Ikatan Kimia dan Unsur

 Ikatan Kimia dan Unsur

Ikatan kimia secara umum adalah gaya yang mengikat atom-atom dalam suatu molekul  atau gabungan ion dalam setiap senyawa

Untuk pembagiannya sendiri ada 3 yaitu :

1. Ikatan Ion 

    Ikatan ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom-atom yang berikatan. Atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedang atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion). Ikatan ion biasanya disebut ikatan elektrovalen. Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik. Senyawa ionik biasanya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan nonlogam. Atom unsur logam cenderung melepas elektron membentuk ion positif, dan atom unsur nonlogam cenderung menangkap elektron membentuk ion negatif. Contoh: NaCl, MgO, CaF2, Li2O, AlF3, dan lain-lain.

Gambaran Ikatan Kimia Khusus Ikatan Ion

Lambang titik elektron Lewis terdiri atas lambang unsur dan titik-titik yang setiap titiknya menggambarkan satu elektron valensi dari atom-atom unsur. Titik-titik elektron adalah elektron terluarnya.

Tabel contoh-contoh lambang titik elektron lewis

Untuk membedakan asal elektron valensi penggunaan tanda (O) boleh diganti dengan tanda (x), tetapi pada dasarnya elektron mempunyai lambang titik Lewis yang mirip. Lambang titik Lewis untuk logam transisi, lantanida, dan aktinida tidak dapat dituliskan secara sederhana, karena mempunyai kulit dalam yang tidak terisi penuh. Contoh penggunaan lambang titik Lewis dalam ikatan ion sebagai berikut.

Sifat-sifat fisika senyawa ionik pada umumnya:

1. Pada suhu kamar berwujud padat;
2. Struktur kristalnya keras tapi rapuh;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh tinggi;
4. Larut dalam pelarut air tetapi tidak larut dalam pelarut organik;
5. Tidak menghantarkan listrik pada fase padat, tetapi pada fase cair (lelehan) dan larutannya menghantarkan listrik

2. Ikatan Kovalen

    Ikatan kovalen terjadi karena pemakaian bersama pasangan elektron oleh atom-atom yang berikatan. Pasangan elektron yang dipakai bersama disebut pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron valensi yang tidak terlibat dalam pembentukan ikatan kovalen disebut pasangan elektron bebas (PEB). Ikatan kovalen umumnya terjadi antara atom-atom unsur nonlogam, bisa sejenis (contoh: H2, N2, O2, Cl2, F2, Br2, I2) dan berbeda jenis (contoh: H2O, CO2, dan lain-lain). Senyawa yang hanya mengandung ikatan kovalen disebut senyawa kovalen.

Berdasarkan lambang titik Lewis dapat dibuat struktur Lewis atau rumus Lewis. Struktur Lewis adalah penggambaran ikatan kovalen yang menggunakan lambang titik Lewis di mana PEI dinyatakan dengan satu garis atau sepasang titik yang diletakkan di antara kedua atom dan PEBdinyatakan dengan titik-titik pada masing-masing atom.

Macam-macam ikatan kovalen:

1. Berdasarkan jumlah PEI-nya ikatan kovalen dibagi 3:

• Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggal yaitu ikatan kovalen yang memiliki 1 pasang PEI.

Contoh: H2, H2O (konfigurasi elektron H = 1; O = 2, 6)

• Ikatan kovalen rangkap dua

Ikatan kovalen rangkap 2 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 2 pasang PEI.

Contoh: O2, CO2 (konfigurasi elektron O = 2, 6; C = 2, 4)

• Ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan kovalen rangkap 3 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 3 pasang PEI.

Contoh: N2 (Konfigurasi elektron N = 2, 5)

2. Berdasarkan kepolaran ikatan, ikatan kovalen dibagi 2:

• Ikatan kovalen polar

Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEInya cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Kepolaran suatu ikatan kovalen ditentukan oleh keelektronegatifan suatu unsur. Senyawa kovalen polar biasanya terjadi antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar, mempunyai bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol [μ = hasil kali jumlah muatan (q) dengan jaraknya (r)] ≠ 0.

Contoh:

1) HF

H – F

Keelektronegatifan 2,1; 4,0

Beda keelektronegatifan = 4,0 – 2,1 = 1,9

μ = q x r = 1,91 Debye

• Ikatan kovalen nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar yaitu ikatan kovalen yang PEInya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Senyawa kovalen nonpolar terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda keelektronegatifan nol atau mempunyai momen dipol = 0 (nol) atau mempunyai bentuk molekul simetri.

3. Ikatan kovalen koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang PEInya berasal dari salah satu atom yang berikatan.

