3.Ikatan Kimia [Compatibility Mode]

KIMIA UMUMIkatan Kimia

des 07 design by galuh

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA FPMIPA UPI

Apa yang dimaksud Ikatan Kimia ?Ikatan kimia dapat didefinisikan sebagai suatu efek yang dihasilkan ketika dua atom didekatkan satu sama lain sehingga energinya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan energi awal sebelum keduanya berikatan.

Melalui ikatan kimia, atom-atom ini menuju ke kestabilan


2

Ikatan-ikatan KimiaTiga jenis ikatan kimia:IonGaya tarik menarik elektrostatik antar ion-ion

KovalenPemakaian bersama elektron

Kovalen polardiantara ion dan ovalen


3

Deskripsi IkatanUntuk atom terisolasi yang bebas, kemampuan untuk melepas elektron diukur dari energi ionisasinya, sedangkan ionisasinya, kemampuan untuk menarik elektron diukur dari afinitas elektronnya. Rata-rata elektronnya. Ratadari kedua sifat tersebut digunakan untuk mendefinisikan suatu kuantitas baru yang disebut elektronegativitas. elektronegativitas.


4

Energi IonisasiEnergi ionisasi suatu atom adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepas satu elektron dari atom netral atau suatu kation dalam wujud gas X(g) --> X+(g) + eE = EI1 X+(g) --> X2+(g) + eE = EI2 Energi ionisasi selalu positif, karena setiap proses pelepasan elektron dari suatu atom pasti memerlukan energi.des 07 design by galuh

5

Energi Ionisasi


6

Afinitas ElektronAfinitas elektron EA dari suatu atom ialah energi yang dilepaskan apabila menerima tambahan elektron. X(g) + e- --> X-(g) E = - EA Afinitas elektron bisa positif atau negatif tergantung unsurnya.


7

Afinitas Elektron


8

ElektronegatifitasSkala elektronegatifitas telah ditentukan oleh Linus Pauling (1932) dan Robert Mulliken (1934) dengan pendekatan yang berbeda, namun menghasilkan nilai yang hampir proporsional. Linus Pauling menentukan harga elektronegatifitas berdasarkan pengukuran energi ikatan dari sekian banyak senyawa, sedangkan Mulliken menghitung berdasarkan rata-rata energi ionisasi dan afinitas elektron setiap atom. Kedua pendekatan tersebut menghasilkan kecenderungan yang sama bahwa elektronegatifitas menurun dari atas kebawah dalam satu


9

Elektronegatifitas


10

Perbedaan ElektronegativitasSelisih nilai elektronegatifitas dua buah atom yang berikatan kimia menyiratkan ikatan kimia apa yang terbentuk diantara keduanya dan tingkat polaritasnya.Jika perbedaan elektronegativitas diantara: 1,7 to 4,0: Ikatan Ion 0,3 to 1,7: Ikatan Kovalen Polar 0,0 to 0,3: Ikatan Kovalen

Contoh: NaCl Na = 0.8, Cl = 3.0 Perbedaan 2.2, sehingga ikatan ion!


11

Ikatan IonSeluruh senyawa ion terbentuk dari ikatan ion melalui proses :1.

2.

3.

Ionisasi atom pertama menghasilkan ion positip Penangkapan elektron oleh atom kedua menghasilkan ion negatip, Pembentukan ikatan ion melalui gaya Coulomb antara kedua ion tersebut.

Senyawa ion biasanya terjadi antara logam dan nonlogam


12

Ikatan Ion1

Na = 1 Cl= 7

2

Ikatan ion terbentuk antara dua atom dengan muatan yang berlawanan. +

Na

Cl

Na

Cl

Na Atom Na (tidak bermuatan)

Cl Atom Klorin (tidak bermuatan)

Na+ Ion Na

Cl Ion cklorida

Natrium Klorida (NaCl)


13

Sifat baru dari suatu senyawa dibandingkan unsur penyusunnya

+

Logam Na

Gas Klor

Natrium Klorida


14

Ikatan IonEnergetika Ikatan IonSeperti yang telah diketahui pada bab sebelumnya, diperlukan 495 kJ/mol untuk melepaskan elektron dari atom Na (Energi Ionisasi)


15

Energetika Ikatan IonKita akan memperoleh 349 kJ/mol dari penarikan elektron oleh klor. (Afinitas Elektron)


16

Energetika Ikatan IonNamun, angka-angka tadi tidak dapat menjelaskan mengapa reaksi logam Natrium dengan gas klor membentuk natrium klorida bersifat sangat eksoterm!


