ikatan kimia

5/19/2018 Ikatan Kimia

1/58

IKATAN KIMIA

Drs. I Gusti Agung Gede Bawa, M.Si

Jurusan KimiaFMIPA UDAYANA

2008


2/58

Materi Ikatan Kimia Gaya Intramolekuler

Ikatan ionik

Ikatan kovalen

Gaya Intermolekuler

Gaya dipol-dipol

Gaya ion-dipol

Gaya dispersi

Gaya Van der Waals

Ikatan hidrogen

Ikatan logam

Stabilitas Senyawa :

Senyawa ionik (Energi Kisi)

Senyawa kovalen (Energi Ikat)

Geometri Molekuler :

Teori VSEPR

Teori Ikatan Valensi

Teori Orbital Molekul

Pembinaan Olimpiade Kimia, 23 Juli6 Agustus 2008

Polaritas Senyawa : Polaritas Ikatan

Polaritas Senyawa


3/58


Gaya Intramolekuler

1. Gaya Ionik (ikatan ion)

Gaya yang memegang atom-atom dalam suatu molekul.

Gaya Intramolekuler dibedakan menjadi dua, yaitu :

Ikatan yang terjadi sebagai akibat terjadinya serah-terima

elektron antara atom-atom yang memiliki potensial ionisasi

rendah dengan atom-atom yang memiliki affinitas elektron

tinggi.

Gol. IA ; IIA dengan VIA ; VIIA


4/58


Ikatan yang terjadi sebagai akibat penggunaan pasanganelektron secara bersama-sama diantara atom-atom yangberikatan.

2. Gaya Kovalen (ikatan kovalen)

Ikatan ini umumnya terjadi antara unsur-unsur non logam

Contoh :

HCl ; Cl2

; PCl5


5/58


Gaya Intermolekuler Gaya tarik menarik diantara molekul-molekul.

Gaya ini bertanggung-jawab terhadap :

1. Prilaku non-ideal dari suatu gas

2. Keberadaan fase terkondensasi suatu materi.

1. Gaya dipol-dipol

Gaya yang bekerja pada molekul-molekul polar

+ + +

+ + +

+ + +


6/58


2. Gaya ion-dipol

Gaya yang terjadi pada suatu ion dengan molekul polar

+ +

Na+I

Contoh :

- Hidrasi


7/58


3. Gaya dispersiGaya yang bekerja pada molekul-molekul non-polar

+ +

kation Dipol terinduksi

+ +

Dipol terinduksidipol

(c)

(b)

(a)


8/58


4. Ikatan HidrogenJenis interaksi dipol-dipol yang khusus antara atom hidrogendalam suatu ikatan polar,seperti OH atau NH dengan atom-atom yang elektronegatif, seperti O, N atau F.

Ikatan yang terjadi diantara atom-atom logam

5. Ikatan Logam

NHO

H

HH

H


9/58


Stabilitas suatu senyawa

Senyawa ionik

Stabilitas senyawa ionik bergantung pada interaksi dari semua

ion-ion yang terlibat dalam pembentukan kisi kristalnya.

Ukuran kuantitatifnya dinamakan Energi Kisi :

Energi yang diperlukan untuk memisahkan secara lengkap 1 mol

senyawa ionik padat menjadi ion-ion dalam keadaan gas.


10/58


Penentuan Energi Kisi Secara tidak langsung menggunakan siklus Born-Haber

Siklus Born-Haber menghubungkan antara energi kisi denganenergi ionisasi, affinitas elektron, dan sifat-sifat atom atau molekullainnya.

Contoh :

Penentuan energi kisi senyawa ionik LiF(s).

