MAKALAH Struktur Molekul . docx
MAKALAH
Struktur Molekul
Dosen Pengampu : Nyenyep Sriwardani
Disusun Oleh :
Elvira Wahyu Arum Fanani (K2516021)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS
KEGURUAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya kepada saya,
sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik
dan pada waktu yang telah ditentukan.
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah
“Kimia Teknik”. Saya berharap makalah ini dapat menambah
pengetahuan pembaca tentang konsep didalamnya. Selain itu
tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada Ibu Nyenyep
Sriwardani selaku dosen pengampu serta semua pihak yang
terlibat dalam penyusunan makalah ini. Saya berharap semoga
semua yang telah berjasa dalam penyusunan makalah ini
mendapat balasan yang sebaik-baiknya dari Allah SWT.
Saya selaku penyusun menyadari bahwa makalah ini jauh
dari sempurna. Untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran
yang membangun dari para pembaca, sehingga makalah ini bisa
mencapai kesempurnaan.
Surakarta, 29
September 2016
Penyusun
Daftar Isi
ii
Cover i
Kata Pengantar
Daftar Isi
ii
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
1
1
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Struktur Molekul
3
2.2 Peranan Elektron dalam Ikatan Kimia
2.3 Macam-macam Ikatan Kimia 8
2.4 Energi Ikatan
11
BAB III PENUTUP
3.1 Simpulan
16
Daftar Pustaka
17
iii
4
BAB I
Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung
melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas
mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada
polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang
berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi
banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut.
Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan
kepada lima bentuk geometri yang berbeda.
Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada
beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila
molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan
atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk
sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure
membentuk molekul.
Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom
atau antar molekul. Ikatan kimia itu sendiri bertujuan agar
mencapai kestabilan dalam suatu unsur. Ketika atom
berinteraksi untuk membentuk ikatan kimia, hanya bagian
terluarnya saja yang bersinggungan dengan atom lain.
Oleh karena itu, untuk mempelajari ikatan kimia kita hanya
perlu membahas elektron valensi dari atom-atom yang
terlibat dalam ikatan kimia tersebut.
1.2
Tujuan
Tujuan pembuatan makalah ini adalah:
Untuk
mengetahui
materi-materi
tentang
struktur
molekul yang meliputi; peranan elektron dalam ikatan
kimia, macam-macam ikatan kimia, dan energi ikatan.
Untuk memenuhi tugas yang diberikan dosen mata
kuliah Kimia Teknik
1.3
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah
sebagai berikut:
1. Apa itu struktur molekul?
2. Bagaimana peranan electron dalam ikatan kimia?
3. Ada berapa ikatan kimia?
4. Apa itu energi ikatan?
1
BAB II
Pembahasan
2.1 Struktur Molekul
Struktur molekul adalah
penggambaran ikatan-ikatan
2
unsur atau atom yang membentuk molekul. Molekul terdiri
dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kimia,
baik itu ikatan kovalen, ikatan hidrogen dan ikatan ion, serta
ikatan-iktan kimia lainnya. Dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas
mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada
polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang
berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi
banyak
sifat-sifat
fisika
dan
kimia
molekul
tersebut.
Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan
kepada lima bentuk geometri yang berbeda.
Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada
beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila
molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan
atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk
sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure
membentuk molekul.
Molekul didefinisikan
sebagai
sekelompok
atom
(paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat
kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan
netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul
berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan
biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku,
sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun
dianggap termasuk molekul.
Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering
digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa
bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atomatom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas
tersebut terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.
Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom
yang
berunsur sama (misalnya oksigen O2), ataupun terdiri dari
unsur-unsur berbeda (misalnya air H2O). Atom-atom dan
kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya
terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum
tidak dianggap sebagai satu
3 molekul tunggal.
Rumus empiris sebuah senyawa menunjukkan nilai
perbandingan
paling
sederhana
unsur-unsur
penyusun
senyawa tersebut. Sebagai contohnya, air selalu memiliki
nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1.
Etanol pula selalu memiliki nilai perbandingan antara
karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1. Namun, rumus ini tidak
menunjukkan bentuk ataupun susunan atom dalam molekul
tersebut.
Contohnya,
dimetil
eter
juga
memiliki
nilai
perbandingan yang sama dengan etanol. Molekul dengan
jumlah
atom
penyusun
yang
sama
namun
susunannya disebut sebagai isomer.
Perlu diperhatikan bahwa rumus
berbeda
empiris
hanya
memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu
molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang
sebenarnya. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom
penyusun
molekul
secara
tepat.
Contohnya,
asetilena
memiliki rumus molekuler C2H2, namun rumus empirisnya
adalah CH.
2.2 Peranan Elektron dalam Ikatan Kimia
Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan
negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak
memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang
diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer.
Teori duplet dan oktet dari G.N. Lewis merupakan
dasar ikatan kimia. Lewis mengemukakan bahwa suatu atom
berikatan dengan cara menggunakan bersama dua elektron
atau lebih untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia.
Unsur yang paling stabil adalah unsur yang termasuk
dalam golongan gas mulia. Semua unsur gas mulia di alam
ditemukan
dalam
bentuk
gas
monoatomik
dan
tidak
ditemukan bersenyawa di alam.
Kestabilan
konfigurasi
unsur
gas
mulia
berkaitan
dengan
elektron
yang menyusunnya seperti yang
4
dikemukakan oleh Gibert Newton Lewis dan Albrecht Kossel.
Dilihat dari konfigurasi elektronnya, unsur-unsur gas mulia
mempunyai konfigurasi penuh yaitu konfigurasi oktet yang
berarti mempunyai delapan elektron pada kulit terluar
kecuali untuk unsur helium yang mempunyai konfigurasi
duplet (dua elektron pada kulit terluarnya).
Unsur yang paling stabil dan sukar bereaksi adalah
unsur- unsur gas mulia. Sedangkan unsur seperti unsur
kalium, natrium, fluorin, dan klorin merupakan unsur yang
mempunyai sifat reaktif.
2.2.1 Aturan Oktet
G.N. Lewis dan W. Kossel mengaitkan kestabilan
gas mulia dengan konfigurasi elektronnya. Gas mulia
mempunyai konfigurasi penuh yaitu konfigurasi oktet
(mempunyai 8 elektron pada kulit luar), kecuali helium
dengan konfigurasi duplet (dua elektron pada kulit
luar).
