IKATAN KIMIA

unsur-unsur tidak selalu berada sebagai atom tunggal, melainkan cenderung bergabung dengan atom unsur sejenis/berbeda lainnya melalui ikatan kimia membentuk zat berupa unsur atau senyawa dalam upaya mencapai kondisi stabil.

ada 4 jenis ikatan kimia, yakini ikatan ion (ikatan elektrovalen),iktan kovalen,ikatan koordinasi, dan ikatan logam. jenis ikatan yang menggambarkan bagaimana cara atom-atom berikatan dan struktur yang terbentuk, akan mempengaruhi  sifat zat yang terbentuk.

Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antara atom-atom yang membentuk suatu molekul. Konsep ini pertama kali dikemukakan pada tahun 1916 oleh Gilbert Newton Lewis (1875-1946) dari Amerika dan Albrecht Kossel (1853-1927) dari Jerman (Martin S. Silberberg, 2000). Konsep tersebut adalah:

1.  Kenyataan bahwa gas-gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) sukar membentuk senyawa merupakan bukti bahwa gas-gas mulia memiliki susunan elektron yang stabil.
2. Setiap atom mempunyai kecenderungan untuk memiliki susunan elektron yang stabil seperti gas mulia. Caranya dengan melepaskan elektron atau menangkap elektron.
3.  Untuk memperoleh susunan elektron yang stabil hanya dapat dicapai dengan cara berikatan dengan atom lain, yaitu dengan cara melepaskan elektron, menangkap elektron, maupun pemakaian elektron secara bersama-sama.

Selain gas mulia di alam unsur-unsur tidak selalu berada sebagai unsur bebas (sebagai atom tunggal), tetapi kebanyakan bergabung dengan atom unsur lain. Tahun 1916 G.N. Lewis dan W. Kossel menjelaskan hubungan kestabilan gas mulia dengan konfigurasi elektron. Kecuali He; mempunyai 2 elektron valensi; unsur-unsur gas mulia mempunyai 8 elektron valensi sehingga gas mulia bersifat stabil. Atom-atom unsur cenderung mengikuti gas mulia untuk mencapai kestabilan. Jika atom berusaha memiliki 8 elektron valensi, atom disebut mengikuti aturan oktet. Unsur-unsur dengan nomor atom kecil (seperti H dan Li) berusaha mempunyai elektron

valensi 2 seperti He disebut mengikuti aturan duplet. Cara yang diambil unsur supaya dapat mengikuti gas mulia, yaitu:

1.  melepas atau menerima elektron
2. pemakaian bersama pasangan elektron.

 Ikatan Ion

Ikatan ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom-atom yang berikatan. Atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedang atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (an- ion). Ikatan ion biasanya disebut ikatan elektrovalen. Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik.

Senyawa ionik biasanya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan nonlogam. Atom unsur logam cenderung melepas elektron membentuk ion positif, dan atom unsur non- logam cenderung menangkap elektron membentuk ion negatif. Contoh: NaCl, MgO, CaF2, Li2O, AlF3, dan lain-lain.

Senyawa yang mempunyai ikatan ion antara lain :

• Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan halogen (VIIA) Contoh : NaF, KI, CsF.

• Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan oksigen (VIA) Contoh : Na2S, Rb2S,Na2O.

• Golongan alkali tanah (IIA) dengan golongan oksigen (VIA) Contoh : CaO, BaO, MgS

Garam dapur yang disebut natrium klorida, NaCl merupakan contoh yang mudah untuk memahami terjadinya ikatan ion. Disini terjadi serah terima elektron, yaitu atom natrium melepaskan sebuah elektron valensinya sehingga terjadi ion natrium, Na+ dan elektron ini diterima oleh atom klor sehingga terjadi ion klorida, Cl-.

Na (2.8.1) → Na+ (2.8) + e

Cl (2.8.7) + e → Cl- (2.8.8)

Selanjutnya ion klorida dan ion natrium saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis sehingga terjadi ikatan ion. Terbentuklah natrium klorida, NaCl.

Gambar  : Serah Terima Elektron Pada Pembentukan Natrium Klorida (NaCl).

Secara sederhana kristal NaCl digambarkan seperti berikut :

Sruktur NaCl : 1 Cl dikelilingi oleh 6 Na dan sebaliknya 1 Na di kelilingi oleh 6 Cl.

Mari kita perhatikan magnesium klorida, MgCl2. Setiap atom logam magnesium melepaskan dua elektron pada kulit terluarnya membentuk ion Mg2+. Dua elektron ini diserahkan kepada dua atom non-logam klor sehingga terbentuk dua ion klorida, Cl-.

