IKATAN KIMIA. RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 1

IKATAN KIMIA RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 1

Ikatan Kimia Bagian 1 Struktur Lewis Ikatan Ionik Ikatan Kovalen Polar dan Non-polar Panjang, Energi dan Order Ikatan Muatan Formal Struktur Resonansi Pengecualian Kaidah Oktet Teori VESPR dan bentuk dasar geometri RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 2

Konfigurasi Gas Mulia Karena konfigarasi elektronnya, gas mulia sangat stabil secara kimia dan berada di alam dalam bentuk monoatomiknya Kecuali Helium,semuanya membentuk pemakaian konfigurasi elektron yang sama yang sangat stabil Konfugurasi ini mempunyai 8 elektron kulit valensi RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 3

Kaidah Oktet Atom sangat stabil bila kulit terluar orbitalnya terisi penuh atau kosong akan elektron Kecuali H dan He, kulit terluar atom-atom memiliki elektron maksimum sejumlah 8 oktet Suatu atom akan melepas atau menerima senyawa ionik membagi senyawa kovalen elektron untuk mengisi penuh kulit terluar atau mengosongkannya RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 4

Ion dan Kaidah Oktet Ion yang sederhana merupakan atom yang telah melepas atau menerima elektron untuk memenuhi kaidah oktet Dasar: cara termudah (energi terkecil) untuk melepas atau menangkap elektron agar memenuhi kaidah oktet RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 5

Struktur Lewis Penting untuk menggambarkan elektron di sekeliling atom, ditemukan oleh G.N. Lewis (1916) Merupakan gambaran elektron valensi dari unsur-unsur yang berikatan Digunakan biasanya pada unsur-unsur blok s dan p RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 6

Simbol Lewis Simbol Lewis untuk unsur periode ke 2 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 7

Senyawa Ionik Umumnya adalah padatan dengan titik leleh yang tinggi (> 400 o C) Kebanyakan larut dalam pelarut polar (air) dan tidak larut dalam pelarut non polar (heksan) Lelehannya dapat menghantarkan listrik Larutannya menghantarkan listrik sangat baik RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 8

Ikatan Ionik Terbentuk karena adanya dua buah gaya tarikmenarik elektrostatik antara ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif Ikatan ionik umumnya terbentuk dari unsur logam dengan unsur non logam RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 9

Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik Siklus Born-Haber Aplikasi dari hukum hess yang memperlihatkan seluruh step pembentukan senyawa ionik Digunakan untuk menghitung energi kisi, yang sangat sulit diukur secara eksperimental Energi Kisi: energi yang dibutuhkan untuk memisahkan ion-ion dari senyawa ionik sampai jarak yang tak terbatas RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 10

Energi dan Pembentukan Ikatan Ionik RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 11

Energi Kisi Semakin tinggi energi kisi suatu senyawa, semakin kuat gaya tarik antar ionnya RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 12

Struktur Lewis Untuk senyawa Ionik Satu elektron Na pindah ke atom Cl. Keduanya mengikuti kaidah oktet Na menjadi Na + : kation Cl menjadi Cl - : anion Muatan + dan saling tarik menarik membentuk ikatan ionik RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 13

Senyawa Kovalen Berwujud gas, cairan atau padatan dengan titik leleh rendah (<300 o C) Banyak yang tidak larut dalam pelarut polar tetapi larut dalam pelarut non polar Baik bentuk cairan dan lelehannya tidak menghantar listrik Larutan aqueous-nya menghantar listrik sangat lemah karena tidak memiliki partikel bermuatan RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 14

S Struktur Lewis Untuk Senyawa Kovalen Pada ikatan kovalen, elektron dibagi/ dipakai bersama (share). Struktur Lewis sangat membantu untuk memvisualisasikan molekul kovalen Adanya Ikatan rangkap Membantu menentukan geometri molekul Membantu menjelaskan ion poliatomik RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 15

Jenis Elektron Pasangan Ikatan Dua elektron yang digunakan bersama antara dua atom membentuk suatu ikatan kovalen Pasangan bebas (unshared pairs) Yang tidak dipakai bersama antara dua atom. Pasangan sunyi atau elektron nonbonding RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 16

Ikatan Kovalen Tunggal Apakah memenuhi kaidah Oktet?? RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 17

Kovalen Polar dan Non Polar Elektron dipakai secara merata. Tidak ada beda dalam keelektronegativan Elektron tidak dipakai secara merata. Ada beda dalam keelektronegativan Garis dapat menyatakan adanya elektron yang dipakai bersama RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 18

Molekul Polar Elektron pada molekul polar biasanya jarang dibagi secara merata. Karenanya terbentuk polar molekul RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 19