Kecenderungan
unsur-unsur
menjadikan
konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia dikenal
sebagai aturan oktet.
Aturan oktet merupakan kecenderungan unsurunsur untuk menjadikan konfigurasi elektron-nya sama
seperti unsur gas mulia. Konfigurasi oktet dapat
dicapai oleh unsur lain selain unsur golongan gas
mulia dengan pembentukan ikatan.
Konfigurasi oktet dapat pula dicapai dengan
serah-terima atau pemasangan elektron. Serah terima
elektron menghasilkan ikatan ion sedangkan ikatan
kovalen
dihasilkan
apabila
terjadi
pemasangan
elektron untuk mencapai konfigurasi oktet.
Reaksi
natrium
natrium
klorida
dengan
merupakan
klorin
membentuk
contoh
pencapaian
konfigurasi oktet dengan cara serah-terima elektron.
10Ne
: 1s2 2s2 2p6
atau
11Na
: 1s2 2s2 2p6 3s1
K=2, L=8
atau K=2, L=8 M=1,
pelepasan
1
elektron
konfigurasi
menyerupai
akan
menjadikan
unsur
gas
mulia
neon.
5
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
17Cl
M=7,
penerimaan
1
atau K=2, L=8,
elektron
menjadikan
konfigurasi menyerupai unsur gas mulia argon
18Ar
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
atau
K=2, L=8,
M=8
2.2.2 Teori Lewis
Gibert Newton Lewis dan Albrecht Kossel pada
tahun 1916 mengemukakan teori tentang peranan
elektron dalam pembentukan ikatan kimia.
Ø Elektron pada kulit terluar (elektron valensi)
berperan
penting
dalam
pembentukan
ikatan
kimia.
Ø Ion positif dan ion negatif membentuk ikatan kimia
yang disebut ikatan ionik.
Ø Pembentukan ikatan kimia dapat juga terjadi
dengan pemakaian elektron ikatan secara bersama
yang dikenal dengan ikatan kovalen.
Ø Pembentukan ikatan ionik dan ikatan kovalen
bertujuan
untuk
mencapai
konfigurasi
stabil
golongan gas mulia.
2.2.3 Lambang Lewis
Lambang Lewis merupakan lambang atom yang
dikelilingi
oleh
sejumlah
titik
yang
menyatakan
elektron. Lambang Lewis untuk unsur golongan utama
dapat disusun dengan mengikuti tahapan berikut:
Banyaknya titik sesuai dengan golongan unsur
Satu titik ditempatkan untuk tiap atom dengan
jumlah maksimum empat titik. Titik kedua dan
selanjutnya berpasangan hingga mencapai aturan
oktet.
Penyusunan
tabel
periodik
dan
konsep
6
konfigurasi elektron telah membantu para ahli kimia
menjelaskan proses pembentukan molekul dan ikatan
yang terdapat dalam suatu molekul.
Gilbert
Lewis,
seorang
kimiawan
berkebangsaan Amerika, mengajukan teori bahwa
atom akan bergabung dengan sesama atom lainnya
membentuk molekul dengan tujuan untuk mencapai
konfigurasi elektron yang lebih stabil.
Kestabilan dicapai saat atom-atom memiliki
konfigurasi elektron seperti gas mulia (semua kulit dan
subkulit terisi penuh oleh elektron serta memiliki 8
elektron valensi).Saat atom-atom berinteraksi, hanya
elektron
valensi
yang
pembentukan ikatan kimia.
terlibat
dalam
proses
Untuk
menunjukkan
elektron
valensi
yang
terlibat dalam pembentukan ikatan, para ahli kimia
menggunakan simbol Lewis dot, yaitu simbol suatu
unsur dan satu dot untuk mewakili tiap elektron
valensi unsur bersangkutan.
Jumlah elektron valensi suatu unsur sama
dengan
golongan
unsur
bersangkutan.
Sebagai
contoh, unsur Mg terletak pada golongan IIA, sehingga
memiliki 2 elektron valensi (2 dot). Sementara, unsur S
yang terletak pada golongan VIA, akan memiliki 6
elektron valensi (6 dot). Unsur yang terletak pada
golongan yang sama akan memiliki struktur Lewis dot
yang serupa. Semua elektron valensi gas mulia telah
berpasangan.
Teori ini mendapat beberapa kesulitan, yakni:
1. Pada senyawa BCl3 dan PCl5, atom boron dikelilingi 6
elektron,
sedangkan
atom
fosfor
dikelilingi
10
elektron.
2. Menurut teori ini, jumlah ikatan kovalen yang
dapat dibentuk suatu unsur tergantug jumlah
elektron tak berpasangan dalam unsur tersebut.
7
Contoh : 8O : 1s2 2s2 2p2 2px2 2py1 2pz1
Ada 2 elektron tunggal. sehingga oksigen dapat
membentuk 2 ikatan (H-O-H; O=O). akan tetapi:
5B : 1s2 2s2 2px1
Sebenarnya hal ini dapat diterangkan bila kita ingat
pada prinsip Hund, dimana cara pengisian elektron
dalam orbital suatu sub kulit ialah bahwa elektronelektron tidak membentuk pasangan elektron
sebelum masing-masing orbital terisi dengan
sebuah elektron.
Contoh : 5B : 1s2 2s2 2px1 (hibridisasi) 1s2 2s1 2px1
2py1
Tampak setelah terjadi hibridisasi untuk berikatan
dengan atom B memerlukan tiga buah elektron,
seperti BCl3.
2.3.1 Menurut teori di atas, unsur gas mulia tidak dapat
membentuk ikatan karena di sekelilingnya telah
terdapat 8 elektron. Tetapi saat ini sudah diketahui
bahwa Xe dapat membentuk senyawa, misalnya
XeF2 den XeO2.
2.3Macam-Macam Ikatan Kimia
Ikatan
kimia
adalah
sebuah
proses
fisika
yang
bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara
dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa
diatomik atau poliatomik menjadi stabil.
Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau
antar molekul dengan cara sebagai berikut :
Ø atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang
lain menerima elektron (serah terima elektron)
Ø penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari
masing-masing atom yang berikatan
Ø penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari
salah 1 atom yang berikatan
Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi
8
pencapaian kestabilan suatu unsur. Elektron yang berperan
pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari
suatu atom/unsur yang terlibat. Salah 1 petunjuk dalam
pembentukan ikatan kimia adalah adanya 1 golongan unsur
yang stabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 8A (gas mulia).
Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom
akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada unsur gas
mulia. Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak
8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atom Helium). Kecenderungan
unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama
seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet.
2.3.1 Ikatan Ion
Ikatan
ion
sering
disebut
dengan
ikatan
elektrovalen atau heteropolar. Ikatan ion terjadi akibat
gaya
tarik-menarik
elektrostatik
antara
ion
positif
dengan ion negatif. Ikatan ion dibentuk antara atom
yang mudah melepaskan elektron dengan atom yang
mudah
menangkap
melepaskan
elektron.
elektron,
akan
Apabila
atom
netral
terbentuk
ion
positif.
Sebaliknya bila atom netral menerima atau menangkap
elektron maka akan terbentuk ion negatif.
Misalnya pada garam meja (natrium klorida).
Ketika natrium (Na) dan klor (Cl) bergabung, atom-atom
natrium kehilangan elektron, membentuk kation (Na +),
sedangkan atom-atom klor menerima elektron untuk
membentuk anion (Cl-). Ion-ion ini kemudian saling
tarik-menarik
dalam
rasio
1:1
untuk
membentuk
natrium klorida.
Na + Cl → Na+ + Cl- → NaCl
Natrium merupakan logam dengan reaktivitas
tinggi karena mudah melepas elektron dengan energi
ionisasi rendah sedangkan klorin merupakan nonlogam
dengan afinitas atau daya penagkapan elektron yang
tinggi. Apabila terjadi reaksi antara natrium dan klorin
9
maka atom klorin akan menarik satu elektron natrium.
Akibatnya
natrium
menjadi
ion
positif
dan
klorin
menjadi ion negatif. Adanya ion positif dan negatif
memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom
sehingga terbentuk natrium klorida.
2.3.2 Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen sering disebut juga dengan ikatan
homopolar. Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi
karena penggunaan bersama pasangan elektron oleh
dua atom yang berikatan. Ikatan ini biasanya terjadi
antara atom logam dan atom non logam. Penggunaan
bersama pasangan elektron biasanya menggunakan
notasi titik electron atau lebih dikenal dengan struktur
Lewis. Contohnya: HF, CH4, NH3, H2, dan lain-lain.
Ikatan kovalen dapat dibedakan sebagai berikut:
a. Ikatan Kovalen Tunggal
Ikatan kovalen tunggal terjadipada senyawa seperti
hidrogen (H2), asam klorida (HCl), metana (CH 4), air
(H2O) dan sebagainya. Pembentukan ikatan kovalen
tunggal dapat dilihat dari pembentukan molekulmolekul berikut ini:
®
Pembentukan molekul H2
1H = H *
1H = H ·
Tanda titik dan silang menunjukkan elektron berasal
dari atom yang berbeda.
H *· H
®
ditulis H ¾ H
Pembentukan molekul HCl
1H
: 1s1
atau K=1
digambarkan H*
17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 atau K=2, L=8, M=7
Penggambaran elektron untuk molekul HCl berikut.
••H * Cl
®
ditulis H ¾ Cl
Pembentukan molekul H2O
10 K=1
1H : 1s1
atau
digambarkan H*
8O
: 1s2 2s2 2p4
atau K=2, L=6
b. Ikatan Kovalen Rangkap Dua
Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan
kovalen yang mempunyai ikatan tak jenuh karena
ikatan antar atomnya lebih dari satu. Ikatan yang
ada dalam molekul oksigen (O2) merupakan ikatan
kovalen rangkap dua. Oksigen memiliki 6 elektron
valensi dan memerlukan 2 2 elektron lagi agar dalam
keadaan stabil. Bentuk struktur Lewisnya sebagai
berikut.
®
Pembentukan molekul O2
8O
:
digambarkan
1s2 2s2 2p4
atau
K=2,
L=6
atau
Penulisan elektron untuk molekul O2, O = O
®
Pembentukan molekul C2H4
6C
:
1s2 2s2 2p2
atau
K=2,
L=4
digambarkan
1H : 1s1 atau
K=1
c. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
Ikatan kovalen rangkap tiga adalah ikatan
kovalen yang ikatan antar atomnya ada tiga. Contoh
dari ikatan rangkap tiga adalah molekul Nitrogen (N 2).
Nitrogen mempunyai 5 elektron valensi, sehingga
perlu 3 elektron lagi agar dalam keadaan stabil.
d. Ikatan Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang
terbentuk
dengan
cara
penggunaan
bersama
pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom
yang berikatan [Pasangan Elektron Bebas (PEB)],
sedangkan
atom
yang
lain
hanya
menerima
pasangan elektron yang digunakan bersama.
11
Pasangan
elektron
ikatan
(PEI)
yang
menyatakan ikatan digambarkan dengan tanda anak
panah kecil yang arahnya dari atom donor menuju
akseptor pasangan elektron.
Dalam ikatan kovalen koordinasi, pasangan
elektron ikatan hanya berasal dari salah satu atom
yang berikatan. Dengan demikian, atom-atom yang
berikatan secara kovalen koordinasi salah satunya
harus mempunyai pasangan elektron bebas dan
atom pasangannya harus mempunyai orbital kosong.
Ikatan
kovalen
koordinasi
sering
disebut
ikatan
semipolar.
Contoh:
Terbentuknya senyawa BF3-NH3
Terbentuknya senyawa NH4+
Terbentuknya senyawa SO3
2.3.3 Ikatan Logam
Ikatan logam adalah ikatan antaratom dalam
suatu unsur logam dengan menggunakan interaksi
antar elektron valensi. Unsur logam mempunyai
kecenderungan untuk menjadi ion positif karena
energi
potensial
ionisasi
yang
rendah
dan
mempunyai elektron valensi kecil.
Ikatan logam terjadi karena adanya saling
meminjamkan elektron, namun proses ini tidak hanya
terjadi antara dua atau beberapa atom tetapi dalam
jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom memberikan
elektron
valensinya
untuk
digunakan
bersama,
sehingga terjadi ikatan atau tarik menarik antara
atom-atom yang saling berdekatan.