Mg (2.8.2) → Mg2+(2. 8) + 2e

[ Cl (2.8.7) + e → Cl- (2.8.8) ] 2x

Ion-ion magnesium dan klorida melakukan tarik-menarik dengan gaya elektrostatis sehingga terbentuk MgCl2.Lihat gambar berikut :

 Gambar : Ikatan Ion yang terbentuk pada Magnesium Klorida (MgCl2).

Senyawa-senyawa seperti NaCl dan MgCl2 yang berupa padatan terbentuk melalui ikatan ion disebut senyawa ionik. Ikatan ion terjadi antara atom-atom logam dengan non-logam. Dalam ikatan ion jumlah elektron yang dilepas logam sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh non-logam.

Sifat Fisis Senyawa Ion

Beberapa sifat senyawa ion, antara lain:

• Memiliki Titik Didih dan Titik Leleh yang Tinggi

Ion positif dan negatif dalam kristal senyawa ion tidak bebas bergerak karena terikat oleh gaya elektrostatik yang kuat. Diperlukan suhu yang tinggi agar ion-ion memperoleh energi kinetik yang cukup untuk mengatasi gaya elektrostatik.

• Keras Tetapi Rapuh

Bersifat keras karena ion-ion positif dan negatif terkait kuat ke segala arah oleh gaya elektrostatik. Bersifat rapuh dikarenakan lapisan-lapisan dapat bergeser jika dikenakan gaya luar. Ion sejenis dapat berada satu di atas yang lainnya, sehingga timbul tolak-menolak yang sangat kuat yang menyebabkan terjadinya pemisahan.

• Berupa Padatan pada Suhu Ruang

• Larut Dalam Pelarut Air, Tetapi Umumnya Tidak Larut Dalam Pelarut Organik

                garam (senyawa ionik yang dilarutkan dalam air)

• Tidak Menghantarkan Listrik Dalam Fasa Padat, Tetapi Menghantarkan Listrik Pada Fasa Cair

 Untuk lebih memahami ikatan ion, silahkan saksikan video berikut ini :

IKATAN KOVALEN

 Zat-zat lain di sekitar kita berupa molekul-molekul gas, cair, dan ada beberapa zat berupa padatan tersusun atas atom-atom yang menggunakan ikatan kovalen. Atom-atom yang sama atau hampir sama keelektronegatifannya cenderung membentuk ikatan kovalen dengan menggunakan pasangan elektron bersama. Hampir semua senyawa kovalen terbentuk dari atom-atom non-logam. Dua atom non-logam saling menyumbangkan elektron sehingga tersedia satu atau lebih pasangan elektron yang dijadikan milik bersama. Senyawa yang berikatan kovalen juga disebut senyawa kovalen.

Atom hidrogen memiliki sebuah elektron pada kulit pertamanya, agar konfigurasi elektronnya penuh seperti gas mulia helium maka hidrogen memerlukan satu elektron lagi (gambar ). Gas hidrogen yang merupakan molekul H2 terdiri dari dua atom hidrogen yang saling menyumbangkan elektronnya sehingga masing-masing atom hidrogen memiliki konfigurasi elektron yang stabil. Jika kita perhatikan gambar , elektron pada atom pertama diberi tanda titik kecil dan atom lainnya dengan titik besar.

Air mengandung molekul H2O. Atom oksigen yang mempunyai 6 elektron valensi membutuhkan 2 elektron lagi agar seperti gas mulia.Kedua elektron itu diperoleh dari dua atom hidrogen. Jadi atom oksigen dapat membentuk dua ikatan kovalen dalam molekul H2O.

pembentukan ikatan kovalen tunggal pada senyawa CH₄  berikut ini. Konfigurasi elektron atom ₆C: 2, 4. Jadi, atom C memiliki 4 elelktron valensi. Pada pembentukan CH₄, elektron dari H berpasangan dengan elektron dari atom C. Dalam atom C terdapat empat elektron yang tidak berpasangan sehingga untuk memenuhi kaidah oktet diperlukan empat atom H

Pada setiap atom H yang dilingkari , terdapat dua elektron (duplet) dan pada atom C yang dilingkari terdapat delapan elektron (oktet). Tanda titik (.) dan tanda silang (x) hanya notasi yang digunakan untuk membedakan elektron yang berasal dari atom C dengan elektron yang berasal dari atom H. Perhatikan pula bahwa pasangan elektron yang digunakan bersama dapat ditandai dengan garis.

