Ikatan dan IsomeriProf. Dr. JuminaRobby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.

Susunan Elektron dalam Atom

Mulai dikenalkan oleh Rutherford:“Atom terdiri atas inti yg kecil & padat dan

dikelilingi oleh elektron-elektron”

atominti

elektron = (-) / negatif

proton = (+) / positif

netron = netral

nomor atom = jumlah elektron = jumlah protonberat atom = berat proton + netron

Kelemahan : tidak dapat menerangkan mengapaelektron tidak jatuh ke inti

2Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

Disempurnakan oleh Bohr :Dalam atom, e- bergerak pada lintasan-lintasantertentu yg memiliki tingkat energi tertentu

n =1n =2n =3

n = nomor kulitJumlah e- maksimum tiap kulit = 2n2

n = 1 ; Σ e- maks = 2 ⋅ 12 = 2 n = 2 ; Σ e- maks = 2 ⋅ 22 = 8

∴Susunan e- dalam atom menjadi lebih jelasmisalnya : 8O Σ e- = 8

[kulit dalam] ←n = 1 terisi oleh 2e- → elektron dalam[kulit dalam] ←n = 2 terisi oleh 6e- → elektron valensi

Catatan : belum dapat diterapkan untuk penulisan rumus kimia

3

Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

Lewis ◦ Memodifikasi teori atom Bohr◦ Mengemukakan konsep BULIR &HURUF

yg melambangkan inti dan e- di kulit dalam◦ e- valensi ditulis dg titik disekeliling BULIRContoh model atom Lewis

6C 7N 8O 10NeKulit 1 2e- 2e- 2e- 2e-

Kulit 2 4e- 5e- 6e- 8e-

C N O Ne

4Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Ikatan Kimia

Dasar : atom cenderung membentukkonfigurasi yg stabil (mantap) seperti gas muliaJenis : dikenal 2 tipe utama :◦ Ikatan ionik◦ Ikatan kovalen

5Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Ikatan ionik (ion) Tejadi melalui pemindahan satu atau lebih e- darisatu atom ke atom lainContoh : NaCl

11Na 17ClKulit 1 2e- 2e-

Kulit 2 8e- 8e-

Kulit 3 1e- 7e- [Elektron valensi]

Na

Cl + 1 e-

Na+ + 1 e-

Cl-

+Na Cl+ Na+ + Cl-

Atom yg mudah melepas e- atom elektropositifAtom yg mudah menangkap e- atom elektronegatif

6Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

Ikatan kovalenTerjadi melalui penggunaan bersama satu atau lebihpasangan e-

Terbentuk antara atom-atom yang memilikielektronegativitas sama atau sedikit berbeda

H

Cl Cl

H Cl+

+ H

Cl+

H H

Cl

H Cl

Pasanganelektron

Ikatan kovalen dan konvigurasi e- stabil merupakandasar hukum OKTET :“Molekul akan stabil jika atom-atomnya dikelilingi oleh8e- (seperti Ne & Ar) atau 2e- (seperti He)”

Contoh :

7Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

Karbon dan ikatan kovalenC : - memiliki 4 e- valensi

- bersifat “pertengahan”cenderung membentuk ik. kovalen

Tinjau : CH4 & CCl4 H ClC

HH

HHC

Cl

ClClCl C •Memenuhi hukum oktet

•Merupakan molekul stabil

Dapat ditulis :

C2H6 :CH3CH3

(a) (b)

(c)

a, b, c merupakan contoh ikatan kovalen tunggal

8Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Radikal : molekul yg mempunyai atom dg elektron bebas (≠ pasangan elektron bebas)Katenasi : kemampuan atom C untuk membentuk rantai dengan atom C lain [sifat khusus]

Tinjau :

•Atom C dikelilingi oleh 7e-

•Tdk memenuhi hukum oktet• tidak stabil

9Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Ikatan kovalen polarSenyawa polar konstanta dielektrik tinggiSenyawa non polar konstanta dielektrik rendahBerdasar pengukuran : HCl polar

H2 non polarTinjauan berdasar hukum oktet :

- nonpolar- polar

[Cl lebih elektronegatif drpd H]

δ+ δ-Pergeseran pasangan e- disebut polarisasi ikatan

∴ Ik. Kovalen polar terjadi antara 2 atom yg berbeda elektronegativitasnya

10Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Ikatan kovalen gandaMelibatkan lebih dari satu pasang e-

