (> 400 oC)
Kebanyakan larut dalam pelarut polar (air) dan tidak larut dalam pelarut non polar (heksan)
Lelehannya dapat menghantarkan listrik
Larutannya menghantarkan listrik sangat baik
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 9
Ikatan IonikTerbentuk karena adanya dua buah gaya tarik-menarik elektrostatik antara ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif
Ikatan ionik umumnya terbentuk dari unsur logam dengan unsur non logam
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 10
Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik
Siklus Born-Haber
Aplikasi dari hukum hess yang memperlihatkan seluruh step pembentukan senyawa ionik
Digunakan untuk menghitung energi kisi, yang sangat sulit diukur secara eksperimental
Energi Kisi: energi yang dibutuhkan untuk memisahkan ion-ion dari senyawa ionik sampai jarak yang tak terbatas
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 11
Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 12
Energi Kisi
Semakin tinggi energi kisi suatu senyawa, semakin kuat gaya tarik antar ionnya
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 13
Struktur Lewis Untuk senyawa Ionik
Satu elektron Na pindah ke atom Cl. Keduanya mengikuti kaidah oktet
Na menjadi Na+ : kation
Cl menjadi Cl- : anion
Muatan + dan – saling tarik menarik membentuk ikatan ionik
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 14
Senyawa Kovalen
• Berwujud gas, cairan atau padatan dengan titik leleh rendah (<300 oC)
• Banyak yang tidak larut dalam pelarut polar tetapi larut dalam pelarut non polar
• Baik bentuk cairan dan lelehannya tidak menghantar listrik
• Larutan aqueous-nya menghantar listrik sangat lemah karena tidak memiliki partikel bermuatan
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 15
SStruktur Lewis Untuk Senyawa
Kovalen
Pada ikatan kovalen, elektron dibagi/ dipakai bersama (share). Struktur Lewis sangat membantu untuk memvisualisasikan molekul kovalen
•Adanya Ikatan rangkap
•Membantu menentukan geometri molekul
•Membantu menjelaskan ion poliatomik
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 16
Jenis ElektronPasangan Ikatan
Dua elektron yang digunakan bersama antara dua atom membentuk suatu ikatan kovalen
Pasangan bebas (unshared pairs)
Yang tidak dipakai bersama antara dua atom. Pasangan sunyi atau elektron nonbonding
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 17
Ikatan Kovalen Tunggal
Apakah memenuhi kaidah Oktet ??
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 18
Kovalen Polar dan Non Polar
Elektron dipakai secara merata. Tidak ada beda dalam keelektronegativan
Elektron tidak dipakai secara merata. Ada beda dalam keelektronegativan
Garis dapat menyatakan adanya elektron yang dipakai bersama
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 19
Molekul Polar
Elektron pada molekul polar biasanya jarang dibagi secara merata.
Karenanya terbentuk polar molekul
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 20
Keelektronegativan
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 21
Keelektronegativan
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 22
Keelektronegativan
Beda kelektronegativan dalam suatu senyawa kovalen
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 23
Menggambar Struktur Lewis
Contoh
Langkah 1
Gambarkan semua struktur yang mungkin
Setiap garis melambangkan 2 elektron
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 24
Menggambar Struktur Lewis
Langkah 2
Hitung semua jumlah elektron pada kulit valensi
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 25
Menggambar Struktur LewisLangkah 3
Cek apakah semua atom memenuhi kaidah oktet
• Semua elektron berpasangan
• Asumsikan ikatan rangkap bila mungkinUntuk struktur C-O-O
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 26
Menggambar Struktur Lewis
Bagaimana dengan struktur ini?
Bagaimana dengan ikatan rangkap ?
Bagaimana ??
Ikatan rangkap dengan 4 elektron
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 27
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 28
Contoh struktur LewisMolekul-molekul yg memenuhi kaidah oktet Molekul jenuh
H N
H
HH C
H
H
H
1s
2s 2p
1s 1s
N
3 H
2s 2p
1s 1s 1s 1s
C
4 H
C*
ground state
valence state
NH3CH4
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 29
Ikatan Rangkap
Bagaimana membuktikannya ?