Beberapa atom dapat membentuk ikatan rangkap. Pada ikatan kovalen tunggal mengandung dua elektron, ikatan kovalen rangkap dua mengandung empat elektron, sedang dalam ikatan rangkap tiga
terdapat enam elektron. Pada molekul karbon dioksida, CO2 terdapat dua buah ikatan rangkap dua. Ketiga atomnya sekarang masing masing memiliki 8 elektron terluar. Sedang pada molekul nitrogen, N2 setiap atomnya menyumbangkan 3 elektron untuk digunakan bersamasama sehingga setiap atom N memiliki elektron valensi 8.

Untuk lebih memahami ikatan kovalen silahkan saksikan video berikut ini :

IKATAN KOORDINASI

Tidak semua ikatan kovalen yang terjadi, elektron-elektronnya
diperoleh dari sumbangan atom – atom yang membentuk ikatan. Beberapa molekul ada yang pasangan elektronnya berasal dari salah satu atom saja, sedang atom lainnya menggunakan pasangan elektron itu untuk berikatan. Molekul NH3 mempunyai satu pasang elektron yang belum digunakan bersama, sedang ion H+ dapat menerima satu pasang elektron untuk menjadi lebih stabil karena mempunyai konfigurasi elektron helium. Oleh karena itu pasangan elektron tersebut dapat digunakan bersama oleh molekul NH3 dan ion H+  sehingga terbentuk ion amonium, NH4+.  Ikatan antara NH3 dengan ion H+ ini juga merupakan ikatan kovalen yang diberi nama ikatan kovalen koordinasi.

Ikatan Logam

Ikatan Logam Adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak.

  Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat satusama lain. Atom logam mempunyai sedikit elektron valensi, sehingga sangat mudah untuk dilepaskan dan membentuk ion positif. Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat kosong) sehingga elektron dapat berpindah dari satu atom ke atom lain. Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi logam mengalami delokalisasiyaitu suatu keadaan dimana elektron valensi\tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain.

Elektron-elektron valensi tersebut berbaur membentuk awan elektron yang menyelimuti ion-ion positif logam.Struktur logam seperti gambar , dapat menjelaskan sifat-sifat khas logam yaitu :

• berupa zat padat pada suhu kamar, akibat adanya gaya tarik-menarik yang cukup kuat antara elektron valensi (dalam awan elektron) dengan ion positif logam.

• dapat ditempa (tidak rapuh), dapat dibengkokkandan dapat direntangkan menjadi kawat. Hal ini akibat kuatnya ikatan logam sehingga atom-atom logam hanya bergeser sedangkan ikatannya tidak terputus.

• penghantar / konduktor listrik yang baik, akibat adanya elektron valensi yang dapat bergerak bebas dan berpindah-pindah. Hal ini terjadi karena sebenarnya aliran listrik merupakan aliran elektron.

PROSES PEMBENTUKAN IKATAN LOGAM

Pada ikatan logam terjadi proses saling meminjamkan elektron, hanya saja jumlah atom yang bersama-sama saling meminjamkan elektron valensinya (elektron yang berada pada kulit terluar) ini tidak hanya antara dua melainkan beberapa atom tetapi dalam jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom menyerahkan elektron valensi untuk digunakan bersama, dengan demikian akan ada ikatan tarik menarik antara atom-atom yang saling berdekatan.

Jarak antar atom ini akan tetap sama, maksudnya seandainya ada atom yang bergerak menjauh maka gaya tarik menarik akan menariknya kembali ke posisi semula dan bila bergerak terlalu mendekat maka akan timbul gaya tolak menolak karena inti-inti atom berjarak terlalu dekat padahal muatan listriknya sama sehingga kedudukan atom relatif terhadap atom lain akan tetap.

Pada ikatan logam, inti-inti atom berjarak tertentu dan terletak beraturan sedangkan elektron yang saling dipinjamkan seolah-olah membentuk kabut elektron. Dalam logam, orbital atom terluar yang terisi elektron menyatu menjadi suatu sistem terdelokalisasi yang merupakan dasar pembentukan ikatan logam. Delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari satu atom ke atom lain.

Atom logam dapat berikatan sambung menyambung ke segala arah sehingga menjadi molekul yang besar sekali. Satu atom akan berikatan dengan beberapa atom lain disekitarnya. Akibatnya atom tersebut terikat kuat dan menjadi logam berwujud padat (kecuali Hg) dan umumnya keras.