Tugas pekan 2 Dwi Ramadani G1C019052

 

Ikatan Kimia

Ketika dua atom atau ion “berpegangan” dengan sangat erat, dapat dikatan bahwa di antaranya terdapat suatu ikatan kimia. Dalam pembentukannya, yang berperan adalah elektron valensi, yaitu elektron yang berada pada kulit terluar. Untuk memudahkan penggambaran elektron valensi pada atom suatu unsur dan ikatan yang terbentuk dapat digunakan simbol Lewis (simbol titik-elektron Lewis).

Simbol Lewis dari suatu unsur terdiri dari simbol unsur tersebut dan satu titik untuk setiap satu elektron valensi yang dimilikinya. Sebagai contoh, perhatikan simbol Lewis untuk unsur-unsur berikut.

(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5^th edition). New York: McGraw Hill)

Atom unsur-unsur golongan gas mulia (golongan 18) dengan 8 elektron valensi memiliki sifat sangat stabil (tidak reaktif), energi ionisasi tinggi, dan afinitas elektron rendah. Pada umumnya semua atom berusaha untuk menerima, atau melepas, ataupun saling berbagi elektron agar memiliki jumlah elektron yang sama dengan atom gas mulia dengan nomor atom yang terdekat. Hal ini serupa dengan kehidupan manusia, di mana pada umumnya manusia berusaha untuk mencapai kesejahteraan sebagaimana golongan gas mulia. Hasil observasi ini mengacu pada rumusan teori: aturan oktet, yang menyatakan bahwa atom-atom cenderung akan menerima, atau melepas, ataupun saling berbagi (sharing) elektron sehingga memiliki 8 elektron valensi.

Ikatan kimia dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan 3 cara kombinasi dari unsur logam dan unsur nonlogam, yakni logam dengan non logam (ikatan ionik), non logam dengan non logam (ikatan kovalen), dan logam dengan logam (ikatan logam).

1.    Ikatan ion

Atom logam (energi ionisasi rendah) cenderung melepaskan elektronnya, lalu diterima oleh atom nonlogam (afinitas elektron besar). Dari proses transfer elektron dari atom logam ke atom nonlogam ini akan terbentuk ion positif dan ion negatif dengan konfigurasi elektron gas mulia yang saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis yang disebut ikatan ionik. Sebagai contoh, dalam pembentukan senyawa ionik NaCl terjadi transfer elektron dari atom Na ke atom Cl.

2.    Ikatan kovalen

Atom-atom nonlogam cenderung tidak ingin melepaskan elektronnya (energi ionisasi tinggi) dan ingin menarik elektron-elektron dari atom lainnya (afinitas elektron besar) sehingga terdapat satu atau lebih pasangan elektron yang dipakai untuk berbagi bersama. Ikatan kimia yang terbentuk dari sharing elektron terlokalisasi antara atom ini disebut ikatan kovalen. Sebagai contoh, 2 atom H berikatan kovalen membentuk molekul H₂ dan 2 atom Cl berikatan kovalen membentuk molekul Cl₂.

Struktur Lewis untuk senyawa kovalen dapat digambarkan dengan setiap pasangan elektron ikatan (PEI) digambarkan sebagai satu garis dan pasangan elektron bebas (PEB) digambarkan sebagai titik-titik. Berikut struktur Lewis untuk beberapa senyawa kovalen.

3.    Ikatan logam

Atom-atom logam cenderung mudah melepaskan elektronnya (energi ionisasi rendah) dan susah menangkap elektron (afinitas elektron kecil) sehingga elektron-elektron valensi terdelokalisasi dan tersebar merata menjadi lautan elektron di antara kation-kation logam. Elektron-elektron “mengalir” di antara dan sekeliling kation logam dan mengikatkan kation-kation logam tersebut.

Hubungan antara Energi IKatan Atom

Perhatikan Gambar diatas.

Terdapat 2 atom yaitu M^+,X^- yang dipisahkan oleh r ( Jarak )

Karena teradapat 2 atom maka ada energy tarikan dan energy tolakan : 

E_tarik =  (z_1〖×z〗_2 〖×e〗^2)/(4π×ε_(o×) r^2 )

E=(dE_a)/dr=d(A/r)/dr=dA/(dr^2 )=(z_1 e〖×z〗_2 e)/(4π×ε_o 〖×r〗^2 )

Dimana :   

Z          =Valensiatom              

E         =  Muatan elektron = 1,602 ×〖10〗^(19)

ε_o      = Permivitas ruang hampa = 8,85 ×〖10〗^(-12)

r          = Jarak antara atom

Energi Tolakan, tejadi bahwa tolakan antara ion kisi akan berbanding lurus dengan 1/r^n sehingga istilah energi repulsive E_(r ), akan dinyatakan :

E_re=B/r^n 

Dimana :

B = skala konstan kekuatan interaksi repulsif

r  = jarak terdekat antara dua ion dengan muatan berlawanan

n = eksponen Born, angka antara 5 dan 12 yang menyatakan ketajaman halangan repulsif

 

Energi Ikatan Atom :

E = E_coul+E_repulsif

E = -A/r  +B/r^n   

dE/dr=-  d(-A/r  )/dr+( d( B/r^n   )/dr  )

dE/dr= -(-1 A×r^(-2) )+ -n×B×r^(n-1)

dE/dr=A/r^2 -(n×B)/r^(n+1) 

Dari gambar diatas dapat diketahui bahaw Energi ikatan atom mengalami kestabilan ketika pada suatu titik terendah di grafik tersebut  =r_o :

dE/dr=0 

A/〖r_0〗^2 -  (n×B)/〖r_0〗^(n+1) =0

A/〖r_0〗^2 =(n×B)/〖r_0〗^(n+1) 

A/(n×B)=〖r_0〗^2/〖r_0〗^(n+1) 

A/(n×B)=〖r_0〗^2  〖r_0〗^(-n-1)  Jadi  A/(n×B)= 〖r_0〗^(1-n)

r_0= √(1-n&A/(n×B))=(√(A/(n×B)))^(1/(1-n))  

Jika Kurva pada Energi ikatan grafik dibalikkan maka terbentuk grafik modulus elastisitas ( modulus Young )