Contoh:

NH4+

NH3 + H+ → NH4+

Sifat-sifat fisis senyawa kovalen:

1. Pada suhu kamar berwujud gas, cair (Br2), dan ada yang padat (I2);
2. Padatannya lunak dan tidak rapuh;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh rendah;
4. Larut dalam pelarut organik tapi tidak larut dalam air;
5. Umumnya tidak menghantarkan listrik.

3. Ikatan Logam

    Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antaratomatom logam. Contoh: logam besi, seng, dan perak. Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron.

Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukan elektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain. Tumpang tindih antarelektron valensi ini memungkinkan elektron valensi dari setiap atom Fe bergerak bebas dalam ruang di antara ion-ion Fe+ membentuk lautan elektron. Karena muatannya berlawanan (Fe2+ dan 2 e–), maka terjadi gaya tarik-menarik antara ion-ion Fe+ dan elektron-elektron bebas ini. Akibatnya terbentuk ikatan yang disebut ikatan logam.

Adanya ikatan logam menyebabkan logam bersifat:

1. Pada suhu kamar berwujud padat, kecuali Hg;
2. Keras tapi lentur/dapat ditempa;
3. Mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi;
4. Penghantar listrik dan panas yang baik;
5. Mengilap.

Jari-jari atonik dan ionik

1. jari-jari atom

Kerapatan elektron dalam atom secara perlahan akan menuju, tetapi tidak pernah mencapai nol ketika jarak dari inti meningkat. Oleh karena itu, secara ketat dapat dinyatakan bahwa jari-jari atom atau ion tidak dapat ditentukan. Namun, secara eksperimen mungkin untuk menentukan jarak antar inti atom. Jari-jari atomik yang ditentukan secara eksperimen merupakan salah satu parameter atomik yang sangat penting untuk mendeskripsikan kimia struktural senyawa. Cukup beralasan untuk mendefinisikan jari-jari logam sebagai separuh jarak atom logam. Separuh jarak antar atom didefinisikan juga sebagai jari-jari kovalen zat elementer (Tabel 2-1).

2. jari2 ionik

Karena kation dan anion unsur yang berbeda dalam senyawa ion diikat dengan interaksi elektrostatik, jarak ikatan adalah jumlah jari-jari ionik yang diberikan untuk kation dan anion. Jari-jari ionik standar satu spesies ditetapkan terlebih dahulu dan kemudian dikurangkan dari jarak antar ion untuk menentukan jari-jari ion partnernya. Sebagai standar, jari-jari ion O2- dalam sejumlah oksida ditetapkan sebesar 140 pm (1 pm = 10-12 m) (R. D. Shannon).

3.Entalpi Kisi

Ketika ion-ion dalam keadaan gas bereaksi satu dengan yang lainnya membentuk senyawa kemudian melepaskan entalpi atau mengubah nilai entalpi, itulah yang disebut entalpi kisi. Sebagai contoh adalah pembentukan NaCl yang biasanya melepaskan kalor ke lingkungan:

Na+ (g) + Cl - (g) ⇌ NaCl (s)

4. Tetapan Madelung

Energi potensial Coulomb total antar ion dalam  senyawa ionik yang terdiri atas ion A dan B adalah penjumlahan energi potensial Coulomb interaksi ion individual, Vab.  Karena lokasi ion-ion dalam kisi kristal ditentukan oleh tipe struktur, potensial Coulomb total antar ion dihitung dengan menentukan jarak antar ion d. A adalah tetapan Madelung  yang khas untuk tiap struktur kristal (Tabel 2-3).

NA adalah tetapan Avogadro dan  zA dan  zB adalah muatan listrik kation dan anion.  Interaksi elektrostatik antara ion-ion yang bersentuhan merupakan yang terkuat, dan tetapan Madelung biasanya menjadi lebih besar bila bilangan koordinasinya meningkat.  Sebab muatan listrik mempunyai tanda yang berlawanan, potensialnya menjadi negatif, menunjukkan penstabilan yang menyertai pembentukan kisi kristal dari ion-ion fasa gas yang terdispersi baik. Walaupun potensial listrik terendah biasanya menghasilkan struktur paling stabil, namun ini  tidak selalu benar sebab ada interaksi lain yang harus dipertimbangkan.

Faktor terbesar selanjutnya yang berkontribusi pada entalpi kisi adalah gaya van der Waals, dan gaya dispersi atau  interaksi London.  Interaksi ini bersifat tarikan antara dipol listrik, yang berbanding terbalik dengan pangkat 6 jarak antar ion. Gaya van der Waals nilainya sangat kecil.

Sumber :

https://www.chemistricks.com/2016/05/ringkasan-materi-kimia-ikatan-kimia.html

https://www.utakatikotak.com/kongkow/detail/10121/Ikatan-Kimia-Pengertian-Jenis-Ikatan-Beserta-Contohnya

http://makalahkimiaanorganikkelompok.blogspot.com/

Bilangan Kuantum

Bismillahirrahmanirrahim
Assalamualikum Warrahmatullahi Wabarakatuh 

BILANGAN KUANTUM

Pengertian Bilangan kuantum

Bilangan kuantum atau Quantum Number ialah bilangan yang menentukan suatu kedudukan posisi elektron atom yang mana posisi elektron atom itu diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan tentang kuantitas kekal dinamis.

