STRUKTUR MOLEKUL Kimia Dasar Farmasi FMIPA UNISBA
IKATAN KIMIA
Kimia Dasar
Farmasi
FMIPA UNISBA
• Atom-atom umumnya
tidak ditemukan
dalam keadaan bebas
(kecuali pada
temperatur tinggi)
melainkan sebagai
suatu kelompok atomatom atau sebagai
molekul
• Petunjuk bahwa :
secara energi
kelompok atom-atom
atau molekul
merupakan keadaan
yang lebih stabil
daripada atom-atom
dalam keadaan bebas
• 2 atom dapat
berantaraksi dan
membentuk molekul
• Antaraksi selalu
disertai dengan
pengeluaran energi
Ikatan
• Ikatan : Gaya-gaya yang
menahan atom-atom
dalam molekul
• Ikatan merupakan ikatan
kimia, jika antaraksi atom
tersebut menyangkut
energi > 42 kJ / mol
atom.
• Jika terbentuk ikatan
kimia akan terbentuk zat
baru dengan sifat-sifat
yang khas
Ikatan
Pengetahuan tentang ikatan penting sekali
dalam hubungannya dengan struktur
molekul dan sifat-sifat lainnya.
Atom-atom dapat saling terikat dengan cara:
• Perpindahan elektron dari satu atom ke
atom yang lain
• Pemakaian bersama elektron oleh 2 atom
Perpindahan elektron dari satu
atom ke atom yang lain
Misalnya :
• atom Na melepaskan
elektron membentuk ion
positif
• Atom Cl menerima
elektron membentuk ion
negatif
• Kedua ion muatannya
berlawanan; terjadi tarik
menarik secara
elektrostatik dalam kisi
ion
• Disebut ikatan ion
IKATAN KIMIA
Ikatan kuat
ikatan ionik (keadaan tanpa air)
ikatan kovalen
ikatan peptida
Ikatan lemah
ikatan Hidrogen
ikatan Van der Waals
tarikan hidrofobik
ikatan ionik (keadaan berair)
Ikatan ion
• Gaya tarik menarik
antara 2 ion yang
berlawanan muatan
yang terbentuk
melalui perpindahan
elektron
• Istilah lain : ikatan
elektrovalen
Ikatan ion
Timbul sebagai akibat dari gaya tarik
menarik antara :
• Ion yang bermuatan positif dan
• Ion yang bermuatan negatif
yang dihasilkan karena perpindahan
elektron
Ikatan ion
Contoh :
Pada pembentukan NaCl
•
•
•
Na melepaskan elektron
valensinya dan berubah menjadi
ion Na+.
Elektron ini diterima oleh atom Cl
yang berubah menjadi ClAntaraksi antara ion Na+ dan Clkemudian menghasilkan
pasangan ion Na+Cl- yang
mempunyai energi potensial lebih
rendah dari ke-2 ion secara
terpisah
Ikatan ion
Pada proses tsb : perubahan energi
menyangkut :
• Energi ionisasi (pada pembentukan
kation)
• Afinitas elektron (pada pembentukan
anion)
• Energi antaraksi Coulomb antara ke-2
jenis ion.
Ikatan ion
• Mudah tidaknya atom membentuk ion
bergantung pada pelbagai faktor :
Fajans → atom dapat membentuk ion dengan
mudah bila :
• Struktur ion ybs adalah stabil
• Muatan pada ion adalah kecil
• Ukuran atom yang besar pada pembentukan
kation
• Ukuran atom yang kecil pada pembentukan
anion
Ikatan ion
Berdasarkan aturan Fajans :
Unsur-unsur yang paling mudah membentuk
ion adalah :
• Unsur-unsur golongan alkali
• Unsur-unsur golongan halogen
Sifat senyawa ion
•
•
•
•
•
Hantaran listrik
Titik leleh dan titik didih
Kekerasan
Kegetasan
Kelarutan
Hantaran listrik
Padatan :
• senyawa ion tidak menghantar listrik
karena tidak terdapat partikel bermuatan
yang bergerak
• Tidak terdapat elektron bebas yang
bergerak
• Ion-ion terikat erat pada kisi, sehingga
tidak menghantar muatan melalui kisi
Hantaran listrik
Dalam keadaan leburan :
• Ion-ion bergerak dan dapat menghantar
listrik
Dalam larutan air :
• ion-ion dikelilingi air dan bebas bergerak
sehingga dapat menghantar listrik
Titik leleh dan titik didih
Titik leleh dan titik
didih senyawa ion
tinggi,
karena :
memerlukan energi
thermal yang besar
untuk memisahkan
ion yang terikat
erat dalam kisi.