Ada perbedaan panjang ikatan dan energinya
Jenis Ikatan
Order Ikatan
Panjang Ikatan (pm)
Energi Ikatan kJ/mol
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 30
Muatan FormalDigunakan untuk memperlihatkan perkiraan distribusi kerapatan elektron pada molekul atau ion poliatomik
Untuk setiap atom, muatan formal (f) dapat ditentukan sbb:
f = V – L – ½ PF= muatan formalV = elekron valensi dari atomL = elektron bebas yang dimiliki atomP = elektron yang dipakai bersama
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 31
Muatan Formal
ContohUntuk tiap atom Oksigen
V = 6 elektronL = 4 elektronP = 4 elektronMuatan Formal : 6 – 4 – ½ (4) = 0
Untuk tiap atom KarbonV = 4 elektronL = 0 elektronP = 8 elektronMuatan Formal : 4 – 0 – ½ (8) = 0
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 32
Muatan FormalContoh
Untuk tiap atom OksigenV = 6 elektronL = 2 elektronP = 6 elektronMuatan Formal : 6 – 2 – ½ (6) = +1
Untuk tiap atom KarbonV = 4 elektronL = 2 elektronP = 6 elektronMuatan Formal : 4 – 2 – ½ (6) = +1
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 33
Struktur Resonansi
Keduanya memenuhi kaidah oktet, mempunyai jumlah dan jenis ikatan yang sama
Mana yang benar ??
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 34
Struktur Resonansi
Keduanya benar
Menghasilkan order ikatan 1,5 antara S dan O
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 35
Struktur Resonansi
H3CS
CH3
O
d-orbitals
H3CS
CH3
O
no d-orbitals
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 36
Pengecualian Kaidah Oktet
Tiga jenis pengecualian:
1.Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron yang mengelilingi atom
2.Spesies dengan elektron kurang dari 8 elektron
3.Spesies dengan total elektron yang ganjil
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 37
Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron
Biasanya terjadi pada unsur yang terletak pada periode 3 dan selebihnya, orbital d dapat/mungkin terlibat pada ikatan
Contoh:
5 pasang elektron terdapat di sekitar atom P dan S untuk senyawa PF5 dan SF4; 6 pasang elektron disekitar atom S pada senyawa SF6
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 38
Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 39
Atom yang kurang dari 8 elektron
• Berilium dan Boron keduanya akan membentuk senyawa yang elektron valensinya kurang dari 8
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 40
Atom yang kurang dari 8 elektron
• Defisiensi elektron: spesi selain hidrogen dan helium yang mempunyai elektron valensi kurang dari 8
• Umumnya merupakan spesi yang reaktif dan bergabung membentuk ikatan datif F3B←NH3
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 41
Spesi dengan total elektron Ganjil
• Sangat sedikit spesi dengan jumlah elektron valensi Ganjil
• Berarti harus terdapat elektron yang tak-berpasangan, dan bersifat reaktif.
• RADIKAL: spesi yang mengandung satu atau lebih elektron yang tak berpasangan
• Dipercaya mempunyai peranan signifikan dalam proses penuaan dan terjadinya cancer
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 42
Spesi dengan total elektron Ganjil
• Contoh: NO• Gas nitrogenmonoksida adalah contoh senyawa
dengan jumlah elektron ganjil• Dikenal juga sebagai oksida nitrit• Mempunyai total 11 elektron valensi, 6 dari
oksigen, dan 5 dari nitrogen• Struktur Lewis dari NO adalah:
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 43
Struktur dan sifat-sifat ikatanFokus pada :jarak dan kekuatan ikatana. Jarak ikatan• Jarak ikatan ekuilibrium = pemisahan internuklir dari 2
atom yg berikatan.• Informasi dapat diperoleh dgn XRD dan mikroskop
elektron (padat), spektroskopi IR dan microwave (gas)• Kontribusi suatu atom dalam ikatan kovalen = jari2
kovalen; biasa digunakan untuk estimasi jarak ikatan.• e.g. jarak ikatan P-N 1,10Å + 0.74Å = 1.84Å• Trend jari2 kovalen di sistem periodik mirip dengan jari2
ionik• Jari2 van der waals???