Jarak antar atom dalam ikatan logam tetap
sama, jika ada atom yang bergerak menjauh maka
12
gaya tarik menarik akan “menariknya” kembali ke
posisi semula. Demikian pula jika atom mendekat
kesalah satu atom maka akan ada gaya tolak antar
inti atom. Jarak yang sama disebabkan oleh muatan
listrik yang sama dari atom logam tersebut.
Contoh: ikatan logam pada magnesium (Mg)
Pada ikatan logam, inti-inti atom berjarak
tertentu dan beraturan sedangkan elektron yang
saling dipinjamkan bergerak seperti mobil seolaholah
membentuk
“kabut
elektron”
atau
“lautan
elektron”. Hal ini yang meyebabkan munculnya sifat
daya hantar listrik pada logam.
Kenyataan
menerangkan
ini
dapat
mengapa
dipakai
logam
untuk
merupakan
pengahantar panas dan listrik yang baik. Kekuatan
ikatan logam bergantung pada banyaknya elektron
valensi yang terdapat pada atom logam tersebut.
2.3.4
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang terjadi
akibat gaya tarik antarmolekul antara dua muatan
listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan.
Ikatan hidrogen seperti interaksi dipol-dipol dari Van
der Waals. Perbedaannya adalah muatan parsial
positifnya berasal dari sebuah atom hidrogen dalam
sebuah
molekul.
negatifnya
berasal
Sedangkan
dari
sebuah
muatan
parsial
molekul
yang
dibangun oleh atom yang memiliki elektronegatifitas
yang besar, seperti atom Flor (F), Oksigen (O),
Nitrogen (N), Belerang (S) dan Posfor (P). Muatan
parsial
negatif
tersebut
berasal
dari
pasangan
elektron bebas yang dimilikinya. Muatan parsial yang
berasal dari atom yang memiliki pasangan elektron
bebas.
Ikatan
"hidrogen",
sejenis
ikatan
lemah,
memainkan peranan utama dalam pembentukan
materi yang sangat penting untuk kehidupan kita.
Contoh: air, sebagai dasar kehidupan, disatukan
dengan ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen lebih kuat
dari gaya antarmolekul lainnya, namun lebih lemah
dibandingkan dengan ikatan kovalen dan ikatan ion,
contoh ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul air,
13
dimana muatan parsial
positif berasal dari atom H
yang berasal dari salah satu molekul air.
Ikatan hidrogen dapat terjadi inter molekul dan
intra molekul. Jika ikatan terjadi antara atom-atom
dalam molekul yang sama maka disebut ikatan
hidrogen intramolekul atau didalam molekul, seperti
molekul H2O dengan molekul H2O. Ikatan hidrogen,
juga terbentuk pada antar molekul seperti molekul
NH3, CH3CH2OH dengan molekul H2O, ikatan yang
semacam
ini
disebut
dengan
ikatan
hidrogen
intermolekul.
Sebagai gambaran, di apotik umumnya dijual
alkohol
70%
atau
etanol,
digunakan
untuk
membersihkan bagian tubuh agar terbebas dari
kuman. Tentunya berbeda dengan etanol murni.
Perbedaan berdasarkan komposisi larutan tersebut,
untuk yang murni hanya terdapat molekul etanol,
sedangkan untuk etanol 70% mengandung etanol 70
bagian dan 30 bagiannya adalah air. Untuk etanol
murni terjadi ikatan hidrogen antar molekul etanol,
sedangkan yang 70% terjadi ikatan antara molekul
etanol dengan air.
2.4 Energi Ikatan
Energi ikatan didefinisikan sebagai energi yang
diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu
molekul dalam wujud gas. Energi ikatan dinyatakan dalam
kilojoule per mol (kJ/mol atau kJ mol-1 ) atau bisa juga
dalam satuan kilokalori (kkal).
Energi ikatan adalah perubahan entalpi yang
diperlukan untk memutuskan ikatan dalam satu mol
molekul gas. Energi ikatan adalah bayaknya energi yang
berkaitan dengan satu ikatan dalam senyawa kimia.
Besarnya energi ikatan diperoleh dengan kalor
pengatoman. Misalnya, dalam metana energi ikatan C–H
adalah seperempat dari entalpi pada proses:
CH4(g)
C(g) + 4H(g)
14 dihitung dari entalpi
Energi ikatan dapat
pembentukan standar untuk senyawa itu dan dari entalpi
pengatoman unsur-unsurnya. Energi yang dihitung
dengan cara itu disebut energi ikatan rata-rata.
CH4(g)
C(g) + 4H(g)
DHo = 74,8 kJ
Jadi, energi ikatan C–H = x 74,8 kJ = 18,7 kJ
Bab III
Penutup
15
3.1 Kesimpulan
Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung
melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit , sampai jumlah yang sangat
banyak. Bentuk molekul, yang berarti cara atom tersusun di
dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan
kimia molekul tersebut.
·
Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan
unsur atau atom yang membentuk molekul.
·
Teori Domain Elektron adalah suatu cara meramalkan
bentuk molekul berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron
pada kulit luar atom pusat. Teori Domain Elekton akan
menjelaskan susunan elektron dalam suatu atom yang
berikatan.
·
Hibridisasi adalah sebuah konsep bersatunya orbital-
orbital atom membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai
dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom.
·
Berdasarkan teori domain elektron, Bentuk molekul
ditentukan oleh pasangan elektron ikatan ( PEI ).
·
Berdasarkan hibridisasi orbital– orbital hibrid memiliki
orientasi ruang yang menentukan struktur molekul.
Daftar Pustaka
Chang, R. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta:
Erlangga.
16
Johari, JMC. 2009. Kimia 2. Jakarta: PT.Gelora Aksara Pratama.
Ningsih, S.R, dkk. 2007. Sains KIMIA 2 SMA/MA KELAS XI. Bumi
Aksara: Jakarta.
Suharsini, Maria dan Dyah Saptarini. 2007. Kimia dan Kecakapan
Hidup. Jakarta: Ganeca.
http://safi-tri.blogspot.com/2011/09/ikatan-kimia-bentuk-molekulberdasarkan.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasi_orbital
17
Struktur Molekul
Dosen Pengampu : Nyenyep Sriwardani
Disusun Oleh :
Elvira Wahyu Arum Fanani (K2516021)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS
KEGURUAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya kepada saya,
sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik
dan pada waktu yang telah ditentukan.
Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah
“Kimia Teknik”. Saya berharap makalah ini dapat menambah
pengetahuan pembaca tentang konsep didalamnya. Selain itu
tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada Ibu Nyenyep
Sriwardani selaku dosen pengampu serta semua pihak yang
terlibat dalam penyusunan makalah ini. Saya berharap semoga
semua yang telah berjasa dalam penyusunan makalah ini
mendapat balasan yang sebaik-baiknya dari Allah SWT.
Saya selaku penyusun menyadari bahwa makalah ini jauh
dari sempurna. Untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran
yang membangun dari para pembaca, sehingga makalah ini bisa
mencapai kesempurnaan.
Surakarta, 29
September 2016
Penyusun
Daftar Isi
ii
Cover i
Kata Pengantar
Daftar Isi
ii
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan
1
1
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Struktur Molekul
3
2.2 Peranan Elektron dalam Ikatan Kimia
2.3 Macam-macam Ikatan Kimia 8
2.4 Energi Ikatan
11
BAB III PENUTUP
3.1 Simpulan
16
Daftar Pustaka
17
iii
4
BAB I
Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung
melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas
mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada
polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang
berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi
banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut.
Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan
kepada lima bentuk geometri yang berbeda.
Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada
beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila
molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan
atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk
sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure
membentuk molekul.
Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom
atau antar molekul. Ikatan kimia itu sendiri bertujuan agar
mencapai kestabilan dalam suatu unsur. Ketika atom
berinteraksi untuk membentuk ikatan kimia, hanya bagian
terluarnya saja yang bersinggungan dengan atom lain.
Oleh karena itu, untuk mempelajari ikatan kimia kita hanya
perlu membahas elektron valensi dari atom-atom yang
terlibat dalam ikatan kimia tersebut.
1.2
Tujuan
Tujuan pembuatan makalah ini adalah:
Untuk
mengetahui
materi-materi
tentang
struktur
molekul yang meliputi; peranan elektron dalam ikatan
kimia, macam-macam ikatan kimia, dan energi ikatan.
Untuk memenuhi tugas yang diberikan dosen mata
kuliah Kimia Teknik
1.3
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah
sebagai berikut:
1. Apa itu struktur molekul?
2. Bagaimana peranan electron dalam ikatan kimia?
3. Ada berapa ikatan kimia?
4. Apa itu energi ikatan?
1
BAB II
Pembahasan
2.1 Struktur Molekul
Struktur molekul adalah
penggambaran ikatan-ikatan
2
unsur atau atom yang membentuk molekul. Molekul terdiri
dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kimia,
baik itu ikatan kovalen, ikatan hidrogen dan ikatan ion, serta
ikatan-iktan kimia lainnya. Dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas
mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada
polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang
berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi
banyak
sifat-sifat
fisika
dan
kimia
molekul
tersebut.
Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan
kepada lima bentuk geometri yang berbeda.
Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada
beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila
molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan
atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk
sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure
membentuk molekul.
Molekul didefinisikan
sebagai
sekelompok
atom
(paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat
kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan
netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul
berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan
biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku,
sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun
dianggap termasuk molekul.
Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering
digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa
bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atomatom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas
tersebut terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.
Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom
yang
berunsur sama (misalnya oksigen O2), ataupun terdiri dari
unsur-unsur berbeda (misalnya air H2O). Atom-atom dan
kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya
terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum
tidak dianggap sebagai satu
3 molekul tunggal.
Rumus empiris sebuah senyawa menunjukkan nilai
perbandingan
paling
sederhana
unsur-unsur
penyusun
senyawa tersebut. Sebagai contohnya, air selalu memiliki
nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1.
Etanol pula selalu memiliki nilai perbandingan antara
karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1. Namun, rumus ini tidak
menunjukkan bentuk ataupun susunan atom dalam molekul
tersebut.
Contohnya,
dimetil
eter
juga
memiliki
nilai
perbandingan yang sama dengan etanol. Molekul dengan
jumlah
atom
penyusun
yang
sama
namun
susunannya disebut sebagai isomer.
Perlu diperhatikan bahwa rumus
berbeda
empiris
hanya
memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu
molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang
sebenarnya. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom
penyusun
molekul
secara
tepat.
Contohnya,
asetilena
memiliki rumus molekuler C2H2, namun rumus empirisnya
adalah CH.
2.2 Peranan Elektron dalam Ikatan Kimia
Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan
negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak
memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang
diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer.
Teori duplet dan oktet dari G.N. Lewis merupakan
dasar ikatan kimia. Lewis mengemukakan bahwa suatu atom
berikatan dengan cara menggunakan bersama dua elektron
atau lebih untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia.
Unsur yang paling stabil adalah unsur yang termasuk
dalam golongan gas mulia. Semua unsur gas mulia di alam
ditemukan
dalam
bentuk
gas
monoatomik
dan
tidak
ditemukan bersenyawa di alam.
Kestabilan
konfigurasi
unsur
gas
mulia
berkaitan
dengan
elektron
yang menyusunnya seperti yang
4
dikemukakan oleh Gibert Newton Lewis dan Albrecht Kossel.
Dilihat dari konfigurasi elektronnya, unsur-unsur gas mulia
mempunyai konfigurasi penuh yaitu konfigurasi oktet yang
berarti mempunyai delapan elektron pada kulit terluar
kecuali untuk unsur helium yang mempunyai konfigurasi
duplet (dua elektron pada kulit terluarnya).
Unsur yang paling stabil dan sukar bereaksi adalah
unsur- unsur gas mulia. Sedangkan unsur seperti unsur
kalium, natrium, fluorin, dan klorin merupakan unsur yang
mempunyai sifat reaktif.
2.2.1 Aturan Oktet
G.N. Lewis dan W. Kossel mengaitkan kestabilan
gas mulia dengan konfigurasi elektronnya. Gas mulia
mempunyai konfigurasi penuh yaitu konfigurasi oktet
(mempunyai 8 elektron pada kulit luar), kecuali helium
dengan konfigurasi duplet (dua elektron pada kulit
luar).