Kekerasan
• Kebanyakan senyawa
ion keras
• Permukaan kristalnya
tidak mudah digores
• Penyebab : ion-ion
erat terikat dalam kisi
sehingga sukar
bergerak dari
kedudukannya.
Kegetasan
• Kebanyakan senyawa
ion getas (brittle)
• Distorsi
menyebabkan tolak
menolak antara ion
yang muatannya
sama
Kelarutan
Pada umumnya
senyawa ion :
• Melarut dalam pelarut
polar
• Tidak melarut dalam
pelarut non polar
Energetika pembentukan
senyawa ion
Misalnya pembentukan NaCl (s)
Faktor-faktor energi yang terkait adalah :
• Energi ionisasi natrium
• Afinitas elektron klor
• Energi penguapan (sublimasi) natrium
padat
• Energi disosiasi gas klor
• Energi kisi NaCl
Pemakaian bersama elektron oleh
2 atom
•
•
•
Kulit elektron terluar kedua
atom bertindihan dan
terbentuk pasangan ikatan
yang digunakan bersama oleh
ke-2 atom.
Disebut : ikatan kovalen
Ikatan kovalen : gaya tarik
menarik antara 2 atom sebagai
akibat pemakaian bersama
pasangan elektron
Ikatan kovalen
Pada senyawa seperti : H2, HCl, O2, HgCl2
Tidak terjadi perpindahan elektron dari atom
yang satu ke atom yang lain, sehingga
ikatan pada senyawa-senyawa ini bukan
ikatan ion.
Ikatan kovalen
• Jumlah ikatan kovalen yang dapat dibentuk
oleh suatu atom disebut kovalensi
Beberapa harga kovalensi untuk unsur-unsur
umum :
• Hidrogen & halogen : 1
• Oksigen & belerang : 2
• Nitrogen & fosfor : 3
• Karbon & silikon : 4
Ikatan kovalen
• Angka kovalensi = jumlah elektron yang
diperlukan agar menjadi isoelektronik
dengan gas mulia.
• Isoelektronik : struktur elektron yang sama
Ikatan kovalen
• Rumus bangun beberapa senyawa :
menggunakan garis untuk menyatakan ikatan
kovalen
• Ada kalanya : 2 atom dapat menggunakan
bersama lebih dari 1 pasang elektron d.d.
membentuk ikatan ganda.
• Pemakaian bersama 2 pasang elektron
menghasilkan ikatan rangkap
• Pemakaian bersama 3 pasang elektron
menghasilkan ikatan ganda 3.
Ikatan kovalen
Sifat senyawa kovalen :
• Pada suhu kamar pada umumnya berupa: gas
atau cairan atau padatan, dengan titik leleh
rendah. Gaya antar molekul adalah lemah
meskipun ikatan kovalen itu adalah ikatan kuat.
• Melarut dalam pelarut non polar seperti benzena
dan beberapa diantaranya dapat berantaraksi
dengan pelarut polar.
• Padatannya, leburannya, larutannya tidak
menghantar listrik.
Ikatan kovalen koordinat
• = ikatan kovalen dativ
• Mirip dengan ikatan kovalen tetapi hanya 1 atom
yang menyediakan 2 elektron untuk dipakai
bersama.
• Contoh : cara pembentukan kompleks BCl3.NH3
yang stabil, yang terbentuk dari amonia dan
boron triklorida.
• Atom N dalam amonia mengandung 2 elektron
yang tidak terikat (1 pasang elektron bebas)
• Atom B dalam borontriklorida kekurangan 2
elektron untuk mencapai oktet yang stabil.
Teori Oktet
• Lewis, tahun 1916
• Dalam usaha untuk membentuk molekul,
suatu atom dengan menggunakan
elektron bersama mencapai konfigurasi
gas mulia (ns2 np2), kecuali molekul
hidrogen
Konsep resonansi
• Suatu molekul ada
yang dapat
dinyatakan dengan 2
rumus lain
• Misalnya pada ozon
Ikatan Kovalen
Ikatan Kovalen dapat ditinjau dengan 2
cara:
• Teori ikatan valensi
• Teori orbital molekul
Teori ikatan valensi
• Dikembangkan oleh Heitler dan Slater
• Diperluas oleh Pauling dan Coulson
• Elektron yang digunakan bersama
menempati orbital-orbital atom yang saling
bertindihan (overlap).