Keelektronegativan RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 20

Keelektronegativan RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 21

Keelektronegativan Beda kelektronegativan dalam suatu senyawa kovalen RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 22

Menggambar Struktur Lewis Contoh Langkah 1 Gambarkan semua struktur yang mungkin Setiap garis melambangkan 2 elektron RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 23

Menggambar Struktur Lewis Langkah 2 Hitung semua jumlah elektron pada kulit valensi RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 24

Menggambar Struktur Lewis Langkah 3 Cek apakah semua atom memenuhi kaidah oktet Semua elektron berpasangan Asumsikan ikatan rangkap bila mungkin Untuk struktur C-O-O RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 25

Menggambar Struktur Lewis Bagaimana dengan struktur ini? Bagaimana dengan ikatan rangkap? Bagaimana?? Ikatan rangkap dengan 4 elektron RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 26

RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 27

Contoh struktur Lewis Molekul-molekul yg memenuhi kaidah oktet Molekul jenuh N 2s NH CH 4 3 2p 2s C 2p ground state C* valence state 3 H 1s 1s 1s 4 H 1s 1s 1s 1s H N H H H H C H H RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 28

Ikatan Rangkap Bagaimana membuktikannya? Ada perbedaan panjang ikatan dan energinya Jenis Ikatan Order Ikatan Panjang Ikatan (pm) Energi Ikatan kj/mol RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 29

Muatan Formal Digunakan untuk memperlihatkan perkiraan distribusi kerapatan elektron pada molekul atau ion poliatomik Untuk setiap atom, muatan formal (f) dapat ditentukan sbb: F= muatan formal f = V L ½ P V = elekron valensi dari atom L = elektron bebas yang dimiliki atom P = elektron yang dipakai bersama RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 30

Muatan Formal Contoh Untuk tiap atom Oksigen V = 6 elektron L = 4 elektron P = 4 elektron Muatan Formal : 6 4 ½ (4) = 0 Untuk tiap atom Karbon V = 4 elektron L = 0 elektron P = 8 elektron Muatan Formal : 4 0 ½ (8) = 0 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 31

Contoh Muatan Formal Untuk tiap atom Oksigen V = 6 elektron L = 2 elektron P = 6 elektron Muatan Formal : 6 2 ½ (6) = +1 Untuk tiap atom Karbon V = 4 elektron L = 2 elektron P = 6 elektron Muatan Formal : 4 2 ½ (6) = +1 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 32

Struktur Resonansi Keduanya memenuhi kaidah oktet, mempunyai jumlah dan jenis ikatan yang sama Mana yang benar?? RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 33

Keduanya benar Struktur Resonansi Menghasilkan order ikatan 1,5 antara S dan O RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 34

Struktur Resonansi O H 3 C S CH 3 d-orbitals O H 3 C S CH 3 no d-orbitals RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 35

Pengecualian Kaidah Oktet Tiga jenis pengecualian: 1.Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron yang mengelilingi atom 2.Spesies dengan elektron kurang dari 8 elektron 3.Spesies dengan total elektron yang ganjil RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 36

Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron Biasanya terjadi pada unsur yang terletak pada periode 3 dan selebihnya, orbital d dapat/mungkin terlibat pada ikatan Contoh: 5 pasang elektron terdapat di sekitar atom P dan S untuk senyawa PF 5 dan SF 4 ; 6 pasang elektron disekitar atom S pada senyawa SF 6 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 37

Spesies dengan elektron lebih dari 8 elektron RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 38

Atom yang kurang dari 8 elektron Berilium dan Boron keduanya akan membentuk senyawa yang elektron valensinya kurang dari 8 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 39

Atom yang kurang dari 8 elektron Defisiensi elektron: spesi selain hidrogen dan helium yang mempunyai elektron valensi kurang dari 8 Umumnya merupakan spesi yang reaktif dan bergabung membentuk ikatan datif F 3 B NH 3 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 40

Spesi dengan total elektron Ganjil Sangat sedikit spesi dengan jumlah elektron valensi Ganjil Berarti harus terdapat elektron yang takberpasangan, dan bersifat reaktif. RADIKAL: spesi yang mengandung satu atau lebih elektron yang tak berpasangan Dipercaya mempunyai peranan signifikan dalam proses penuaan dan terjadinya cancer RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 41

Spesi dengan total elektron Ganjil Contoh: NO Gas nitrogenmonoksida adalah contoh senyawa dengan jumlah elektron ganjil Dikenal juga sebagai oksida nitrit Mempunyai total 11 elektron valensi, 6 dari oksigen, dan 5 dari nitrogen Struktur Lewis dari NO adalah: RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 42

