PERTEMUAN KE 4 BAB 3 . KONSEP IKATAN KIMIAELEKTRONEGATIVITASIKATAN IONIKSTRUKTUR MOLEKUL TERISOLASI: SIFAT IKATAN KIMIA KOVALENIKATAN KOVALEN IKATAN KOVALEN POLAR5.MUATAN FORMAL6.BENTUK MOLEKUL: TEORI VSEPR7.TATA NAMA ANORGANIK DAN BILANGAN OKSIDASI

1. ELEKTRONEGATIVITASMerupakan sifat berkala (periodik) yang penting.Elektronegativitas ialah besarnya daya menarik elektron ke dalam suatu atom dalam penggabungan kimia. LOGAM NON-LOGAM - mudah menyerahkan e- - mudah menerima e- - membentuk kation - membentuk anion - elektropositif - elektronegatif

Nilai Elektronegativitas(fluorin: elektronegativitas = 4)

IKATANIONIKpengalihan elektron antaratomIKATAN KOVALEN POLARpemindahan muatan secara parsialIKATANKOVALENpenggunaan elektron bersama antaratomSelisih elektronegativitas besar e- berpindah IKATAN IONIK

Selisih elektronegativitas kecil e- digunakan bersama

IKATAN KOVALEN

Parameter fisis penentu jenis ikatan kimia:I. ENERGI IONISASI (IE) energi yang diperlukan untuk melepas 1e- dari atom gas netral:X(g) X+(g) + e-E = IE1

IE1 selalu > 0; IE1 konfigurasi e- terluar atom semakin stabil

X+(g) X2+(g) + e- E = IE2 dst.

II. AFINITAS ELEKTRON (EA)

energi yang dibebaskan untuk menambah 1e- ke atom gas netral:

X(g) + e- X-(g)E = -EA1

EA1 dapat + atau -; EA > 0 e- mudah melekat pada suatu atom

Tolak-menolak elektrostatik EA2 selalu > 0

(perlu lingkungan kristalin agar anion 2 terstabilkan)III. ELEKTRONEGATIVITAS kecenderungan atom untuk menyerahkan/menerima e- ke/dari

atom lain dalam ikatan kimiaElektronegativitas (Mulliken) = (IE1 + EA)Unsur sebelah kanan tabel berkala:

IE1, EA sangat elektronegatif akseptor e- ANION

2. IKATAN IONIKUnsur golongan utama (kecuali He):

e- val. atom netral = no. golongan

Model titik-elektron Lewis

Elektron valensi digambarkan dengan titik.

Elektron teras tidak digambarkan.

Empat titik pertama ditulis satu per satu di keempat sisilambang unsur.

Titik-titik berikutnya dipasangkan pada yang sudah ada.Tidak berlaku jika unsur melalui deret logam transisi

Br: 17e- lebih banyak daripada Ar

e- val = 7 (10 e- dalam deret logam transisi

telah menjadi elektron teras)

A. Pembentukan Senyawa Ionik BinerAtom Anion/kation agar stabil (memenuhi aturan oktet):

e- val. = pada gas mulia (8e-; 2e- untuk He)Contoh:Na Na+ + e-(tanda x semata-mata untuk membedakan dari mana elektron itu berasal)kehilangan 1 elektron valensimemperoleh 1 elektron valensipenggabungan membentuk senyawa ionik (garam)Contoh lain:

CONTOH .1Ramalkan rumus senyawa antara Rubidium dan Sulfur.

Tuliskan lambang Lewis untuk unsur-unsur itu sebelum

dan sesudah penggabungan kimia.Penyelesaian:Rb: golongan I 1 elektron valensi Rb

Kation + Anion Senyawa Ionik (GARAM)Contoh:Tata nama senyawa ionikTata nama ion:

1.Kation monoatomik (1 ion stabil): Nama = unsur induknya

Contoh: Na+: ion natriumCa2+: ion kalsium

2.Kation monoatomik (beberapa ion stabil):

Contoh: Cu+: ion tembaga (I) atau ion kupro

Cu2+: ion tembaga (II) atau ion kupri

(a) Angka Romawi dalam tanda kurung menunjukkan muatan.

(b) Penggunaan akhiran o untuk ion yang muatannya lebih rendah

& i untuk ion yang muatannya lebih tinggi tidak dianjurkan.