Teori ikatan valensi
• Ikatan antara atom-atom terjadi dengan
cara orbital-orbital atom saling bertindihan
• Kekuatan ikatan bergantung pada derajat
pertindihan yang terjadi
• Derajat pertindihan makin besar, maka
ikatan makin kuat
Teori ikatan valensi
• Pertindihan 2 orbital s
: tidak kuat karena
distribusi muatan
yang berbentuk bola
• Ikatan s-s relatif
lemah
Teori ikatan valensi
• Pertindihan orbital p
dengan s dan p
dengan p : lebih
efektif, karena orbitalorbital p
terkonsentrasi ke
arah tertentu
Teori ikatan valensi
• Pertindihan orbital-orbital menghasilkan
ikatan sigma (σ) dan ikatan pi (π)
• Ikatan sigma (σ) terbentuk dari orbital s-s;
p-p; s-p
• Ikatan pi (π) terbentuk dari orbital p-p
berdekatan atau sejajar
Teori orbital molekul
• Dikembangkan oleh Hund dan Millikan
• Molekul dianggap mempunyai orbitalorbital molekul yang ditempati oleh
elektron menurut energi yang meningkat.
Perbedaan sifat senyawa ion dan
senyawa kovalen
Natrium klorida
Tetraklorometana
(karbon tetraklorida)
Tdd ion Na+ & Cl- dlm kristal ion
Tdd molekul CCl4 dg gaya antar molekul yg
lemah.
Padatannya terdiri atas kristal molekul
Leburan atau larutannya dlm air
menghantar listrik
Tidak menghantar listrik
Padatan keras & getas pd suhu kamar
Pd suhu kamar berupa cairan.
Padatannya lunak.
Titik leleh : 803oC
Titik didih : 1430oC
Titik leleh : -28oC
Titik didih : 77oC
Larut dalam air
Tidak larut dalam benzena
Tidak larut dalam air
Larut dalam benzena
Bentuk molekul
•
Meramalkan bentuk molekul (2 cara) :
1. Meninjau pengaruh tolak menolak antara
pasangan elektron dalam kulit valensi
atom pusat
2. Meninjau distribusi orbital atom pusat
(konsep hibridisasi)
Teori tolakan pasangan elektron
• Mula-mula : oleh Sidgwick dan Powell
• Dikembangkan : oleh Nyholm dan
Gillespie
Ikhtisar :
• Pasangan-pasangan elektron berusaha
saling menjauhi semaksimal mungkin
• Jarak yang diambil oleh
Susunan ruang dari atom dalam
molekul
• Tidak banyak macamnya
• Sudut ikatan atom cenderung : 90 o, 109o,
120o, 180o
Langkah-langkah dalam cara
meramal bentuk molekul
• Hitung jumlah elektron valensi (elektron kulit terluar) dari
atom pusat
• Jika spesi bermuatan negatif : tambahkan dengan
besarnya muatan
• Jika spesi bermuatan positif : kurangi dengan besarnya
muatan
• Tambahkan dengan jumlah atom yang terikat
• Bagi dengan 2 : menghasilkan jumlah pasangan elektron
• Tempatkan pasangan elektron sehingga mengelilingi
atom pusat
• Jumlah pasangan elektron (d) dikurangi jumlah atom
yang terikat = pasangan elektron bebas
Bentuk-bentuk pasangan elektron
Pasangan elektron
Susunan
Sudut antara pasangan
elektron
2
Berseberangan di antara atom pusat
180o
3
Segitiga planar
120o
4
Bujursangkar planar ; pasangan
elektron terdapat pada pojok
90o
4
Tetrahedral ; pasangan elektron
terdapat di pojok tetrahedral
109,5o (sudut tetrahedral)
5
Pentagon planar
5
Trigonal bipiramida
72o
120o (sudut antara pasangan
equatorial)
90o (sudut antara pasangan axial)
6
tetrahedral
90o (sudut antara pasangan elektron
yang berdekatan)
Ikatan logam
• Adalah gaya tarik menarik antara 2 ion
logam yang positif dan elektron-elektron
terdelokalisasi di antara ion-ion tersebut.
Ikatan Logam
• Atom-atom saling terikat dengan cara
pemakaian bersama elektron oleh semua atom
dalam kisi.
Pada kisi terdapat :
• ion positif logam yang saling tolak menolak
• Tarik menarik antara ion-ion positif dgn elektron
yg bebas bergerak diantaranya. Elektronelektron ini terdelokalisasi (tidak terdapat di satu
tempat saja).
Ikatan Logam
• Karena elektron-elektron bebas begerk :
oleh pengaruh beda potensial terjadi arus
elektron. Hal ini menyebabkan logam
dapat menghantarkan listrik
Ikatan Logam
• Gerakan elektron cepat : kalor dapat
mengalir melalui kisi, sehingga logam
dapat menghantarkan panas
Ikatan Logam
• Lapisan dalam kisi
logam dapat digeser
tanpa merusak
ikatan logam,
sehingga logam
dapat ditempa
(menjadi perkakas)
atau direnggangkan
(menjadi kawat)
Ikatan hidrogen
• Tarik menarik antar molekul dipol
permanen – dipol permanen
• Terbentuk jika:
Atom hidrogen terikat pada atom yang
keelektronegatifannya besar (N, O dan F)
Atom yang sangat elektronegatif
mempunyai pasangan elektron bebas
Ikatan hidrogen
• Adanya ikatan hidrogen yang
menyebabkan air mempunyai titik didih
yang tinggi
• Terdapat dalam struktur protein,
karbohidrat dan asam nukleat
• Menentukan sifat biologis dan fungsi
protein, karbohidrat dan asam nukleat
dalam mahluk hidup.