Bilangan kekal dinamis adalah bilangan yang menyatakan kedudukan  posisi elektron dalam suatu atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan tenang kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Kemudian Sifat elektron, digambarkan didalam suatu orbital.

Salah satu ciri khas dari model mekanika kuantum atau model atom modern yang dicetuskan oleh Erwin Schrodinger seorang ilmuan Fisikawan yang berasal dari Austria ialah Bilangan Kuantum. Yang mana bilangan kuantum itu sendiri memiliki kegunaan untuk menggambarkan distribusi elektron dalam atom jenis hedrogen dan jenis atom-atom lainnya.

Jenis-jenis bilangan kuantum

1. Bilangan kuantum utama yang disimbolkan dengan (n) menyatakan tingkat energi.

2. Bilangan kuantum azimut yang disimbolkan dengan (ℓ) menyatakan bentuk orbital

3. Bilangan kuantum magnetik yang disimbolkan dengan (m) menyatakan bentuk orientasi orbital dalam ruang tiga dimensi.

4. Bilangan Kuantum Spin yang disimbolkan dengan (s) menyatakan spin elekton pada sebuah atom.

PENJELASAN

Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama adalah bilangan kuantum primer yang berfungsi untuk menyatakan berapa tingkat energi yang telah dimiliki oleh elektron didalam sebuah atom. bilangan kuantum utama tidak pernal bernilai (0). Nilai bilangan kuantum terdiri dari bilangan-bilangan positif, yakni: 1,2,3,4 dst. 

Bilangan Kuantum Azimut / Momentum Sudut (ℓ)

Bilangan kuantum azimut atau bilangan kuantum anguler (sudut). Bilangan ini menggambarkan energi dari elektron, berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan menggunakan momentum sudut. Bilangan Kuantum azimut membagi kulit menjadi orbital-orbital yang lebih kecil (sub Kulit).

Setiap kulit pada bilangan kuantum azimut memiliki nilai l=0 sampai l=(n-1). Biasanya nya subkulit ditulis l=1,2,3,…, (n-1) diberi simbol s,p,d,f dan seterusnya. Lihat gambar :

Bilangan Kuantum Mangnetik (m)

Bilangan kuantum ini merupakan bilangan kuantum ketiga dari empat bilangan kuantum (bilangan kuantum utama, bilangan kuantum azimut, bilangan kuantum magnetik, dan bilangn kuantum spin) yang menggambarkan suatu keadaan kuantum suatu elektron. Bilangan kuantum magnetik ini membagi bilangan kuantum azimut menjadi orbital-orbital.

Harga (m) yang diijinkan disetiap sub-kulitnya (-l ≤ m ≤ +l ) (m = -l, 0, =+l)

posisi/orientasi atau orbital adalah tempat dimana elektron bergerak didalam atom dan masing-masing orbital maksimal menampung sepasang elektron.

Tabel diatas menunjukan hubungan antara bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (m).

Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum spin (s) ini menunjukan arah perputaran (spin) atau rotasi di sebuah elektron pada sumbunya. Arahnya bisa searah jarum jam ataupun  berlawanan dengan arah jarum jam. Untuk itu bilangan kuantum spin (s) ini diberi nama ± 1/2 atau -1/2.

Perhatikan gambar dibawah terlebih dahulu berikut :

Untuk arah rotasi yang searah jarum jam diberi tanda atau ditulis +1/2 atau tanda panah keatas (↑), sedangkan yang berlawanan dengan arah jarum jam diberi tanda atau ditulis -1/2 atau tanda panah kebawah (↓).

Bilangan kuantum spin merupakan dasar pengisian elektron dalam suatu orbital, oleh karenanya setiap orbital hanya dapat ditempati oleh maksimal dua elektron dengan spin yang berbeda, maksudnya bahwa elektron-elektron didalam atom itu berbeda-beda antara atom satu dengan atom yang lain sebagaimana yang disampaikan oleh Wolfgang Pauli (tahun 1925) seorang fisikawan teoretis Amerika, yang mempelopori bidang fisika kuantum yang juga dikenal dengan teori spin-nya dalam ilmu fisika.

Tujuan bilangan kuantum adalah untuk mengetahui atau menyatakan posisi atau kedudukan di dalam atom. Dari beberapa penjelasan ke-4 bilangan kuantum diatas, maka kita dapat ketahui hubungan antara ke-4 jenis bilangan kuantum tersebut seperti yang tertera pada gambar tabel dibawah :