3. Kation poliatomik

Contoh: NH4+: ion amoniumH3O+: ion hidronium

Hg22+: ion merkuri (I) [bedakan dengan Hg2+:ion merkuri (II)]

4. Anion monoatomik: Bagian pertama nama unsur + akhiran ida

Contoh: Cl-: ion kloridaBr-: ion bromida

5. Oksoanion (anion poliatomik dengan atom O bergabung pada unsur kedua):

(a) Hanya 1 oksoanion: Batang nama unsur kedua + akhiran at

Contoh: SiO43-: ion silikat

(b) Ada 2 oksoanion: Atom O lebih banyak akhiran at Atom O lebih sedikit akhiran itContoh: NO2-: ion nitritNO3-: ion nitrat

(c) > 2 oksoanion: Atom O terbanyak awalan per- Atom O paling sedikit awalan hipo-

Contoh: ClO-: ion hipokloritClO3-: ion klorat ClO2-: ion kloritClO4-: ion perklorat

(d) Oksoanion dengan atom H sebagai unsur ketiga: + kata hidrogen pada nama anion

Contoh: HCO3-: ion hidrogen karbonat (nama biasa: ion bikarbonat)

F-fluoridaCN-sianidaSiO43-silikatCl-kloridaCNO-sianatPO43-fosfatBr-bromidaSCN-tiosianatHPO42-hidrogen fosfatI-iodidaMnO4-permanganatH2PO4-dihidrogen fosfatH-hidridaCrO42-kromatSO32-sulfitO2-oksidaCr2O72-dikromatSO42-sulfatS2-sulfidaCO32-karbonatHSO4-hidrogen sulfatO22-peroksidaHCO3-hidrogen karbonatClO-hipokloritO2-superoksidaNO2-nitritClO2-kloritOH-hidroksidaNO3-nitratClO3-kloratClO4-perklorat

Nama senyawa ionik = Nama kation + nama anionContoh: SnBr2timah (II) bromida

KMnO4kalium permanganat

(NH4)2SO4amonium sulfat

Fe(H2PO4)2besi (II) dihidrogen fosfat

Ca(CN)2kalsium sianida

Cu3(PO4)2tembaga (II) fosfatSoal Latihan:

1.Tuliskan rumus kimia untuk: (a) kalsium hipoklorit(b) kalium superoksida

2,Berikan nama sistematik untuk: (a) Sr(SCN)2(b) LiH(c) Rb2Se

Energi stabilisasi CoulombNilai IE1 selalu > EA: Nilai min. IE1 (Cs) = 376 kJ mol-1 Nilai maks. EA (Cl) = 349 kJ mol-1Ada biaya energi untuk perpindahan e- antaratom gas netralR Atom netral lebih stabil(R = jarak antarpusat atom)R kation & anion terstabilkan oleh gaya tarik Coulomb o = permitivitas vakum

= 8,854x10-12 C2J-1m-1 R = jarak antarpusat ionQ1, Q2= muatan kedua ion

Ciri-ciri senyawa ionik:

Padatan pada suhu kamar.

Titik leleh dan titik didih tinggi Misal: NaCl titik leleh = 801oC dan titik didih = 1413oC.

3. Senyawa ionik padat umumnya kurang baik menghantar listrik, tetapi lelehannya menghantar dengan baik.Komposisi kimia dinyatakan sebagai rumus empiris bukan rumus molekul.

3. STRUKTUR MOLEKUL TERISOLASI: SIFAT IKATAN KIMIA KOVALEN Struktur molekul yang stabil ditentukan oleh susunan 3D

atom-atom dalam molekul itu:

* Panjang ikatan ukuran molekul

(jarak antarinti atom dalam ikatan tertentu)

* Sudut ikatan bentuk molekul

(orientasi relatif dua ikatan yang berdekatan)Vibrasi molekul panjang & sudut ikatan berubah-ubah

nilai rerata diukur dengan spektroskopi & difraksi sinar-X

A. Panjang dan Energi Ikatana Energi (disosiasi) ikatan (Ed) = energi yang harus diserap untuk memecah 1 mol ikatan tertentu.1 golongan: Z ukuran atom panjang ikatan

energi ikatan

Contoh: Panjang ikatan F2 < Cl2 < Br2 < I2; ClF < ClBr

Energi ikatan HF > HCl > HBr > HI

MolekulRerata panjang ikatan ( = 10-10 m)Energi ikatana (kJ mol-1)MolekulRerata panjang ikatan ( = 10-10 m)Energi ikatan (kJ mol-1)N21,100942HF0,926565O21,211495HCl1,284429F21,417155HBr1,424363Cl21,991240HI1,620295Br22,286190ClF1,632252I22,669148BrCl2,139216