Gaya van der Waals
• Gaya tarik menarik antara partikel-partikel
tak bermuatan yang kulit elektronnya
penuh
• Misal: padatan neon dan argon sangat
lunak; pada kisi atom padatan gas mulia
bekerja gaya van der Waals
Gaya inter - molekul
• Di antara partikel-partikel tak bermuatan
pun terdapat gaya tarik menarik.
• Unsur-unsur molekular dan gas mulia
melalui pendinginan dapat mencair
kemudian menjadi padatan.
• Pada t kamar yod berupa padatan; jadi di
antara molekul- molekul yod terdapat gaya
tarik menarik yang kuat.
Gaya inter - molekul
• Jumlah elektron dan titik didih
Molekul
Jumlah elektron
dalam molekul
Titik didih
cairan (oC)
H2
2
-253
N2
14
-196
O2
16
-183
Cl2
34
-35
I2
126
+185
Gaya inter - molekul
Berdasarkan tabel :
• Jumlah elektron menentukan besarnya
gaya tarik menarik satu molekul terhadap
molekul di dekatnya.
• Makin kuat gaya tarik menarik, makin
tinggi titik didih cairan
Keelektronegatifan
• Kemampuan relatif atom suatu unsur
untuk menarik elektron ke dekatnya dalam
suatu ikatan kimia
• Salah satu cara untuk menyusun
keelektronegatifan yaitu yang berkaitan
dengan penggunaan energi ikatan.
Kepolaran Ikatan
• Pada molekul yang terdiri atas dua atom
yang berlainan daya tarik kedua atom
terhadap elektron tidak sama besar,
sehingga elektron-elektron ikatan akan
bergeser ke arah atom yang lebih
elektronegatif.
Kepolaran Ikatan
• Misalnya pada molekul HCl
• Atom Cl mempunyai daya tarik yang lebih
kuat terhadap elektron daripada atom H;
sehingga kedua elektron ikatan kan lebih
dekat pada Cl.
• Terjadi pergeseran dan timbul kelebihan
muatan positif pada atom H
• Pemisahan muatan menjadikan molekul
itu sebagai suatu dipol
Momen dipol
• μ=δxl
• μ = momen dipol = coulomb meter
• δ = kelebihan muatan pada masingmasing atom
• l = jarak antara ke-2 atom
Momen dipol
• Aplikasi pengukuran momen dipol
• Penentuan bentuk geometri molekul
misalnya : CO2 (lurus); H2O (bengkok)
• Penentuan % ikatan ion dalam molekul
Parameter Struktur Molekul
3 parameter yang menentukan struktur
molekul yaitu :
• Energi ikatan
• Panjang ikatan
• Sudut ikatan
Energi Ikatan
• Ialah energi yang diperlukan untuk memutuskan
satu mol ikatan
• Atau
• Energi yang dilepaskan jika terbentuk 1 mol
ikatan.
• Misal : energi ikatan H-H : 436 kjmol-1
• Artinya : diperlukan 436 kjmol-1 untuk
memutuskan 1 mol ik. H-H atau dilepaskan 436
kjmol-1 untuk membentuk ikatan H-H
Panjang Ikatan
• Dalam molekul, atom-atom selalu
bergetar, sehingga jarak antara 2 atom
tidak tetap
• Ditetapkan jarak rata-rata antara inti 2
atom terikat; disebut : panjang ikatan /
jarak ikatan.
Panjang Ikatan
• Ikatan yang kuat lebih pendek dari ikatan
lemah
• Kekuatan ikatan rangkap tidak 2 x
kekuatan ikatan tunggal
• Panjang ikatan rangkap tidak ½ x dari
panjang ikatan tunggal (namun lebih
pendek).