Pembentukan senyawa LiF(s), berdasarkan reaksi :

Li(s) + F2(g) LiF(s). Hfo= -594,1 kJ


11/58


Pembentukan senyawa ini sesungguhnya melibatkan beberapa

tahapan reaksi, yaitu :

1. Perubahan litium padat menjadi gas (entalpi sublimasi)

Li(s) Li(g) H1o= 155,2 kJ

2. Disosiasi mol gas F2menjadi atom F(g)

F2(g) F(g) H2o

= 75,3 kJ3. Ionisasi 1 mol atom Li(g)

Li(g) Li+(g) + e H3o= 520 kJ

4. Bertambahnya 1 mol e pada atom F(g) (afinitas e)

F(g) + e F(g) H4o= -333 kJ

5. Bergabungnya 1 mol Li+(g) dengan 1 mol F(g) membentuk 1

mol LiF(s)

Li+(g) + F(g) LiF(s) H5o= . ?


12/58

Siklus Born-Harber

H3o

H4o

Li(g) + F(g) F(g) + Li+(g)

H1o H2

o H5o

Hfo

Li(s) + F2(g) LiF(s)

Hfo= H1

o+ H2o+ H3

o+ H4o+ H5

o

H5o= Energi kisi


13/58


Kekuatan ikatan kovalen Energi ikat disosiasi

Energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan tertentu dari 1mol molekul diatomik dalam keadaan gas.

H2(g) H(g) + H(g) Ho= 436,4 kJCl2(g) Cl(g) + Cl(g) H

o= 242,7 kJ

HCl(g) H(g) + Cl(g) Ho= 431,9 kJ

Energi ikat rata-rata

Mengukur kekuatan ikatan kovalen menjadi lebih komplek untukmolekul poliatomik.


14/58


H2O(g) H(g) + OH(g) Ho= 502 kJ

OH(g) H(g) + O(g) Ho

= 427 kJ

Contoh :

Energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan OHpertama dalam molekul H2O, berbeda dengan energi yangdiperlukan untuk memutuskan ikatan OH kedua.

Berdasarkan studi H2O di atas, kita dapat memahami mengapa

energi dari ikatan OH, dalam dua molekul yang berbeda tidak

sama.

Jadi untuk molekul poliatomik, kita hanya dapat mengatakanenergi ikat rata-ratanya.


15/58


Geometri MolekulerPenataan tiga dimensi dari suatu atom dalam molekul.

Beberapa sifat fisik dan sifat kimia, seperti titik leleh, titik didih,

densitas, dan jenis reaksi yang molekul alami dipengaruhi oleh

geometri molekulnya.

Ada dua cara yang umum dipakai untuk menentukan geometri

molekuler, khususnya senyawa kovalen.

1. Metode VSEPR

2. Teori Ikatan Valensi


16/58


Teori VSEPRDasar : tolak menolak pasangan elektron kulit valensi.

Tolak menolak ps. e. bebas x ps. e. bebas >ps. e. bebas x ps. e.

ikatan >ps. e. ikatan x ps. e. ikatan.

Pedoman menggunakan Model VSEPR

1. Tulislah struktur Lewis dari suatu molekul.

2. Hitunglah jumlah total pasangan elektron yang mengelilingi atom

pusat.

3. Ikatan rangkap 2 dan 3, dianggap sebagai ikatan tunggal.4. Dalam meramalkan sudut ikatan, ingat tolak menolak ps. e bebas x

ps. e bebas > ps. e bebas x ps. e ikatan > ps. e ikatan x ps. e ikatan.


17/58


Pedoman menulis Struktur Lewis Menulis kerangka struktur senyawa.

Umumnya, atom-atom kurang elektronegatif menempati posisi

atom pusat.

Hidrogen dan flourine biasanya menempati posisi terminal.

Hitung jumlah total elektron valensi yang terlibat

Untuk anion poliatomik, tambahkan sejumlah muatan negatif

pada jumlah total elektron valensi.

Untuk kation poliatomik, kurangi sejumlah muatan positif darijumlah total elektron valensi.


18/58


Gambarkan ikatan kovalen tunggal diantara atom pusat dan atomterminal, kemudian penuhi aturan oktet pada atom-atom terminal

dengan menambahkan pasangan elektron bebas untuk

menghabiskan jumlah total elektron valensi.

Jika atom pusat tidak memenuhi aturan oktet, cobalah ikatanrangkap dua atau rangkap tiga diantara atom pusat dan atom

terminal dengan memakai pasangan elektron bebas dari atom

terminal.