Anomali energi ikatan:

F2 Br2 > I2 kuatnya tolak-menolak antaratom F

yang sangat elektronegatif

N2 >> O2 >> F2 faktor orde ikatan Panjang ikatan dari sepasang atom tertentu hanya berubah

sedikit dari satu molekul ke molekul lain, sedangkan energi

ikatan tidak begitu terulangkan (+10%)Contoh:

IkatanMolekulPanjang ikatan ()OH H2O0,958H2O20,960HCOOH0,95CH3OH0,956

B. Orde IkatanOrde ikatan Panjang ikatan Energi ikatan Orde ikatan rangkap juga ada

pada ikatan antaratom selain C

dan antaratom taksejenis:

IkatanMolekulOrde ikatanPanjang ikatan ()Energi ikatan (kJ mol-1)CCetana (H3CCH3)11,536345C=Cetilena (H2C=CH2)21,337612CCasetilena (HCCH)31,204809CC & C=C selang-selingbenzena (C6H6)1 (antara & =)1,37505

CO 1,43CH 1,10C=O1,20NH 1,01NN 1,45OH 0,96N=N1,25CN 1,47NN1,10CN1,16

4. IKATAN KOVALENContoh:Atom-atom yang identik dapat memperoleh konfigurasi e-

yang stabil dengan cara penggunaan bersama elektron.

CONTOH.2Tulislah struktur titik-elektron untuk senyawa yang dihasilkan

nitrogen (N) dan hidrogen (H) ketika berikatan kovalen.Penyelesaian:

CONTOH .3Tulislah struktur titik-elektron untuk menjelaskan pembentukan

etilena, C2H4, dari karbon (Golongan IV) dan hidrogen.Penyelesaian:A. Ikatan Kovalen GandaJika 2 atau 3 pasang e- digunakan bersama, terbentuk ikatan

kovalen ganda dua atau tiga, misalnya

B. IKATAN KOVALEN POLARJika dua atom berbeda terikat secara kovalen, elektron ikatan

tidak digunakan sama rata, tetapi condong ke atom yang

lebih elektronegatif.Contoh:Selisih elektronegativitas dwikutub semakin kuat

ikatan semakin polar > 1,7 ikatan ionik

01,7 ikatan kovalen polar

0 ikatan kovalen

C. Ikatan kovalen koordinasi:

salah satu atom memberikan dua elektron sekaligus kepadaatom lainnya dalam membentuk ikatan kovalen.Contoh:Tanda panah kadang-kadang digunakan untukmenyatakan pasangan elektron yang disumbangkan

CONTOH .4Tuliskan struktur Lewis dari pernyataan berikut: boron

triklorida membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan

nitrogen dari molekul amonia.Penyelesaian:

5. MUATAN FORMALH2SO4 dua struktur Lewis yang memenuhi :Eksperimen:

Ada 2 jenis ikatan antara S dan O pada H2SO4 157 pm

(SO) & 142 pm (S=O) Struktur (2) yang realistis

Struktur (1) memiliki 3 atom bermuatan

energi sangat tinggi (tidak stabil) Alat bantu untuk memilih: Muatan formal

MF = e- valensi e- ikatan e- nonikatan

Penyelesaian:CONTOH .5Gunakan konsep muatan formal untuk menentukan mana

struktur hidroksilamina, NH3O, yang terbaik.H = 1 0 (2) = 0N = 5 0 (8) = +1O = 6 6 (2) = 1H = 1 0 (2) = 0N = 5 2 (6) = 0O = 6 4 (4) = 0Struktur (2) terbaik karena muatan formal semua atomnya nol.

6. BENTUK MOLEKUL: TEORI VSEPRContoh :H2O tpt 0Molekul dengan > 1 ikatan kovalen polar bisa polar/nonpolar

bergantung pada susunan ikatan-ikatannya dalam ruangCO2 molekul nonpolar linearmolekul polar yang bengkok Teori VSEPR

(valence shell electron-pair repulsion = tolakan pasangan-elektron kulit valensi)Pasangan elektron ikatan maupun nonikatan cenderung tolak-menolak menempatkan diri sejauh-jauhnya untuk meminimumkan tolakan.