Sudut Ikatan
• Sudut yang dibuat oleh 2 atom dengan
atom sentral
• Penting dalam penentuan struktur molekul
Misal :
• sudut HOH dalam H2O adalah : 104o31’
• Sudut HNH dalam NH3 adalah : 107o
Aplikasi dalam farmasi
• Ikatan antara obat dengan reseptor
Obat
Efek
reseptor
Tidak boleh
ikatan yang kuat,
misalnya ikatan
kovalen
Kerja obat
harus dibatasi
sekian
Kimia Dasar
Farmasi
FMIPA UNISBA
• Atom-atom umumnya
tidak ditemukan
dalam keadaan bebas
(kecuali pada
temperatur tinggi)
melainkan sebagai
suatu kelompok atomatom atau sebagai
molekul
• Petunjuk bahwa :
secara energi
kelompok atom-atom
atau molekul
merupakan keadaan
yang lebih stabil
daripada atom-atom
dalam keadaan bebas
• 2 atom dapat
berantaraksi dan
membentuk molekul
• Antaraksi selalu
disertai dengan
pengeluaran energi
Ikatan
• Ikatan : Gaya-gaya yang
menahan atom-atom
dalam molekul
• Ikatan merupakan ikatan
kimia, jika antaraksi atom
tersebut menyangkut
energi > 42 kJ / mol
atom.
• Jika terbentuk ikatan
kimia akan terbentuk zat
baru dengan sifat-sifat
yang khas
Ikatan
Pengetahuan tentang ikatan penting sekali
dalam hubungannya dengan struktur
molekul dan sifat-sifat lainnya.
Atom-atom dapat saling terikat dengan cara:
• Perpindahan elektron dari satu atom ke
atom yang lain
• Pemakaian bersama elektron oleh 2 atom
Perpindahan elektron dari satu
atom ke atom yang lain
Misalnya :
• atom Na melepaskan
elektron membentuk ion
positif
• Atom Cl menerima
elektron membentuk ion
negatif
• Kedua ion muatannya
berlawanan; terjadi tarik
menarik secara
elektrostatik dalam kisi
ion
• Disebut ikatan ion
IKATAN KIMIA
Ikatan kuat
ikatan ionik (keadaan tanpa air)
ikatan kovalen
ikatan peptida
Ikatan lemah
ikatan Hidrogen
ikatan Van der Waals
tarikan hidrofobik
ikatan ionik (keadaan berair)
Ikatan ion
• Gaya tarik menarik
antara 2 ion yang
berlawanan muatan
yang terbentuk
melalui perpindahan
elektron
• Istilah lain : ikatan
elektrovalen
Ikatan ion
Timbul sebagai akibat dari gaya tarik
menarik antara :
• Ion yang bermuatan positif dan
• Ion yang bermuatan negatif
yang dihasilkan karena perpindahan
elektron
Ikatan ion
Contoh :
Pada pembentukan NaCl
•
•
•
Na melepaskan elektron
valensinya dan berubah menjadi
ion Na+.
Elektron ini diterima oleh atom Cl
yang berubah menjadi ClAntaraksi antara ion Na+ dan Clkemudian menghasilkan
pasangan ion Na+Cl- yang
mempunyai energi potensial lebih
rendah dari ke-2 ion secara
terpisah
Ikatan ion
Pada proses tsb : perubahan energi
menyangkut :
• Energi ionisasi (pada pembentukan
kation)
• Afinitas elektron (pada pembentukan
anion)
• Energi antaraksi Coulomb antara ke-2
jenis ion.
Ikatan ion
• Mudah tidaknya atom membentuk ion
bergantung pada pelbagai faktor :
Fajans → atom dapat membentuk ion dengan
mudah bila :
• Struktur ion ybs adalah stabil
• Muatan pada ion adalah kecil
• Ukuran atom yang besar pada pembentukan
kation
• Ukuran atom yang kecil pada pembentukan
anion
Ikatan ion
Berdasarkan aturan Fajans :
Unsur-unsur yang paling mudah membentuk
ion adalah :
• Unsur-unsur golongan alkali
• Unsur-unsur golongan halogen
Sifat senyawa ion
•
•
•
•
•
Hantaran listrik
Titik leleh dan titik didih
Kekerasan
Kegetasan
Kelarutan
Hantaran listrik
Padatan :
• senyawa ion tidak menghantar listrik
karena tidak terdapat partikel bermuatan
yang bergerak
• Tidak terdapat elektron bebas yang
bergerak
• Ion-ion terikat erat pada kisi, sehingga
tidak menghantar muatan melalui kisi
Hantaran listrik
Dalam keadaan leburan :
• Ion-ion bergerak dan dapat menghantar
listrik
Dalam larutan air :
• ion-ion dikelilingi air dan bebas bergerak
sehingga dapat menghantar listrik
Titik leleh dan titik didih
Titik leleh dan titik
didih senyawa ion
tinggi,
karena :
memerlukan energi
thermal yang besar
untuk memisahkan
ion yang terikat
erat dalam kisi.
Kekerasan
• Kebanyakan senyawa
ion keras
• Permukaan kristalnya
tidak mudah digores
• Penyebab : ion-ion
erat terikat dalam kisi
sehingga sukar
bergerak dari
kedudukannya.