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 44
b. Kekuatan ikatanCara paling sederhana mengukur kekuatan
ikatan secara termodinamika adalah dengan menentukan entalpi disosiasi ikatanA-B(g) A(g) + B(g) ∆Ηo (A-B)
Entalpi ikatan rerata: rerata entalpi disosiasi ikatan diambil dari beberapa ikatan A-B dalam molekul yang berbeda
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 45
More about bond enthalpy ….
c. Bagaimana trend entalpi disosiasi ikatan dari blok P?
d. Apakah hubungan elektronegativitas dengan entalpi ikatan? definisi kelektronegatifan dari Linus Pauling
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 46
Latihan
1. Gambarkan struktur Lewis dari senyawa berikut: PF3, HCN, HNC, NO2
-
2. Hitunglah muatan formal yang dimiliki oleh setiap atom dalam senyawa: NO2F, NCO-
3. Gambarkan resonansi yang mungkin untu senyawa berikut: ion sianat, NO2, ozon.
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 47
Pengembangan struktur Lewis• Struktur Lewis tidak dapat digunakan
untuk memperkirakan bentuk/ geometri suatu molekul, terutama molekul poliatomik.
• Pengembangan struktur Lewis model molekul VSEPR, diawali dari ide Nevil Sidgwick dan Herbert Powell dan pada tahun 1940 dimodernisasi oleh Ronald Gillespie dan Ronald Nyholm
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 48
Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory (VSEPR)Geometri dasar dapat diterapkan pada setiap atom non-terminal berdasarkan jumlah “obyek” yang menempel kepadanya. Obyek meliputi: atom-atom yg terikat (single, double, triple, partial bonds) and “pasangan elektron bebas”
VSEPR dapat meramalkan bentuk molekul berdasrkan konfigurasi elektron dari atom-atom pembentuk molekul; dengan me-maksimumkan jarak antara 2 titik pada permukaan yang bundar.
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 49
Visualisasi teori VESPR
Jumlah obyek
2 3 4 5 6
Geometri linear trigonal planar
tetrahedral trigonal bipyramidal*
Oktahedral
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 50
Number of Objects
7 8
Geometry pentagonalbipyramidal
squareanti-prismatic
XeF5- NMe4
+
Xe-
F F F F F
Xe digambarkan sebagai AX5E2 dan memiliki bentuk pentagonal planar diturunkan dari geometri bipiramid pentagonal.
Geometri yang tidak umum
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 51
Jumlah obyek
2 3 4 5 6
Geometri linear trigonal planar
tetrahedral trigonal bipyramidal
Octahedral
Formula (Shape)
AX2 AX3
(trig. planar)AX2E(bent)
AX4
(tetrahedral)AX3E
(pyramidal)AX2E2
(bent)
AX5
(t.b.p. or square
pyramidal)AX4E
(seesaw)AX3E2
(T-shaped)AX2E3
(linear)
AX6
(octahedral)AX5E
(square pyramidal)AX4E2
(square planar)AX3E3
(T-shaped)
Geometri sekitar suatu atom digambarkan dengan rumus umum:
AXmEn
A = atom pusat, X = atom yg terikat, E = pasangan elekton bebas (lone pair), (m+n) adalah jumlah obyek (bilangan sterik, SN) di sekeliling A
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 52
Refinement of VSEPR theory predicted geometriesSterik relatif yang dibutuhkan dan besar tolakan yang berbeda dari obyek akan mengubah pengaturan letak atom di sekeliling atom pusat.
Incr
easi
ng s
teric
dem
and Lone pair of electrons
Multiple bond polarized toward central atom
Normal single bond
Long single bondpolarized away from central atom
109.5°CH4
106.6°
NH3
104.5°
OH2
RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 53
Latihan
Dengan mengacu pada teori VESPR, gambarkan geometri dari molekul:• BF3
• H3NBF3
• MeCH=CH2