Struktur dan sifat-sifat ikatan Fokus pada :jarak dan kekuatan ikatan a. Jarak ikatan Jarak ikatan ekuilibrium = pemisahan internuklir dari 2 atom yg berikatan. Informasi dapat diperoleh dgn XRD dan mikroskop elektron (padat), spektroskopi IR dan microwave (gas) Kontribusi suatu atom dalam ikatan kovalen = jari 2 kovalen; biasa digunakan untuk estimasi jarak ikatan. e.g. jarak ikatan P-N 1,10Å + 0.74Å = 1.84Å Trend jari 2 kovalen di sistem periodik mirip dengan jari 2 ionik Jari 2 van der waals??? RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 43

b. Kekuatan ikatan Cara paling sederhana mengukur kekuatan ikatan secara termodinamika adalah dengan menentukan entalpi disosiasi ikatan A-B (g) A (g) + B (g) Η o (A-B) Entalpi ikatan rerata: rerata entalpi disosiasi ikatan diambil dari beberapa ikatan A-B dalam molekul yang berbeda RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 44

More about bond enthalpy. c. Bagaimana trend entalpi disosiasi ikatan dari blok P? d. Apakah hubungan elektronegativitas dengan entalpi ikatan? definisi kelektronegatifan dari Linus Pauling RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 45

Latihan 1. Gambarkan struktur Lewis dari senyawa berikut: PF 3, HCN, HNC, NO 2-2. Hitunglah muatan formal yang dimiliki oleh setiap atom dalam senyawa: NO 2 F, NCO - 3. Gambarkan resonansi yang mungkin untu senyawa berikut: ion sianat, NO 2, ozon. RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 46

Pengembangan struktur Lewis Struktur Lewis tidak dapat digunakan untuk memperkirakan bentuk/ geometri suatu molekul, terutama molekul poliatomik. Pengembangan struktur Lewis model molekul VSEPR, diawali dari ide Nevil Sidgwick dan Herbert Powell dan pada tahun 1940 dimodernisasi oleh Ronald Gillespie dan Ronald Nyholm RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 47

Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory (VSEPR) Geometri dasar dapat diterapkan pada setiap atom non-terminal berdasarkan jumlah obyek yang menempel kepadanya. Obyek meliputi: atom-atom yg terikat (single, double, triple, partial bonds) and pasangan elektron bebas VSEPR dapat meramalkan bentuk molekul berdasrkan konfigurasi elektron dari atom-atom pembentuk molekul; dengan me-maksimumkan jarak antara 2 titik pada permukaan yang bundar. RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 48

Visualisasi teori VESPR Jumlah obyek 2 3 4 5 6 Geometri linear trigonal planar tetrahedral trigonal bipyramidal* Oktahedral RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 49

Geometri yang tidak umum Number of Objects Geometry 7 8 pentagonal square bipyramidal anti-prismatic Xe - XeF 5 - NMe 4 + F F F F F Xe digambarkan sebagai AX 5 E 2 dan memiliki bentuk pentagonal planar diturunkan dari geometri bipiramid pentagonal. RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 50

Geometri sekitar suatu atom digambarkan dengan rumus umum: Jumlah obyek 2 3 4 5 6 Geometri linear trigonal planar AX m E n A = atom pusat, X = atom yg terikat, E = pasangan elekton bebas (lone pair), (m+n) adalah jumlah obyek (bilangan sterik, SN) di sekeliling A tetrahedral trigonal bipyramidal Octahedral Formula AX 2 AX 3 AX 4 AX 5 AX 6 (Shape) (trig. planar) (tetrahedral) (t.b.p. or (octahedral) AX 2 E AX 3 E square AX 5 E pyramidal) (bent) (pyramidal) (square pyramidal) AX AX 2 E 4 E 2 AX 4 E 2 (seesaw) (bent) (square planar) AX 3 E 2 AX 3 E 3 (T-shaped) (T-shaped) AX RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 2 E 3 51 (linear)

Refinement of VSEPR theory predicted geometries Sterik relatif yang dibutuhkan dan besar tolakan yang berbeda dari obyek akan mengubah pengaturan letak atom di sekeliling atom pusat. Increasing steric demand Lone pair of electrons Multiple bond polarized toward central atom Normal single bond Long single bond polarized away from central atom 104.5 106.6 109.5 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 52 OH 2 NH 3 CH 4

Latihan Dengan mengacu pada teori VESPR, gambarkan geometri dari molekul: BF 3 H 3 N BF 3 MeCH=CH 2 RSL+YK (4/10/06) Ikatan Kimia 53