19/58


Dengan memperhatikan struktur Lewis senyawa-senyawa kovalen,maka kita dapat mengelompokan senyawa-senyawa tersebutmenjadi dua kelompok, yaitu :

1. Atom pusat tidak mempunyai pasangan elektron bebas

2. Atom pusat mempunyai pasangan elektron bebas.

Ad. 1. Atom pusat tanpa pasangan elektron bebas.

Contoh :

1. BeCl2

Be ClCl

Struktur lewis :


20/58


Karena atom pusat (Be) mengandung 2 pasangan elektron ikatan yangsaling tolak menolak, menyebabkan kedua pasangan elektron ikatan ini

menjauh sampai pada suatu posisi dimana tingkat tolakan paling

minimum, dalam hal ini membentuk sudut 180o.

2. BF3

Contoh

Struktur lewis :

B F

F

F


21/58


Tataan elektron Bentuk Contoh

Linear

Segi tiga planar

Tetrahedral


22/58


Tataan elektron Bentuk Contoh

Segitiga

bipiramida

Oktahedral


23/58

Atom pusat memiliki pasangan elekron bebas

Jlm ps. e. pd

atom pusat

Jlm. Ps. e.

ikatan

Bentuk Contoh

3

4

4

2

3

2

..

Bengkokan

Segitiga piramida

Bengkokan

GeF2

NH3

H2O


24/58

Jlm ps. e. pd

atom pusat

Jlm. Ps. e.

ikatan

Bentuk Contoh

5

5

5

4

3

2

Tetrahedral tak

beraturan

Bentuk T

Linear

SF4; IF4+

;XeO2F2

ClF3; ICl3

I3; ICl2

; XeF2


25/58

Jlm ps. e. pd

atom pusat

Jlm. Ps. e.

ikatan

Bentuk Contoh

6

6

5

4

Piramida segiempat

Segi empat planar

BrF5; SbS52;

XeOF4

IF4; XeF4;

ICl4


26/58

Latihan :

Ramalkan bentuk Geometri dari :

a. ClO3; XeO4; CO32b. SO3; CCl4; H2CO

c. FCl2+; AsF5; SeO2

d. TeF4; SbCl6; NO2

; PO43

e. SbH3; PCl4+; SiO4

4


27/58

Teori Ikatan Valensi

Teori ikatan valensi menganggap bahwa elektron-elektron dalam

suatu molekul menempati orbital atom individunya.

Pembentukan ikatan terjadi akibat tumpang-tindih (overlapping)

antara orbital-orbital kulit valensi dari masing-masing atom individu.

Contoh :

Pembentukan H2merupakan hasil dari tumpang-tindih orbital 1s dari

masing-masing atom H.


28/58

Pembentukan HF

Pembentukan F2


29/58

Tidak semua pembentukan ikatan dapat dijelaskan dengan model

overlapping seperti di atas.

Orbital Hibrid

Contoh : senyawa BeH2

Konfigurasi elektron valensi atom Be : 1s2 2s2

Pada keadaan dasar, orbital atom 2s tidak dapat melakukan

overlapping, karena orbital ini mengandung dua elektron.

Overlapping dapat terjadi apabila masing-masing orbital

mengandung satu elektron.

Hal ini dapat dipecahkan dengan mengeksitasi sebuah elektron

valensi ke orbital diatasnya (orbital 2p), sehingga konfigurasi

elektron valensinya menjadi : 2s12p1


30/58

Jika dalam kondisi ini dia melakukan overlapping dengan orbital

atom yang diikatnya, maka bentuk molekul yang diramalkan oleh

teori VSEPR maupun bentuk riilnya tak dapat dijelaskan.

Teori mekanika kuantum, memungkinkan untuk mencampur dua

orbital yang tidak sama dalam atom yang sama untuk menghasilkan

orbital-orbital hibrid.


31/58

Jumlah orbital hibrid yang dihasilkan harus sama dengan jumlah

orbital yang dicampur.

Orientasi orbital-orbital hibrid yang dihasilkan, akan menentukan

bentuk geometri molekulnya.