Kecenderungan
unsur-unsur
menjadikan
konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia dikenal
sebagai aturan oktet.
Aturan oktet merupakan kecenderungan unsurunsur untuk menjadikan konfigurasi elektron-nya sama
seperti unsur gas mulia. Konfigurasi oktet dapat
dicapai oleh unsur lain selain unsur golongan gas
mulia dengan pembentukan ikatan.
Konfigurasi oktet dapat pula dicapai dengan
serah-terima atau pemasangan elektron. Serah terima
elektron menghasilkan ikatan ion sedangkan ikatan
kovalen
dihasilkan
apabila
terjadi
pemasangan
elektron untuk mencapai konfigurasi oktet.
Reaksi
natrium
natrium
klorida
dengan
merupakan
klorin
membentuk
contoh
pencapaian
konfigurasi oktet dengan cara serah-terima elektron.
10Ne
: 1s2 2s2 2p6
atau
11Na
: 1s2 2s2 2p6 3s1
K=2, L=8
atau K=2, L=8 M=1,
pelepasan
1
elektron
konfigurasi
menyerupai
akan
menjadikan
unsur
gas
mulia
neon.
5
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
17Cl
M=7,
penerimaan
1
atau K=2, L=8,
elektron
menjadikan
konfigurasi menyerupai unsur gas mulia argon
18Ar
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
atau
K=2, L=8,
M=8
2.2.2 Teori Lewis
Gibert Newton Lewis dan Albrecht Kossel pada
tahun 1916 mengemukakan teori tentang peranan
elektron dalam pembentukan ikatan kimia.
Ø Elektron pada kulit terluar (elektron valensi)
berperan
penting
dalam
pembentukan
ikatan
kimia.
Ø Ion positif dan ion negatif membentuk ikatan kimia
yang disebut ikatan ionik.
Ø Pembentukan ikatan kimia dapat juga terjadi
dengan pemakaian elektron ikatan secara bersama
yang dikenal dengan ikatan kovalen.
Ø Pembentukan ikatan ionik dan ikatan kovalen
bertujuan
untuk
mencapai
konfigurasi
stabil
golongan gas mulia.
2.2.3 Lambang Lewis
Lambang Lewis merupakan lambang atom yang
dikelilingi
oleh
sejumlah
titik
yang
menyatakan
elektron. Lambang Lewis untuk unsur golongan utama
dapat disusun dengan mengikuti tahapan berikut:
Banyaknya titik sesuai dengan golongan unsur
Satu titik ditempatkan untuk tiap atom dengan
jumlah maksimum empat titik. Titik kedua dan
selanjutnya berpasangan hingga mencapai aturan
oktet.
Penyusunan
tabel
periodik
dan
konsep
6
konfigurasi elektron telah membantu para ahli kimia
menjelaskan proses pembentukan molekul dan ikatan
yang terdapat dalam suatu molekul.
Gilbert
Lewis,
seorang
kimiawan
berkebangsaan Amerika, mengajukan teori bahwa
atom akan bergabung dengan sesama atom lainnya
membentuk molekul dengan tujuan untuk mencapai
konfigurasi elektron yang lebih stabil.
Kestabilan dicapai saat atom-atom memiliki
konfigurasi elektron seperti gas mulia (semua kulit dan
subkulit terisi penuh oleh elektron serta memiliki 8
elektron valensi).Saat atom-atom berinteraksi, hanya
elektron
valensi
yang
pembentukan ikatan kimia.
terlibat
dalam
proses
Untuk
menunjukkan
elektron
valensi
yang
terlibat dalam pembentukan ikatan, para ahli kimia
menggunakan simbol Lewis dot, yaitu simbol suatu
unsur dan satu dot untuk mewakili tiap elektron
valensi unsur bersangkutan.
Jumlah elektron valensi suatu unsur sama
dengan
golongan
unsur
bersangkutan.
Sebagai
contoh, unsur Mg terletak pada golongan IIA, sehingga
memiliki 2 elektron valensi (2 dot). Sementara, unsur S
yang terletak pada golongan VIA, akan memiliki 6
elektron valensi (6 dot). Unsur yang terletak pada
golongan yang sama akan memiliki struktur Lewis dot
yang serupa. Semua elektron valensi gas mulia telah
berpasangan.
Teori ini mendapat beberapa kesulitan, yakni:
1. Pada senyawa BCl3 dan PCl5, atom boron dikelilingi 6
elektron,
sedangkan
atom
fosfor
dikelilingi
10
elektron.
2. Menurut teori ini, jumlah ikatan kovalen yang
dapat dibentuk suatu unsur tergantug jumlah
elektron tak berpasangan dalam unsur tersebut.
7
Contoh : 8O : 1s2 2s2 2p2 2px2 2py1 2pz1
Ada 2 elektron tunggal. sehingga oksigen dapat
membentuk 2 ikatan (H-O-H; O=O). akan tetapi:
5B : 1s2 2s2 2px1
Sebenarnya hal ini dapat diterangkan bila kita ingat
pada prinsip Hund, dimana cara pengisian elektron
dalam orbital suatu sub kulit ialah bahwa elektronelektron tidak membentuk pasangan elektron
sebelum masing-masing orbital terisi dengan
sebuah elektron.
Contoh : 5B : 1s2 2s2 2px1 (hibridisasi) 1s2 2s1 2px1
2py1
Tampak setelah terjadi hibridisasi untuk berikatan
dengan atom B memerlukan tiga buah elektron,
seperti BCl3.
2.3.1 Menurut teori di atas, unsur gas mulia tidak dapat
membentuk ikatan karena di sekelilingnya telah
terdapat 8 elektron. Tetapi saat ini sudah diketahui
bahwa Xe dapat membentuk senyawa, misalnya
XeF2 den XeO2.
2.3Macam-Macam Ikatan Kimia
Ikatan
kimia
adalah
sebuah
proses
fisika
yang
bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara
dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa
diatomik atau poliatomik menjadi stabil.
Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau
antar molekul dengan cara sebagai berikut :
Ø atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang
lain menerima elektron (serah terima elektron)
Ø penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari
masing-masing atom yang berikatan
Ø penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari
salah 1 atom yang berikatan
Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi
8
pencapaian kestabilan suatu unsur. Elektron yang berperan
pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari
suatu atom/unsur yang terlibat. Salah 1 petunjuk dalam
pembentukan ikatan kimia adalah adanya 1 golongan unsur
yang stabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 8A (gas mulia).
Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom
akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada unsur gas
mulia. Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak
8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atom Helium). Kecenderungan
unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama
seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet.
2.3.1 Ikatan Ion
Ikatan
ion
sering
disebut
dengan
ikatan
elektrovalen atau heteropolar. Ikatan ion terjadi akibat
gaya
tarik-menarik
elektrostatik
antara
ion
positif
dengan ion negatif. Ikatan ion dibentuk antara atom
yang mudah melepaskan elektron dengan atom yang
mudah
menangkap
melepaskan
elektron.
elektron,
akan
Apabila
atom
netral
terbentuk
ion
positif.
Sebaliknya bila atom netral menerima atau menangkap
elektron maka akan terbentuk ion negatif.
Misalnya pada garam meja (natrium klorida).
Ketika natrium (Na) dan klor (Cl) bergabung, atom-atom
natrium kehilangan elektron, membentuk kation (Na +),
sedangkan atom-atom klor menerima elektron untuk
membentuk anion (Cl-). Ion-ion ini kemudian saling
tarik-menarik
dalam
rasio
1:1
untuk
membentuk
natrium klorida.
Na + Cl → Na+ + Cl- → NaCl
Natrium merupakan logam dengan reaktivitas
tinggi karena mudah melepas elektron dengan energi
ionisasi rendah sedangkan klorin merupakan nonlogam
dengan afinitas atau daya penagkapan elektron yang
tinggi. Apabila terjadi reaksi antara natrium dan klorin
9
maka atom klorin akan menarik satu elektron natrium.
Akibatnya
natrium
menjadi
ion
positif
dan
klorin
menjadi ion negatif. Adanya ion positif dan negatif
memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom
sehingga terbentuk natrium klorida.
2.3.2 Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen sering disebut juga dengan ikatan
homopolar. Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi
karena penggunaan bersama pasangan elektron oleh
dua atom yang berikatan. Ikatan ini biasanya terjadi
antara atom logam dan atom non logam. Penggunaan
bersama pasangan elektron biasanya menggunakan
notasi titik electron atau lebih dikenal dengan struktur
Lewis. Contohnya: HF, CH4, NH3, H2, dan lain-lain.
Ikatan kovalen dapat dibedakan sebagai berikut:
a. Ikatan Kovalen Tunggal
Ikatan kovalen tunggal terjadipada senyawa seperti
hidrogen (H2), asam klorida (HCl), metana (CH 4), air
(H2O) dan sebagainya. Pembentukan ikatan kovalen
tunggal dapat dilihat dari pembentukan molekulmolekul berikut ini:
®
Pembentukan molekul H2
1H = H *
1H = H ·
Tanda titik dan silang menunjukkan elektron berasal
dari atom yang berbeda.
H *· H
®
ditulis H ¾ H
Pembentukan molekul HCl
1H
: 1s1
atau K=1
digambarkan H*
17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 atau K=2, L=8, M=7
Penggambaran elektron untuk molekul HCl berikut.
••H * Cl
®
ditulis H ¾ Cl
Pembentukan molekul H2O
10 K=1
1H : 1s1
atau
digambarkan H*
8O
: 1s2 2s2 2p4
atau K=2, L=6
b. Ikatan Kovalen Rangkap Dua
Ikatan kovalen rangkap dua adalah ikatan
kovalen yang mempunyai ikatan tak jenuh karena
ikatan antar atomnya lebih dari satu. Ikatan yang
ada dalam molekul oksigen (O2) merupakan ikatan
kovalen rangkap dua. Oksigen memiliki 6 elektron
valensi dan memerlukan 2 2 elektron lagi agar dalam
keadaan stabil. Bentuk struktur Lewisnya sebagai
berikut.
®
Pembentukan molekul O2
8O
:
digambarkan
1s2 2s2 2p4
atau
K=2,
L=6
atau
Penulisan elektron untuk molekul O2, O = O
®
Pembentukan molekul C2H4
6C
:
1s2 2s2 2p2
atau
K=2,
L=4
digambarkan
1H : 1s1 atau
K=1
c. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
Ikatan kovalen rangkap tiga adalah ikatan
kovalen yang ikatan antar atomnya ada tiga. Contoh
dari ikatan rangkap tiga adalah molekul Nitrogen (N 2).
Nitrogen mempunyai 5 elektron valensi, sehingga
perlu 3 elektron lagi agar dalam keadaan stabil.
d. Ikatan Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang
terbentuk
dengan
cara
penggunaan
bersama
pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom
yang berikatan [Pasangan Elektron Bebas (PEB)],
sedangkan
atom
yang
lain
hanya
menerima
pasangan elektron yang digunakan bersama.
11
Pasangan
elektron
ikatan
(PEI)
yang
menyatakan ikatan digambarkan dengan tanda anak
panah kecil yang arahnya dari atom donor menuju
akseptor pasangan elektron.
Dalam ikatan kovalen koordinasi, pasangan
elektron ikatan hanya berasal dari salah satu atom
yang berikatan. Dengan demikian, atom-atom yang
berikatan secara kovalen koordinasi salah satunya
harus mempunyai pasangan elektron bebas dan
atom pasangannya harus mempunyai orbital kosong.
Ikatan
kovalen
koordinasi
sering
disebut
ikatan
semipolar.
Contoh:
Terbentuknya senyawa BF3-NH3
Terbentuknya senyawa NH4+
Terbentuknya senyawa SO3
2.3.3 Ikatan Logam
Ikatan logam adalah ikatan antaratom dalam
suatu unsur logam dengan menggunakan interaksi
antar elektron valensi. Unsur logam mempunyai
kecenderungan untuk menjadi ion positif karena
energi
potensial
ionisasi
yang
rendah
dan
mempunyai elektron valensi kecil.
Ikatan logam terjadi karena adanya saling
meminjamkan elektron, namun proses ini tidak hanya
terjadi antara dua atau beberapa atom tetapi dalam
jumlah yang tidak terbatas. Setiap atom memberikan
elektron
valensinya
untuk
digunakan
bersama,
sehingga terjadi ikatan atau tarik menarik antara
atom-atom yang saling berdekatan.