Kegetasan
• Kebanyakan senyawa
ion getas (brittle)
• Distorsi
menyebabkan tolak
menolak antara ion
yang muatannya
sama
Kelarutan
Pada umumnya
senyawa ion :
• Melarut dalam pelarut
polar
• Tidak melarut dalam
pelarut non polar
Energetika pembentukan
senyawa ion
Misalnya pembentukan NaCl (s)
Faktor-faktor energi yang terkait adalah :
• Energi ionisasi natrium
• Afinitas elektron klor
• Energi penguapan (sublimasi) natrium
padat
• Energi disosiasi gas klor
• Energi kisi NaCl
Pemakaian bersama elektron oleh
2 atom
•
•
•
Kulit elektron terluar kedua
atom bertindihan dan
terbentuk pasangan ikatan
yang digunakan bersama oleh
ke-2 atom.
Disebut : ikatan kovalen
Ikatan kovalen : gaya tarik
menarik antara 2 atom sebagai
akibat pemakaian bersama
pasangan elektron
Ikatan kovalen
Pada senyawa seperti : H2, HCl, O2, HgCl2
Tidak terjadi perpindahan elektron dari atom
yang satu ke atom yang lain, sehingga
ikatan pada senyawa-senyawa ini bukan
ikatan ion.
Ikatan kovalen
• Jumlah ikatan kovalen yang dapat dibentuk
oleh suatu atom disebut kovalensi
Beberapa harga kovalensi untuk unsur-unsur
umum :
• Hidrogen & halogen : 1
• Oksigen & belerang : 2
• Nitrogen & fosfor : 3
• Karbon & silikon : 4
Ikatan kovalen
• Angka kovalensi = jumlah elektron yang
diperlukan agar menjadi isoelektronik
dengan gas mulia.
• Isoelektronik : struktur elektron yang sama
Ikatan kovalen
• Rumus bangun beberapa senyawa :
menggunakan garis untuk menyatakan ikatan
kovalen
• Ada kalanya : 2 atom dapat menggunakan
bersama lebih dari 1 pasang elektron d.d.
membentuk ikatan ganda.
• Pemakaian bersama 2 pasang elektron
menghasilkan ikatan rangkap
• Pemakaian bersama 3 pasang elektron
menghasilkan ikatan ganda 3.
Ikatan kovalen
Sifat senyawa kovalen :
• Pada suhu kamar pada umumnya berupa: gas
atau cairan atau padatan, dengan titik leleh
rendah. Gaya antar molekul adalah lemah
meskipun ikatan kovalen itu adalah ikatan kuat.
• Melarut dalam pelarut non polar seperti benzena
dan beberapa diantaranya dapat berantaraksi
dengan pelarut polar.
• Padatannya, leburannya, larutannya tidak
menghantar listrik.
Ikatan kovalen koordinat
• = ikatan kovalen dativ
• Mirip dengan ikatan kovalen tetapi hanya 1 atom
yang menyediakan 2 elektron untuk dipakai
bersama.
• Contoh : cara pembentukan kompleks BCl3.NH3
yang stabil, yang terbentuk dari amonia dan
boron triklorida.
• Atom N dalam amonia mengandung 2 elektron
yang tidak terikat (1 pasang elektron bebas)
• Atom B dalam borontriklorida kekurangan 2
elektron untuk mencapai oktet yang stabil.
Teori Oktet
• Lewis, tahun 1916
• Dalam usaha untuk membentuk molekul,
suatu atom dengan menggunakan
elektron bersama mencapai konfigurasi
gas mulia (ns2 np2), kecuali molekul
hidrogen
Konsep resonansi
• Suatu molekul ada
yang dapat
dinyatakan dengan 2
rumus lain
• Misalnya pada ozon
Ikatan Kovalen
Ikatan Kovalen dapat ditinjau dengan 2
cara:
• Teori ikatan valensi
• Teori orbital molekul
Teori ikatan valensi
• Dikembangkan oleh Heitler dan Slater
• Diperluas oleh Pauling dan Coulson
• Elektron yang digunakan bersama
menempati orbital-orbital atom yang saling
bertindihan (overlap).