17

Energetika Ikatan IonMaka, harus ada energi lain yang belum diperhitungkan. Inilah yang kemudian dianggap sebagai gaya tarik menarik elektrostatik antar kation Natrium dan anion klorida yang baru terbentuk.18


Energi KisiBagian lain ini adalah berupa Energi Kisi :The energy required to completely separate a mole of a solid ionic compound into its gaseous ions

Energi yang berhubungan dengan interaksi elektrostatik dijelaskan menggunakan hukum Coloumb :

Q 1Q 2 Eel = ddes 07 design by galuh

19

Energi Kisi (Lattice Energy)Energi Kisi, meningkat seiring dengan naiknya muatan ion-ion.

Energi kisi juga meningkat seiring dengan menurunnya ukuran dari ion-ion.


20

Energetika Ikatan IonDengan memperhitungkan ketiga bentuk energi (energi ionisasi, afinitas elektron dan energi kisi), kita dapat menggambarkan energetika bagi keseluruhan proses.


21

Ikatan KovalenDalam ikatan ini, atom-atom saling berbagi elektron. Ada beberapa interaksi elektrostatik dalam ikatan, yaitu:Tarik-menarik antara elektronelektron dengan inti Tolakan antar elektron Tolakan antar inti


22

Pembentukan Ikatan KovalenKetika 2 atom H saling mendekat maka terjadi : (1) Gayatarik inti - elektron (garis biru) lebih besar daripada (2) gaya tolak inti - inti (garis merah), dan (3) gaya tolak elektron - elektron (garis merah), hasilnya adalah perpaduan antara gaya-gaya tersebut membentuk molekul H2


23

Pembentukan Ikatan KovalenIkatan kovalen H2 merupakan perpaduan antara gaya tarik dan gaya tolak elektrostatik. Energi molekul hidrogenmencapai minimum ketika terjadi kesetimbangan antara gaya tolak dengan gaya tarik.


24

Pembentukan Ikatan KovalenPanjang ikatan: jarak rata-rata diantara dua atom yang terikat Energi ikatan : energi yang diperlukan untuk memecah ikatan kimia dan membentuk atom netral terisolasi (satuan: kJ/mol) Orde ikatan :


25

Jenis Ikatan KovalenIkatan tunggal: ikatan kovalen yang dihasilkan oleh penggunaan bersama 1 pasang elektron diantara dua atom Ikatan rangkap 2: ikatan kovalen yang dihasilkan oleh penggunaan bersama 2 pasang elektron diantara dua atom Ikatan rangkap 3: ikatan kovalen yang dihasilkan oleh penggunaan bersama 3 pasang elektron diantara dua atom


26

Panjang Ikatan KovalenTipe Ikatan Panjang Ikatan (pm)

C-C C =C C C C-N C =N Panjang Ikatan Ikatan Rangkap Tiga < Ikatan Ganda < Ikatan Tungal C N

154 133 120 143 138 116


27

Energi IkatanTabel dibawah ini berisi entalpi ikatan rata-rata untuk beberapa jenis ikatan Entalpi ikatan rata-rata adalah positive, karena untuk memecah ikatan merupakan proses endoterm (memerlukan energi)


28

Ikatan Kovalen PolarMeskipun atom-atom seringkali membentuk senyawa melalui pemakaian bersama elektron, namun elektron-elektron ini tidak selalu terdistribusi merata diantara keduanya.

Flourin akan menarik elektron yang digunakan bersama dengan hidrogen lebih kuat. Karenanya, sisi flourin akan memiliki kerapatan elektron yang lebih besar.des 07 design by galuh

29

Momen DipolKetika dua atom berbagi elektron dengan secara tidak merata, maka terbentuklah suatu dipol ikatan. Momen dipol, , dihasilkan oleh dua muatan berlainan yang dipisahkan dengan jarak tertentu, r, dihitung sebagai = Qr Satuan yang digunakan adalah debye (D).


30

Momen DipolSemakin meningkat harga momen dipol, maka ikatan yang terbentuk akan semakin polar.