SN = ( atom yang terikat pada atom pusat) +

( pasangan elektron nonikatan pada atom pusat)Geometri pasangan elektron bilangan sterik atom pusat(Atom pusat = atom yang mengikat dua atau lebih atom lain)

Hitunglah bilangan sterik untuk iodin pada IF4- dan untuk

bromin pada BrO4-. Kedua ion molekular memiliki pusat I-

atau Br- yang dikelilingi oleh 4 atom. Tentukan pula

geometri pasangan elektronnya.CONTOH .6Penyelesaian:IF4- Atom pusat I-: 8 e- val.

Atom ujung F: 7 e- val. menggunakan bersama

1 e- dari I- agar oktet

Maka: 4 e- I- ikatan dengan 4 atom F

4 e- sisanya 2 pasangan nonikatan SN = 4 + 2 = 6 (geometri pasangan e-: OKTAHEDRAL)

BrO4- Atom pusat Br-: 8 e- val.

Atom ujung O : 6 e- val. menggunakan bersama

2 e- dari Br- agar oktet

Maka: 8 e- Br- ikatan dengan 4 atom O

Tidak ada pasangan menyendiriSN = 4 + 0 = 4 (geometri pasangan e-: TETRAHEDRAL)Ikatan rangkap/rangkap-tiga dianggap sama dengan ikatan tunggal CO2 ( ) SN = 2 + 0 = 2 (geometri pasangan e-: LINEAR)

Geometri molekul geometri pasangan elektron

(bergantung pada pasangan menyendiri)Tanpa pasangan nonikatan:

geometri molekul = geometri pasangan elektron

Contoh: BeCl2 : SN = 2 + 0 = 2 (linear)

BF3 : SN = 3 + 0 = 3 (planar trigonal)

SF6 : SN = 6 + 0 = 6 (oktahedral)

Ada pasangan nonikatan:Pasangan e- nonikatan dipegang lebih dekat ke atom pusatMenempati lebih banyak ruang daripada pasangan e- ikatan

Sudut antarpasangan e- ikatan < antara pasangan e- ikatan

dan pasangan e- nonikatan < antarpasangan e- nonikatanAmonia (NH3)

Sudut ikatan107,3o

CH4: tidak ada pasangan e- nonikatan

(geometri molekul = geometri pasangan e-

= tetrahedral) Sudut ikatan H-C-H: 109,5o

NH3: 1 pasang e- nonikatan

(geometri molekul = piramida trigonal:

tetrahedral yang dihilangkan 1 buah ikatannya)

Sudut ikatan H-N-H: 107,3o

H2O: 2 pasang e- nonikatan

]

(geometri molekul = bentuk V:

tetrahedral yang dihilangkan 2 buah ikatannya)

Sudut ikatan H-O-H: 104,5o

CONTOH .7 Tentukan bilangan sterik atom sulfur dalam SO2 dan ramalkan struktur molekul SO2

Penyelesaian Bilangan sterik sulfur 3 (dua atom terikat dan satu pasang nonikatan)

Molekul SO2 bengkok, sudut ikatan sedikit < 120o

CONTOH .8 Perkirakan geometri (a) ion ClO3+ dan (b) molekul IF5

Penyelesaian(a) ClO3+ Atom pusat Cl+: 6 e- val.

Atom ujung O: 6 e- val.

menggunakan bersama 2 e-

dari Cl- (konfigurasi Ar)

Maka: 6 e- CI+ ikatan dengan 3 atom O

Tidak ada pasangan nonikatan

(b) IF5 Atom pusat I: 7 e- val.

Atom ujung F: 7 e- val.

menggunakan bersama 1 e-

dari I (konfigurasi Xe)

Maka: 5 e- Si ikatan dengan 5 atom F

2 e- sisanya 1 pasangan menyendiriSN = 3 + 0 = 3 tanpa pasangan e- nonikatan:

Geometri molekul = geometri pasangan e-

= PLANAR TRIGONAL

SN = 5 + 1 = 6: geometri pasangan e- = oktahedral

1 pasangan e- nonikatan: dihilangkan 1 ikatannyaGeometri molekul

= PIRAMIDA BUJURSANGKAR

Tata nama ion:

Kation monoatomik (1 ion stabil):

Golongan I dan II + 3 unsur pertama dari Golongan III

Nama = unsur induknya

Contoh: Na+: ion natriumCa2+: ion kalsium

Gol. I, II kation monoatomik +1, +2

Kation monoatomik (beberapa ion stabil):