Teori ikatan valensi
• Ikatan antara atom-atom terjadi dengan
cara orbital-orbital atom saling bertindihan
• Kekuatan ikatan bergantung pada derajat
pertindihan yang terjadi
• Derajat pertindihan makin besar, maka
ikatan makin kuat
Teori ikatan valensi
• Pertindihan 2 orbital s
: tidak kuat karena
distribusi muatan
yang berbentuk bola
• Ikatan s-s relatif
lemah
Teori ikatan valensi
• Pertindihan orbital p
dengan s dan p
dengan p : lebih
efektif, karena orbitalorbital p
terkonsentrasi ke
arah tertentu
Teori ikatan valensi
• Pertindihan orbital-orbital menghasilkan
ikatan sigma (σ) dan ikatan pi (π)
• Ikatan sigma (σ) terbentuk dari orbital s-s;
p-p; s-p
• Ikatan pi (π) terbentuk dari orbital p-p
berdekatan atau sejajar
Teori orbital molekul
• Dikembangkan oleh Hund dan Millikan
• Molekul dianggap mempunyai orbitalorbital molekul yang ditempati oleh
elektron menurut energi yang meningkat.
Perbedaan sifat senyawa ion dan
senyawa kovalen
Natrium klorida
Tetraklorometana
(karbon tetraklorida)
Tdd ion Na+ & Cl- dlm kristal ion
Tdd molekul CCl4 dg gaya antar molekul yg
lemah.
Padatannya terdiri atas kristal molekul
Leburan atau larutannya dlm air
menghantar listrik
Tidak menghantar listrik
Padatan keras & getas pd suhu kamar
Pd suhu kamar berupa cairan.
Padatannya lunak.
Titik leleh : 803oC
Titik didih : 1430oC
Titik leleh : -28oC
Titik didih : 77oC
Larut dalam air
Tidak larut dalam benzena
Tidak larut dalam air
Larut dalam benzena
Bentuk molekul
•
Meramalkan bentuk molekul (2 cara) :
1. Meninjau pengaruh tolak menolak antara
pasangan elektron dalam kulit valensi
atom pusat
2. Meninjau distribusi orbital atom pusat
(konsep hibridisasi)
Teori tolakan pasangan elektron
• Mula-mula : oleh Sidgwick dan Powell
• Dikembangkan : oleh Nyholm dan
Gillespie
Ikhtisar :
• Pasangan-pasangan elektron berusaha
saling menjauhi semaksimal mungkin
• Jarak yang diambil oleh
Susunan ruang dari atom dalam
molekul
• Tidak banyak macamnya
• Sudut ikatan atom cenderung : 90 o, 109o,
120o, 180o
Langkah-langkah dalam cara
meramal bentuk molekul
• Hitung jumlah elektron valensi (elektron kulit terluar) dari
atom pusat
• Jika spesi bermuatan negatif : tambahkan dengan
besarnya muatan
• Jika spesi bermuatan positif : kurangi dengan besarnya
muatan
• Tambahkan dengan jumlah atom yang terikat
• Bagi dengan 2 : menghasilkan jumlah pasangan elektron
• Tempatkan pasangan elektron sehingga mengelilingi
atom pusat
• Jumlah pasangan elektron (d) dikurangi jumlah atom
yang terikat = pasangan elektron bebas
Bentuk-bentuk pasangan elektron
Pasangan elektron
Susunan
Sudut antara pasangan
elektron
2
Berseberangan di antara atom pusat
180o
3
Segitiga planar
120o
4
Bujursangkar planar ; pasangan
elektron terdapat pada pojok
90o
4
Tetrahedral ; pasangan elektron
terdapat di pojok tetrahedral
109,5o (sudut tetrahedral)
5
Pentagon planar
5
Trigonal bipiramida
72o
120o (sudut antara pasangan
equatorial)
90o (sudut antara pasangan axial)
6
tetrahedral
90o (sudut antara pasangan elektron
yang berdekatan)
Ikatan logam
• Adalah gaya tarik menarik antara 2 ion
logam yang positif dan elektron-elektron
terdelokalisasi di antara ion-ion tersebut.
Ikatan Logam
• Atom-atom saling terikat dengan cara
pemakaian bersama elektron oleh semua atom
dalam kisi.
Pada kisi terdapat :
• ion positif logam yang saling tolak menolak
• Tarik menarik antara ion-ion positif dgn elektron
yg bebas bergerak diantaranya. Elektronelektron ini terdelokalisasi (tidak terdapat di satu
tempat saja).
Ikatan Logam
• Karena elektron-elektron bebas begerk :
oleh pengaruh beda potensial terjadi arus
elektron. Hal ini menyebabkan logam
dapat menghantarkan listrik
Ikatan Logam
• Gerakan elektron cepat : kalor dapat
mengalir melalui kisi, sehingga logam
dapat menghantarkan panas
Ikatan Logam
• Lapisan dalam kisi
logam dapat digeser
tanpa merusak
ikatan logam,
sehingga logam
dapat ditempa
(menjadi perkakas)
atau direnggangkan
(menjadi kawat)
Ikatan hidrogen
• Tarik menarik antar molekul dipol
permanen – dipol permanen
• Terbentuk jika:
Atom hidrogen terikat pada atom yang
keelektronegatifannya besar (N, O dan F)
Atom yang sangat elektronegatif
mempunyai pasangan elektron bebas
Ikatan hidrogen
• Adanya ikatan hidrogen yang
menyebabkan air mempunyai titik didih
yang tinggi
• Terdapat dalam struktur protein,
karbohidrat dan asam nukleat
• Menentukan sifat biologis dan fungsi
protein, karbohidrat dan asam nukleat
dalam mahluk hidup.