Kepolaran menurundes 07 design by galuh

31

Momen DipolSelain perbendaan elektronegatifitas, geometri molekul merupakan faktor yang menentukan apakah suatu molekul memiliki momen dipol


32

Karakter Kovalen VS IonikIkatan Kovalen : sharing elektronor

Ikatan +Ionik : transfer elektron M M +e

X +e XX

M+Coulombic interaction

Both and have full shells

M+

X-

Bila ikatan melibatkan unsur yang berbeda, karakter ikatannya akan berada ditengah-tengah kedua jenis ikatan ini.


33

Kovalen Kovalen Polar Ion100% kovalen Kovalen polar 100% ion

Spektrum IkatanA B Sharing e A B Momen Dipol kenaikan Kenaikan polaritasdes 07 design by galuh

A+

B-

Transfer e

34

Persen Karakter IonikKelektronegativan Pauling: % ionic character

0.25 ( )2 100% = 1 exp A B Increasing EN

Increasing EN


35

Persen Karakter IonikBergantung pada perbedaan keelektronegativan

Titik dihitung dari momen dipol muatan Q = e

0.25 ( )2 Kurva diperoleh dari 1 exp A B


36

Distribusi Elektron dalam Molekul

Distribusi elektron digambarkan dalam Struktur Lewis (titik elektron) Struktur Lewis banyak dipakai dalam ikatan kovalen! (dalam ikatan ion digambarkan dengan muatan)

G. N. Lewis 1875 - 1946des 07 design by galuh

37


38

Pasangan Ikatan dan MenyendiriPasangan ikatan dilambangkan dengan garis, sedangkan pasangan menyendiri dengan titik elektron

H

Cl

Pasangan menyendiri Pasangan ikatan Ada ikatan rangkap 2 atau 3, biasanya terjadi pada atom-atom C, atomN, P, O, and S


39

Penulisan Struktur Lewis1. Tulis kerangka struktur dari senyawa bersangkutan, yg terdiri dari lambang kimia atom2 yg terlibat dan menempatkan atom2 yg berikatan secara berdekatan satu dg yg lain. Hitunglah total elektron valensi daris emua atom yg terlibat. Tambahkan 1 untuk tiap muatan negatif. Kurangkan 1 untuk tiap muatan positif. Lengkapi oktet dari semua atom yang terikat pada atom pusat kecuali hidrogen. Jika aturan oktet belum tercapai pada atom pusat, gunakan pasangan elektron bebas dari atom-atom disekitarnya untuk menambahkan ikatan rangkap dua atau tiga di antara atom pusat dan atom di sekitarnya sampai aturan terpenuhi. Apabila dihasilkan lebih dari satu struktur, gunakan aturan muatan formal untuk menentukan struktur yang paling stabil

2. 3. 4.

5.


40

Struktur Lewis dari nitrogen trifluorida (NF3)Tahap 1 N kurang elektronegatif dibanding F, tempatkan N di pusat Tahap 2 Hitung elektron valensi N - 5 (2s22p3) dan F - 7 (2s22p5) 5 + (3 x 7) = 26 elektron valensi Tahap 3 Gambar ikatan tunggal antara atom N dan F dan lengkapi oktet pada atom N dan F. Tahap 4 - Periksa, apakah # e- pd struktur sebanding dengan jumlah valensi e- ? 3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi

F

N

F

F


41

Struktur Lewis dari ion karbonat ion (CO32-)Tahap 1 C kurang elektronegatif dari O, tempatkan C di pusat Tahap 2 Jumlahkan elektron valensi C - 4 (2s22p2) dan O - 6 (2s22p4) -2 muatan 2e4 + (3 x 6) + 2 = 24 elektron valensi Tahap 3 Gambar ikatan tunggal atom C dan O dan lengkapi oktet pada atom C dan O. Tahap 4 - Periksa, apakah # dr e- pd struktur sebanding dg jumlah e- valensi? 3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi Tahap 5 - terlalu banyak elektron, buat ikatan ganda dan cek ulang # e2 ikatan tunggal (2x2) = 4 1 ikatan ganda = 4 8 ps. bebas (8x2) = 16 Total = 2442

O

C

O

Odes 07 design by galuh

Dua kerangka struktur yg mungkin dr formaldehida (CH2O) H H C O H H Muatan Formal adalah jumlah elektron valensi dalam atom bebas dikurangi jumlah elektron yang dimiliki oleh atom tersebut di dalam struktur Lewis. C O

Muatan formal suatu atom pd = Struktur Lewis

total jml elektron valensi pd atom bebas

-

total jumlah elektron tdk berikatan

1

-

2

(

total jumlah ikatan elektron

)