32/58

Pembentukan BCl3 Konfigurasi elektron atom B pada keadaan :

Dasar : [He] 2s22p1

Tereksitasi : [He] 2s12p2

hibrid sp2


33/58

Pembentukan etana (CH3-CH3)

Konfigurasi elektron atom C pada keadaan :

Dasar : [He] 2s22p2


hibrid sp3


34/58

(C C )


35/58

Pembentukan etena (CH2=CH2)


Dasar : [He] 2s22p2


hibrid sp2

Atom C hanya mengikat 3 atom lain, yaitu 1 atom C dan 2 atom H,

maka hibrid yang terjadi sp2dengan sebuah elektron yang tidak

terlibat dalam hibridisasi.


36/58


37/58

Pembentukan molekul formaldehid

H

H

O

C

Konfigurasi elektron atom C

pada keadaan :

Dasar : [He] 2s22p2


hibrid sp2

Konfigurasi elektron atom O

pada keadaan :

Dasar : [He] 2s22p4

hibrid sp2


38/58


39/58

Pembentukan etuna


Dasar : [He] 2s22p2


hibrid sp

CC HH


40/58


41/58

Pembentukan gas N2

Konfigurasi elektron atom N pada keadaan :

Dasar : [He] 2s22p3

hibrid sp


42/58


Teori Orbital Molekul Berdasarkan teori orbital molekul, suatu molekul secara nyata tak

begitu banyak berbeda dengan suatu atom.

Bedanya, molekul mengandung beberapa inti, sedangkan atom hanya

satu inti.

Baik molekul maupun atom mempunyai tingkat-tingkat energi atau

orbital yang dapat ditempati elektron.

Dalam atom dinamakan orbital atom, sedangkan dalam molekuldinamakan orbital molekul


43/58


Tumpang-tindih (Overlaping) dari dua orbital atom akan menghasilkan

dua jenis orbital molekul, yaitu orbital molekul bonding (membantu

menstabilkan molekul) dan orbital molekul anti bonding (membantu

mendestabilisasi molekul).

Contoh : pembentukan molekul H2

Overlaping dua orbital 1s dalam molekul H2

Menghasilkan dua orbital molekul, yaitu orbital bonding (1s)

dan orbital antibonding (*1s).


44/58


Diagram tingkat energi orbital molekul dalam molekul H2

Konfigurasi elektron molekul H2adalah 1s2

Kedua elektron molekul H2berada pada orbital bonding, sehingga

molekul H2stabil.


45/58


Contoh : pembentukan molekul He2 Overlaping dua orbital 1s dalam molekul He2

Diagram tingkat energi orbital molekul dalam molekul He2

Konfigurasi elektron molekul He2: 1s2, *1s2

Keberadaan elektron dalam orbital molekul antibonding (*1s)

mendestabilisasi keberadaan molekul He2.


46/58


Ordo Ikatan

2

gantibondinelektronjumlahbondingelektronjumlahikatanOrdo

Jika ordo ikatan > 1, maka molekul ada atau kemungkinan ada

Jika ordo ikatan = 0, molekul tidak stabil (tidak pernah ada)

Contoh,

12

02Hmolekulikatanordo 2

Molekul stabil

02

22Hemolekulikatanordo 2

Molekul tak stabil atau tidak ada.


47/58


Overlaping orbital p


48/58


Diagram tingkat energi hasil overlaping orbital p

2p2p

2py, 2pz

*2py, *2pz

2px

*2px


49/58


Contoh :

Buatlah diagram tingkat energi molekul F2dan konfigurasi elektron

molekul F2. Apakah molekul F2stabil ?

Jawab :

Konfigurasi elektron atom F : 1s2, 2s2, 2p5

Diagram tingkat energi molekul F2


50/58

1s21s21s

*1s 2

2

2s22s22s

*2s 2

2

2p52p5

2py, 2pz

*

2py

, *2pz

2px

*2px

Diagram tingkat energi molekul F2


51/58


Konfigurasi elektron molekul F2:

1s2, *1s

2, 2s2, *2s

2, 2py2, 2pz

2, 2px2, *2py

2, *2pz2.