Gaya van der Waals
• Gaya tarik menarik antara partikel-partikel
tak bermuatan yang kulit elektronnya
penuh
• Misal: padatan neon dan argon sangat
lunak; pada kisi atom padatan gas mulia
bekerja gaya van der Waals
Gaya inter - molekul
• Di antara partikel-partikel tak bermuatan
pun terdapat gaya tarik menarik.
• Unsur-unsur molekular dan gas mulia
melalui pendinginan dapat mencair
kemudian menjadi padatan.
• Pada t kamar yod berupa padatan; jadi di
antara molekul- molekul yod terdapat gaya
tarik menarik yang kuat.
Gaya inter - molekul
• Jumlah elektron dan titik didih
Molekul
Jumlah elektron
dalam molekul
Titik didih
cairan (oC)
H2
2
-253
N2
14
-196
O2
16
-183
Cl2
34
-35
I2
126
+185
Gaya inter - molekul
Berdasarkan tabel :
• Jumlah elektron menentukan besarnya
gaya tarik menarik satu molekul terhadap
molekul di dekatnya.
• Makin kuat gaya tarik menarik, makin
tinggi titik didih cairan
Keelektronegatifan
• Kemampuan relatif atom suatu unsur
untuk menarik elektron ke dekatnya dalam
suatu ikatan kimia
• Salah satu cara untuk menyusun
keelektronegatifan yaitu yang berkaitan
dengan penggunaan energi ikatan.
Kepolaran Ikatan
• Pada molekul yang terdiri atas dua atom
yang berlainan daya tarik kedua atom
terhadap elektron tidak sama besar,
sehingga elektron-elektron ikatan akan
bergeser ke arah atom yang lebih
elektronegatif.
Kepolaran Ikatan
• Misalnya pada molekul HCl
• Atom Cl mempunyai daya tarik yang lebih
kuat terhadap elektron daripada atom H;
sehingga kedua elektron ikatan kan lebih
dekat pada Cl.
• Terjadi pergeseran dan timbul kelebihan
muatan positif pada atom H
• Pemisahan muatan menjadikan molekul
itu sebagai suatu dipol
Momen dipol
• μ=δxl
• μ = momen dipol = coulomb meter
• δ = kelebihan muatan pada masingmasing atom
• l = jarak antara ke-2 atom
Momen dipol
• Aplikasi pengukuran momen dipol
• Penentuan bentuk geometri molekul
misalnya : CO2 (lurus); H2O (bengkok)
• Penentuan % ikatan ion dalam molekul
Parameter Struktur Molekul
3 parameter yang menentukan struktur
molekul yaitu :
• Energi ikatan
• Panjang ikatan
• Sudut ikatan
Energi Ikatan
• Ialah energi yang diperlukan untuk memutuskan
satu mol ikatan
• Atau
• Energi yang dilepaskan jika terbentuk 1 mol
ikatan.
• Misal : energi ikatan H-H : 436 kjmol-1
• Artinya : diperlukan 436 kjmol-1 untuk
memutuskan 1 mol ik. H-H atau dilepaskan 436
kjmol-1 untuk membentuk ikatan H-H
Panjang Ikatan
• Dalam molekul, atom-atom selalu
bergetar, sehingga jarak antara 2 atom
tidak tetap
• Ditetapkan jarak rata-rata antara inti 2
atom terikat; disebut : panjang ikatan /
jarak ikatan.
Panjang Ikatan
• Ikatan yang kuat lebih pendek dari ikatan
lemah
• Kekuatan ikatan rangkap tidak 2 x
kekuatan ikatan tunggal
• Panjang ikatan rangkap tidak ½ x dari
panjang ikatan tunggal (namun lebih
pendek).
Sudut Ikatan
• Sudut yang dibuat oleh 2 atom dengan
atom sentral
• Penting dalam penentuan struktur molekul
Misal :
• sudut HOH dalam H2O adalah : 104o31’
• Sudut HNH dalam NH3 adalah : 107o
Aplikasi dalam farmasi
• Ikatan antara obat dengan reseptor
Obat
Efek
reseptor
Tidak boleh
ikatan yang kuat,
misalnya ikatan
kovalen
Kerja obat
harus dibatasi
sekian