Jumlah muatan formal dari atom dalam molekul atau ion harus sebanding dg muatan pada molekul atau ion tsb.43


-1 H C

+1 O H

C 4 eO 6 e2H 2x1 e12 e-

2 ikatan tunggal (2x2) = 4 1 ikatan ganda = 4 2 ps. bebas (2x2) = 4 Total = 12

Muatan formal pd atom dlm = struktur Lewis

total jumlah elektron valensi pd atom bebas

-

total jumlah elektron yg tdk terikat

1

-

2

(


)

muatan formal = 4 - 2 - x 6 = -1 pd C muatan formal = 6 - 2 - x 6 = +1 pd O


44

H H

0 C

0 O

C 4 eO 6 e2H 2x1 e12 etotal jumlah elektron valensi pada atom bebas

2 ikatan tunggal (2x2) = 4 1 ikatan ganda = 4 2 ps. bebas (2x2) = 4 Total = 12

muatan formal pd atom dlm = struktur Lewis

-

total jumlah elektron yg tdk terikat

1

-

2

(


)

Muatan formal = 4 - 0 - x 8 = 0 pd C Muatan formal = 6 - 4 - x 4 = 0 pd O


45

Muatan Formal dan Struktur Lewis1. 2. 3. Pada molekul netral, struktur Lewis tanpa muatan formal lebih disukai dari struktur dengan muatan formal. Struktur Lewis dengan muatan formal yang besar kurang disukai daripada struktur dengan muatan formal yg kecil. Diantara struktur Lewis dengan distribusi muatan formal yang serupa, struktur yang paling disukai adlah struktur yang muatan negatifnya berada pada atom yang lebih elektronegatif.

Yang manakah struktur Lewis bagi CH2O? -1 Hdes 07 design by galuh

+1 O H

H H

0 C

0 O46

C

ResonansiBerikut ini adalah struktur Lewis yang dapat kita gambarkan untuk ozon, O3.+

-


47

ResonansiHasil pengamatankedua ikatan OO memiliki panjang ikatan yang sama kedua oksigen terluar memiliki muatan sama, yaitu 1/2.


48

Resonansi

Satu struktur Lewis saja tidak memberikan gambaran yang akurat bagi molekul sejenis ozon Diperlukan struktur ganda, dan resonansi struktur untuk menggambarkan molekul.Struktur resonansi adalah salah satu dari dua atau lebih struktur Lewis untuk satu molekul yang tidak dapat dinyatakan secara tepat dengan hanya menggunakan satu struktur Lewis.des 07 design by galuh

49

ResonansiSebagaimana halnya hijau disintesis dari biru dan kuning

ozon merupakan hasil sintesis dari kedua struktur resonansi-nya.


50

ResonansiSenyawa organik benzen, C6H6, memiliki dua struktur resonansi Seringkali diilustrasikan sebagai heksagon dengan lingkaran didalamnya untuk menandai delokalisasi elektron dalam cincin.


51

Pengecualian dari aturan oktetAda tiga macam ion/molekul yang tidak mengikuti aturan oktet:Ion/molekul dengan jumlah elektron ganjil. Ion/molekul dengan jumlah elektron kurang dari satu oktet. Ion/molekul dengan lebih dari 8 elektron di kulit valensi (oktet yang diperluas)


52

Jumlah elektron GanjilMeski relatif jarang dan biasanya tidak stabil dan reaktif, ada beberapa jenis ion/molekul dengan jumlah elektron ganjil.NO N 5eO 6e11eN O


53

Kurang dari satu oktet

BF3:Apabila boron diberi 8 elektron, akan menempatkan muatan negatif pada boron dan muatan positif pada flourin. Ilustrasi ini tidak memberikan gambaran akurat bagi distribusi elektron pada BF3.des 07 design by galuh

54

Kurang dari satu oktetDengan demikian, struktur yang meletakkan ikatan rangkap pada boron tidak memadai apabila dibandingkan struktur dimana boron hanya memiliki 6 elektron valensi.


55

Kurang dari satu oktetArtinya: apabila dengan memenuhi oktet pada atom pusat berakibat terjadinya muatan negatif pada atom pusat dan muatan positif pada atom luar yang lebih elektronegatif, maka jangan memaksakan untuk memenuhi oktet pada atom pusat.