Unsur transisi + Golongan III, IV, dan V

Contoh: Cu+: ion tembaga(I) atau ion kupro

Cu2+: ion tembaga(II) atau ion kupri7. TATA NAMA ANORGANIK DAN BILANGAN OKSIDASI

Kation poliatomik

Contoh: NH4+: ion amoniumH3O+: ion hidronium

Hg22+: ion merkuri(I) Hg2+: ion merkuri(II)

Anion monoatomik:

Bagian pertama nama unsur + akhiran ida

Contoh: Cl-: ion klorida (diturunkan dari klorin)

O2-: ion oksida (diturunkan dari oksigen)

Gol. V, VI, VII anion monoatomik 3, 2, 1 Angka Romawi dalam kurung muatan.

(b) Akhiran o ion yang muatannya lebih rendah;

Akhiran i yang lebih tinggi (sudah ditinggalkan).

Anion poliatomik

Contoh: SiO43-: ion silikat

NO2-: ion nitritNO3-: ion nitrat

ClO-: ion hipokloritClO3-: ion klorat

ClO2-: ion kloritClO4-: ion perklorat

HCO3-: ion hidrogen karbonat

(nama biasa: ion bikarbonat)Tata nama senyawa ionik: (Nama kation)_(Nama anion)Asas kenetralan muatan:

Muatan + dari kation dibalanskan oleh muatan dari anion.

Contoh: NaBr: Kation +1 membalanskan anion 1

Mg3N2: 3 kation +2 membalanskan 2 anion 3

FeCl2 dan FeCl3? Tl2SO4 dan Tl2(SO4)3?

CONTOH .9Apakah rumus kimia untuk (a) barium oksida dan

(b) sesium nitrida.Penyelesaian:Ba: golongan II Ba2+

O: golongan VI O2-

Asas kenetralan muatan:

Setiap 1 ion Ba2+ dibalanskan oleh 1 ion O2- BaO

(b) Cs3N.

CONTOH .10Namai senyawa ionik yang mengandung ion poliatom berikut.

(a) NH4ClO3 (b) NaNO2(c) Li2CO3Penyelesaian: (a) Amonium klorat

(b) Natrium nitrit (c) Litium karbonat

Bilangan OksidasiBiloks unsur bebas = 0

biloks semua atom dalam spesies = muatan bersih

spesies tersebut

Biloks logam alkali = +1

Biloks F = 1

Biloks logam alkali tanah, Zn, dan Cd = +2

Biloks H = +1

Biloks O = 2 Jika aturan di atas diterapkan sesuai prioritas, pengecualian seperti

biloks O = 1 dalam peroksida dan biloks H = 1 dalam hidrida

tidak perlu dihafalkan.

Contoh .11Tetapkan bilangan oksidasi setiap atom dalamsenyawa berikutCsF (b) CrO42-

Penyelesaian (a) Bilangan oksidasi Cs = +1 (aturan 3), jadi bilangan oksidasi F = -1

(b) Bilangan oksidasi O = -2 (aturan 7) muatan ion = -2, jadi bilangan oksidasi Cr = +6

LATIHAN SOAL-SOALBerapa banyak elektron valensi yang dimiliki oleh masing-masing atom dari unsur di bawah ini? a. Be b. Na c. Se d. F e. K f. Sn

Golongkan ikatan dalam senyawa berikut sebagai ionik atau kovalen a. NaF b. MgS c. MgO d. AlCl3

Tuliskan rumus senyawa ionik yang dapat terbentuk dari pasangan unsur berikut. Sebutkan nama tiap senyawanya. a. berilium dan fluorin b. aluminium dan fosforus c. bromin dan magnesium

Jelaskan apa yang dimaksud dengan a. ikatan kovalen polar b. molekul polar

5. Gambarkan struktur titik-elektron untuk menunjukkan ikatan kovalen dari senyawa berikut: a. NCl3 b. OF2 c. PH3

6. Tentukan muatan formal untuk setiap atom dan muatan bersih seluruh molekul pada struktur Lewis berikut: a. N - N O b. S = C = N

7. Urutkan masing-masing kelompok berikut menurut kenaikan polaritasnya a. H Cl, H O, H - F b. N O, P - O, Al O c. H - Cl, Br - Br, B - N

8. Tuliskan rumus dari masing-masing ion poliatomik. Tulis juga muatannya. a. ion amonium b. ion fosfat c. ion karbonat

9. Tetapkan bilangan oksidasi setiap spesies dalam a. HClO3 b. HF2- c. NH4+