IKATAN KOVALEN ~ MATERI DAN SOAL IPA UNTUK SMA

IKATAN KIMIA

A. KESTABILAN ATOM
B. IKATAN ION

C. IKATAN KOVALEN
Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron bersama. Pasangan elektron ini dapat berasal dari masing-masing atom yang saling berikatan dan ikatannya disebut ikatan kovalen saja, sedangkan bila pasangan elektron yang digunakan berasal dari salah satu atom yang berikatan disebut ikatan kovalen koordinasi.

1. Ikatan Kovalen.
untuk menggambarkanbagaimana ikatan kovalen terjadi digunakan rumus titik elektron (struktur Lewis) . Rumus ini dapat menggambarkan peranan elektron valensi dalam mengadakan ikatan.
Rumus Lewis merupakan tanda atom yang di sekelilingnya terdapat titik, silang atau bulatan kecil yang menggambarkan elektron valensi atom yang bersangkutan.

1H : 1 (elektron valensi 1) dilambangkan dengan H.

₃Li : 2 , 1 (elektron valensi 1)

₄Be : 2, 2 (elektron valensi 2)

₅B : 2. 3 (elektron valensi 3)

₆C : 2 , 4 (elektron valensi 4)

₇ N : 2, 5 (elektron valensi 5)

₈ O : 2, 6 (elektron valensi 6)

₉F : 2 , 7 (elektron valensi 7)

₁₀Ne : 2 , 8 (elektron valensi 8)

Lambang rumus Lewis untuk elektron valensi atom di atas terlihat pada gambar di bawah ini

Bila dua atom hidrogen membentuk ikatan, maka masing-masing atom menyumbangkan sebuah elektron dan membentuk sepasang elektron yang digunakan secara bersama.

Dengan membentuk pasangan elektron maka masing-masing atom akan mempunyai konfigurasi elektron yang sama dengan atom helium dengan dua elektron pada kulit terluarnya.

Sepasang elektron dapat digantikan dengan sebuah garis yang disebut tangan ikatan sehingga struktur molekul H2 dapat di tuliskan seperti gambar di atas.
Jumlah tangan ikatan dapat menggambarkan jumlah ikatan dalam suatu senyawa kovalen , dalam molekul H2 di atas ikatannya disebut ikatan kovalen tunggal.
Molekul O2 terjadi dari dua atom oksigen dengan ikatan kovalen rangkap, sedangkan ikatan pada molekul N2 terjadi tiga ikatan kovalen yang disebut dengan ikatan rangkap tiga.

Gambar pembentukan O2

Gambar Pembentukan N2

Dalam pembentukan ikatan kovalen belum tentu semua elektron valensi digunakan untuk membemtuk pasangan elektron bersama. Pasangan elektron yang digunakan bersama-sama disebut pasangan elektron ikatan, sedangkan elektron yang tidak digunakan bersama oleh kedua atom disebut pasangan elektron bebas.

Contoh :

Senyawa NH₃

₇N : 2 , 5

₁H : 1

Atom nitrogen memerlukan 3 elektron untuk mendapatkan susunan elektron gas mulia, sedangkan setiap atom hidrogen memerlukan sebuah elektron untuk mempunyai konfigurasi elektron gas mulia. Oleh karena itu, setiap atom nitrogen memerlukan tiga atom hidrogen untuk membentuk senyawa NH₃

2. Ikatan Kovalen Koordinasi.

Kovalen koordinasi terjadi bila pada pembentukan ikatan terdapat pasngan elektron yang hanya berasal dari salah satu atom yang berikatan. Ikatan kovalen koordinasi umumnya terjadi pada molekul yang juga mempunyai ikatan kovalen.

Contoh:

Senyawa SO3

₁₆S : 2, 8, 6, kurang 2 elektron

₈O : 2, 6 kurang 2 elektron

3. Menggambarkan Rumus Titik Elektron ( Lewis) untuk Molekul Poli atom

Penggambaran rumus titik elektron (struktur Lewis) dari molekul beratom banyak (poliatom) kadang-kadang menimbulkan kesulitan. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dibuat beberapa kemungkinan. Beberapa catatan berikut dapat berguna dalam meramalkan struktur Lewis dari molekul yang beratom banyak.

a). Semua elektron terluar (elektron Valensi) dari masing-masing atom yang berikatan harus dihitung.

b). Umumnya atom-atom dalam struktur Lewis akan mempunyai delapan elektron valensi, kecuali atom hidrogen yang hanya akan mempunyai 2 elektron (duplet)

c). Jumlah elekttron yang diterima oelh suatu atom akan sama dengan yang diberikan, kecuali terjadi ikatan koordinasi, yaitu suatu atom hanya memberi atau menerima saja pasangan elektron.

d). Umumnya dalam struktur Lewis semua elektron berpasangan termasuk pasngan elektron bebas (tidak untuk berikatan)

Contoh soal:

Gambarkan struktur Lewis dari molekul H₂O₂ (nomor atom O = 8 dan H = 1)