56

Lebih dari delapan elektronSatu-satunya cara agar PCl5 dapat digambarkan adalah dengan menempatkan 10 elektron disekelilingnya. Diperbolehkan untuk memperbesar oktet bagi atom-atom yang berada pada perioda 3 ke atas. Diasumsikan (diasumsikan atom-atom pada orbital d turut berperan.


57

Lebih dari delapan elektronMeskipun struktur Lewis bagi ion posfat yang memenuhi oktet dapat digambarkan, namun struktur yang lebih baik diperoleh saat satu ikatan rangkap ditambahkan antara atom P dengan salah satu atom O.


58

Lebih dari delapan elektronStruktur ini menghilangkan muatan pada P dan muatan pada salah satu O. Artinya: Apabila atom pusat perioda 3 ke atas mengadopsi oktet yang diperluas dan menghasilkan penghilangan muatan formal, maka struktur tersebut yang dipilih.


59

TEORI Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)Meramalkan bentuk geometris molekul dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron.Jumlah pasangan elektron2

RumusAB2

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0

Susunan pasangan elektronlinier

Geometri Molekullinier

B

B


60

Cl

Be

Cl

0 ps bebas pd pusat atom 2 ikatan atom pd pusat atomdes 07 design by galuh

61

RumusAB2 AB3

Jumlah pasangan elektron2 3

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0 0

Susunan pasangan elektron linier Segitiga datar

Geometri Molekul linier Segitiga datar


62


63

RumusAB2 AB3 AB4

Jumlah pasangan elektron2 3 4

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0 0 0

Susunan pasangan elektronlinier segitiga datar

Geometri Molekullinier segitiga datar

tetrahedral

tetrahedral


64


65

RumusAB2 AB3 AB4 AB5

Jumlah pasangan elektron2 3 4 5

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0 0 0 0



tetrahedral segitiga bipiramida

tetrahedral Segitiga bipiramida


66


67

RumusAB2 AB3 AB4 AB5 AB6

Jumlah pasangan elektron2 3 4 5 6

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0 0 0 0 0



tetrahedral segitiga bipiramida oktahedral

tetrahedral Segitiga bipiramida oktahedral


68


69

RumusAB3 AB2E



Susunan pasangan elektrontrigonal planar trigonal planar

Geometri Molekultrigonal planar menekuk


70

RumusAB4 AB3E



Susunan pasangan elektrontetrahedral tetrahedral

Geometri Molekultetrahedral segitiga bipiramida


71

RumusAB4 AB3E AB2E2



Susunan pasangan elektrontetrahedral tetrahedral

Geometri Molekultetrahedral segitiga bipiramida menekuk O H H

2

2

tetrahedral


72

RumusAB5

Jumlah pasangan elektron5


Susunan pasangan elektronSegitiga bipiramida Segitiga bipiramida

Geometri MolekulSegitiga bipiramida Tetrahedron terdistorsi

AB4E

4

1


73

RumusAB5



Susunan pasangan elektronSegitiga bipiramida Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida

Geometri MolekulSegitiga bipiramida

AB4E AB3E2

4

1

Tetrahedron terdistorsiBentuk T F F Cl F

3

2


74

RumusAB5



Susunan pasangan elektronSegitiga bipiramida Segitiga bipiramida

Geometri MolekulSegitiga bipiramida

AB4E AB3E2

4

1

Tetrahedron terdistorsiBentuk T

3

2

Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida

AB2E3

2

3

linier I I I75


RumusAB6 AB5E



Susunan pasangan elektronoktahedral oktahedral

Geometri Molekuloktahedral Segiempat piramida F F Br F F F


76

RumusAB6 AB5E AB4E2

Jumlah pasangan elektron6 5 4

Jumlah ps. bebas pd atom pusat0 1 2

Susunan pasangan elektronoktahedral oktahedral oktahedral

Geometri Molekuloktahedral Segiempat piramida Segiempat datar F Xe F F F


77

Panduan untuk menerapkan model VSEPR1. 2. 3. Tulis struktur Lewis molekul tersebut. Hitung jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat. Gunakan TPEKV untuk meramalkan geometri molekulnya.

Apakah geometri molekul dari SO2 dan SF4? F F F tetrahedron terdistorsi F

O

S AB2E

O

AB4E

S

menekuk


78

3.Ikatan Kimia [Compatibility Mode]

Documents

Transcript of 3.Ikatan Kimia [Compatibility Mode]