Ordo ikatan molekul F2:

12

10Fmolekulikatanordo 2

8

Jadi molekul F2stabil.

P l it S


52/58

Polaritas Senyawa

Polaritas suatu senyawa ditentukan oleh :

1. Polaritas ikatan

2. Bentuk molekul

Polaritas ikatan ditentukan oleh beda nilai keelektronegatifan dari

atom-atom yang terikat.

Beda keelektronegatifan = 0 ikatan non-polarBeda keelektronegatifan 0 ikatan polar

Contoh :

HH ; ClCl molekul non-polar, ikatan non-polarHCl ; HBr molekul polar, ikatan polar

Molekul diatomik mudah melihat polaritasnya.

U t k li t ik l it j dit t k l h b t k


53/58

Untuk senyawa poliatomik, polaritasnya juga ditentukan oleh bentuk

molekulnya.

Contoh :

CO2 ikatan polar, molekul non-polar

BCl3 ikatan polar, molekul non-polar

CCl4 ikatan polar, molekul non-polar


54/58

Ikatan polar, molekul non

polar

Ikatan polar, molekul polar

Ikatan polar, molekul non polar


55/58

Soal :1. Klor trifluorida (ClF3) adalah zat untuk proses fluorinasi yang telah

digunakan untuk memisahkan uranium dari produk batang bahanbakar di reaktor nuklir.

a. Tulislah rumus dot Lewis ClF3

b. Tentukan hibridisasi di atom Cl yang digunakan dalam

pembentukan ClF3

c. Ramalkan gambar bentuk molekul ClF3berdasarkan orbitalhibrida yang anda uraikan pada pertanyaan b.

d. Berikan gambar bentuk lain yang mungkin, dan jelaskan

menurut anda mengapa ClF3tidak berbentuk seperti ini.

e. Hantaran listrik cairan ClF3hanya sedikit lebih rendah daripada

hantaran listrik air murni. Hantaran listrik cairan ini dijelaskan

dengan adanya autoionisasi ClF3membentuk ClF2+dan ClF4

-.

Ramalkan bentuk molekul ClF2+dan ClF4

-.


56/58

2. Secara kimiawi unsur Xenon (Xe) adalah unsur lemban (inert).

Unsur ini membentuk sejumlah senyawa kimia dengan unsur-unsur

elektronegatif seperti dengan fluorin dan oksigen. Reaksi xenon

dengan fluorin yang jumlahnya beragam dapat menghasilkan XeF2dan XeF4. Selanjutnya, bila XeF2dan XeF4direaksikan dengan air,

yang bergantung pada kondisinya, dapat menghasilkan XeO3,

XeO4dan H2XeO6serta senyawa campuran seperti XeOF4. Nomor

atom Xe = 54; F = 9 dan O = 8.

Pertanyaan :

a. Gambarkan struktur keenam senyawa tersebut berdasarkan

teori ikatan valensi.

b. Prediksikan / ramalkan struktur dari keenam senyawa tersebut

berdasarkan teori VSEPR.


57/58

3. Dua senyawa yang salah satu unsurnya dari halogen (fluorin) yaitu

SF4dan BrF5. Nomor atom : S = 16; Br = 35 dan F = 9.

Pertanyaan :

a. Gambarkan rumus Lewis (dot) bagi masing-masing senyawa

tersebut.

b. Gambarkan struktur ruangannya.

c. Sebutkan hibridisasinya

d. Sebutkan struktur mana yang memenuhi aturan oktet ?e. Sebutkan bentuk ruang yang terbangun dari kedua senyawa

atas dasar teori VSEPR.

f. Adakah peristiwa resonansi di kedua struktur senyawa tersebut.


58/58

4. Gambarkan struktur dot Lewis untuk molekul berikut ini. Tunjukkan

muatan formalnya (bila ada) pada atom yang sesuai.

a. HCO3

-

b. SO2

c. N2O

d. (PO4)3-

ikatan kimia

Documents