Jarak antar atom dalam ikatan logam tetap
sama, jika ada atom yang bergerak menjauh maka
12
gaya tarik menarik akan “menariknya” kembali ke
posisi semula. Demikian pula jika atom mendekat
kesalah satu atom maka akan ada gaya tolak antar
inti atom. Jarak yang sama disebabkan oleh muatan
listrik yang sama dari atom logam tersebut.
Contoh: ikatan logam pada magnesium (Mg)
Pada ikatan logam, inti-inti atom berjarak
tertentu dan beraturan sedangkan elektron yang
saling dipinjamkan bergerak seperti mobil seolaholah
membentuk
“kabut
elektron”
atau
“lautan
elektron”. Hal ini yang meyebabkan munculnya sifat
daya hantar listrik pada logam.
Kenyataan
menerangkan
ini
dapat
mengapa
dipakai
logam
untuk
merupakan
pengahantar panas dan listrik yang baik. Kekuatan
ikatan logam bergantung pada banyaknya elektron
valensi yang terdapat pada atom logam tersebut.
2.3.4
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang terjadi
akibat gaya tarik antarmolekul antara dua muatan
listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan.
Ikatan hidrogen seperti interaksi dipol-dipol dari Van
der Waals. Perbedaannya adalah muatan parsial
positifnya berasal dari sebuah atom hidrogen dalam
sebuah
molekul.
negatifnya
berasal
Sedangkan
dari
sebuah
muatan
parsial
molekul
yang
dibangun oleh atom yang memiliki elektronegatifitas
yang besar, seperti atom Flor (F), Oksigen (O),
Nitrogen (N), Belerang (S) dan Posfor (P). Muatan
parsial
negatif
tersebut
berasal
dari
pasangan
elektron bebas yang dimilikinya. Muatan parsial yang
berasal dari atom yang memiliki pasangan elektron
bebas.
Ikatan
"hidrogen",
sejenis
ikatan
lemah,
memainkan peranan utama dalam pembentukan
materi yang sangat penting untuk kehidupan kita.
Contoh: air, sebagai dasar kehidupan, disatukan
dengan ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen lebih kuat
dari gaya antarmolekul lainnya, namun lebih lemah
dibandingkan dengan ikatan kovalen dan ikatan ion,
contoh ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul air,
13
dimana muatan parsial
positif berasal dari atom H
yang berasal dari salah satu molekul air.
Ikatan hidrogen dapat terjadi inter molekul dan
intra molekul. Jika ikatan terjadi antara atom-atom
dalam molekul yang sama maka disebut ikatan
hidrogen intramolekul atau didalam molekul, seperti
molekul H2O dengan molekul H2O. Ikatan hidrogen,
juga terbentuk pada antar molekul seperti molekul
NH3, CH3CH2OH dengan molekul H2O, ikatan yang
semacam
ini
disebut
dengan
ikatan
hidrogen
intermolekul.
Sebagai gambaran, di apotik umumnya dijual
alkohol
70%
atau
etanol,
digunakan
untuk
membersihkan bagian tubuh agar terbebas dari
kuman. Tentunya berbeda dengan etanol murni.
Perbedaan berdasarkan komposisi larutan tersebut,
untuk yang murni hanya terdapat molekul etanol,
sedangkan untuk etanol 70% mengandung etanol 70
bagian dan 30 bagiannya adalah air. Untuk etanol
murni terjadi ikatan hidrogen antar molekul etanol,
sedangkan yang 70% terjadi ikatan antara molekul
etanol dengan air.
2.4 Energi Ikatan
Energi ikatan didefinisikan sebagai energi yang
diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu
molekul dalam wujud gas. Energi ikatan dinyatakan dalam
kilojoule per mol (kJ/mol atau kJ mol-1 ) atau bisa juga
dalam satuan kilokalori (kkal).
Energi ikatan adalah perubahan entalpi yang
diperlukan untk memutuskan ikatan dalam satu mol
molekul gas. Energi ikatan adalah bayaknya energi yang
berkaitan dengan satu ikatan dalam senyawa kimia.
Besarnya energi ikatan diperoleh dengan kalor
pengatoman. Misalnya, dalam metana energi ikatan C–H
adalah seperempat dari entalpi pada proses:
CH4(g)
C(g) + 4H(g)
14 dihitung dari entalpi
Energi ikatan dapat
pembentukan standar untuk senyawa itu dan dari entalpi
pengatoman unsur-unsurnya. Energi yang dihitung
dengan cara itu disebut energi ikatan rata-rata.
CH4(g)
C(g) + 4H(g)
DHo = 74,8 kJ
Jadi, energi ikatan C–H = x 74,8 kJ = 18,7 kJ
Bab III
Penutup
15
3.1 Kesimpulan
Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung
melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari
jumlah yang sangat sedikit , sampai jumlah yang sangat
banyak. Bentuk molekul, yang berarti cara atom tersusun di
dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan
kimia molekul tersebut.
·
Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan
unsur atau atom yang membentuk molekul.
·
Teori Domain Elektron adalah suatu cara meramalkan
bentuk molekul berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron
pada kulit luar atom pusat. Teori Domain Elekton akan
menjelaskan susunan elektron dalam suatu atom yang
berikatan.
·
Hibridisasi adalah sebuah konsep bersatunya orbital-
orbital atom membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai
dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom.
·
Berdasarkan teori domain elektron, Bentuk molekul
ditentukan oleh pasangan elektron ikatan ( PEI ).
·
Berdasarkan hibridisasi orbital– orbital hibrid memiliki
orientasi ruang yang menentukan struktur molekul.
Daftar Pustaka
Chang, R. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta:
Erlangga.
16
Johari, JMC. 2009. Kimia 2. Jakarta: PT.Gelora Aksara Pratama.
Ningsih, S.R, dkk. 2007. Sains KIMIA 2 SMA/MA KELAS XI. Bumi
Aksara: Jakarta.
Suharsini, Maria dan Dyah Saptarini. 2007. Kimia dan Kecakapan
Hidup. Jakarta: Ganeca.
http://safi-tri.blogspot.com/2011/09/ikatan-kimia-bentuk-molekulberdasarkan.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasi_orbital
17