Jawab :

ada tiga kemungkinan struktur, yaitu :

a. H - O - O - H

b. O - H - O - H

c. O - H - H - O

Struktur (b) dan (c) tidak mungkin, sebab bila kondisinya seperti itu, atom H akan mengikat 2 atom yang lain, dan berarti ada 4 pasang elektron yang dimiliki oleh atom H, padahal atom H hanya akan mempunyai elektron yang valensinya 2, maka kemungkinan yang paling benar adalah struktur (a). Banyaknya elektron yang ada dalam struktur (a) adalah 14 ( 12 elektron dari 2 atom O dan 2 elektron dari 2 atom H). Dari struktur berikut ada 8 elektron yang tampak dan dua elektron yang lain membentuk pasangan elektron bebas pada masing-masing atom O.

Contoh Soal :

Gambarkanlah struktur Lewis dari HCN (₁H, ₆C, ₇N )

Jawab :

Kemungkinan strukturnya adalah :

(a) H - C - N (b) H - N - C (c) N - H - C

Kemungkinan (c) ditolak, sebab atom H hanya akan mempunyai sepasang elektron saja.

Bila dihitung jumlah keseluruhan elektron ada 10 ( 1 dari atom H, 4 dari atom C, dan 5 dari atom N ). Jika atom N di tengah (b) berarti ada sebuah elektron dari N yang menyendiri (tidak berpasangan) dan hal ini tidak lazim, maka kemungkinannya hanya (a) yang memungkinannya hanya (a) yang memenuhi syarat.

4. Penyimpangan Kaidah Oktet

Beberapa molekul kovalen mempunyai struktur Lewis yang tidak oktet atau duplet. Struktur demikian dapat dibenarkan karena fakta menunjukkan adanya senyawa tersebut, misalnya CO dan BF3

Pada umumnya molekul yang mempunyai jumlah elektron valensi ganjil akan mempunyai susunan tidak oktet, misalnya N2O dan PCl5

5. Ikatan Campuran Ion dan Kovalen

Didalam suatu molekul kadang-kadang terjadi ikatan kovalen dan ikatan ion sekaligus. Bahkan dapat pula terjadi ikatannya merupakan ikatan ion koordinasi. Dalam hal ini untuk menggambarkan struktur lewis nya harus jelas ion positif dan ion negatif.

6. Ikatan Kovalen Polar dan Nonpolar

Pada pembentukan ikatan kovalen tidak terjadi adanya kutub listrik positif dan kutub negatif seperti pada ikatan ion, sebab terjadinya ikatan karena pemakaian pasangan elektron bersama. Meskipun demikian dalam kenyataanya ada senyawa yang berikatan kovalen, tetapi dapat tertarik oleh medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa ikatan kovalen ada yang menimbulkan kutub-kutub muatan listrik.

Terjadinga kutub listrik dalam ikatan kovalen disebut dengan peristiwa polarisasi ikatan (polar = kutub). Polarisasi ikatan ini disebabkan adanya perbedaan kekuatan gaya tarik terhadap pasangan elektron yang digunakan bersama. Besarnya kekuatan gaya tarik elektron dari suatu atom dinyatakan sebagai harga keelektronegatifan.

Atom yang mempunyai harga keelektronegatifan lebih besar akan menarik pasangan elektron lebih dekat padanya, sehingga atom tersebut menjadi lebih negatif daripada atom yang kurang kuat gaya tariknya.

Makin besar perbedaan harga keelektronegatifan antara kedua atom yang berikatan , makin polar ikatannnya. Atom-atom yang mempunyai ikatan non polar misalnya molekul N2, O2, H2, dan Cl2

7. Ikatan Logam

Logam mempunyai beberapa sifat unik, antara lain mengkilat, dapat menghantarkan arus listrik dan kalor yang baik, mudah ditempa, ulet dan dapat diulur menjadi kawat. Sifat logam tersebut tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan teori ikatan kovalen maupun ikatan ion.

Logam tersusun secara teratur dalam suatu kisi krisal yang terdiri dari ion-ion positif logam di dalam lautan elektron. Lautan elektron tesebut merupakan elektron-elektron valensi dari masing-masing atom yang saling tumpang tindih. Masing-masing elektron valensi tersebut dapat bergerak bebas mengelilingi inti atom yang ada di dalam kristal tersebut dan tidak hanya terpaku pada salah satu inti atom. Jumlah elektron yang membentuk lautan elektron berasal dari masing-masing atom logam. Gaya tarikan inti atom-atom logam dengan lautan elektron mengakibatkan terjadinya ikatan logam. Adanya elektron yang dapat bergerak bebas dari satu atom ke atom lain menjadikan logam sebagai penghantar listrik dan kalor yang baik.

Lautan elektron pada kristal logam, sehingga bila dipukul atau ditempa logam tidak akan pecah bercerai berai, tetapi akan bergeser. Hal ini yang menyebabkan sifat logam ulet, dapat ditempa maupun dapat diulur menjadi kawat.