Tinjau CO2 ; C = 4e- valensiO = 2 x 6e- valensi

11

16 e- valensi

Ikatan rangkap 2

HCN ; H = 1e- valC = 4e- valN = 5e- val

Ikatan ganda 3

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

ValensiKemampuan suatu atom untuk mengikat atom lain [H]C bervalensi 4, karena mampu mengikat 4 atom HO bervalensi 2, karena mampu mengikat 2 atom H

12

≡ Model atom KEKULE

(atas dasar valensi) Kemampuan mengikat suatu atom

Lewis : -kemampuan mengikat suatu atom tergantungpd jumlah elektron bebas yg dimiliki oleh atom tsb.mis: atom C 4e- val bervalensi 4

atom O 6e- val bervalensi 2Model :

Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

ISOMERISenyawa-senyawa dg rumus molekulsama, tetapi rumus strukturnya berbedaIsomer-isomer umumnya mempunyai sifatfisika dan kimia berbedaContoh : C2H6O

13

t.d. = 76 °Cbereaksi dg logam Na

t.d. = -24 °Ctdk bereaksi dg logam Na

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Penulisan Rumus StrukturMulai dg menulis rantai karbonDilengkapi dg HC bervalensi 4, sedang H bervalensi 1Contoh C5H12

14

disingkat

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Bentuk singkatan struktur yang lain

15

3 2 2 2 3

3 2 2 2 3

3 2 33 3 3

3

3

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Muatan Formal

Untuk mengetahui bahwa ion ammonium bermuatan (+) dan atom mana ygmengemban muatan (+) tsb. Makadikemukakan konsep Muatan Formal (MF)

16

Tinjau :

MF = Σ elektron valensiatom netral - elektron

bebas +setengah jumlahelektron ikatan

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

MF N = 5 – (0 + ½ 8) = +1MF Ha = 1 – (0 + ½ 2) = 0

17

++1

∴ Ion ammonium bermuatan +1 dan Nmerupakan pengemban muatan + tsb

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Resonansi

18

Tinjau CO32- ; C = 4e- val

O = 3 x 6e- val = 18e- valmuatan -2total = 24 e- val

Disusun berdasar hukum oktet

+

-2 -2 -2

Konsekuensi : Seharusnya ada 2 macam ikatan C–O dg panjang ikaran berbeda ( C-O = 1,41 Å; C=O = 1,20 Å)Fakta : Panjang ikatan C-O seragam (1,31 Å)

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Dikemukakan konsep teori Resonansi:Struktur sesungguhnya dari ion CO3

2-

adalah mirip dengan struktur I, II, III. I, II, III disebut resonansi

19Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Bilangan-bilangan Kuantum

Utama ; n menentukan tingkat energiorbitalAzimut ; ℓ menentukan bentuk orbital, yaitu s, p atau dMagnetik ; m menentukan arah danjumlah orbitalSpin ; s menentukan arah pergerakanelektron

20Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

21

1s

2s

3s3p

3d

2p

• Prinsip Aufbau• Larangan Pauli• Aturan Hund

Susunan e- dlmatom dptditentukan

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

22Pro

f. D

r. Ju

min

a&

Rob

by N

oorC

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

sG

adja

hM

ada

Teori tumpang tindih (overlap) & ikatan σ

23

H2

I II III

HA

1s

HB

1s

+

II : daerah overlap (ikatan σ)

+p p

(ikatan σ)Terbentuk dari overlap

Antar sumbu orbital

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

24

(ikatan π)Terbentuk dari overlapPada sisi sumbu orbital

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

Orbital-orbital hibrida karbonsp3

Atom C : 6 elektron

25

1s

2s

2pE

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

C bervalensi 4 diterangkan :

26

2s

2pE

Elektron Valensi

2s

2pE

1 e- dari orbital 2s dipromosikan

2s

E sp3

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada

E tiap e- di orbital sp3 =

27

1 E2s + 3 E2p

4

Pro

f. D

r. Ju

min

a &

Rob

by N

oor C

ahyo

no, S

.Si.,

M.S

c.

Juru

san

Kim

ia F

MIP

A U

nive

rsita

s G

adja

h M

ada