Ikatan Kimia I:Ikatan Kovalen dan IkatanIkatan Kovalen dan Ikatan

Ionik

Elektron valensi adalah elektron terluar dr suatu atom.Elektron valensi merupakan elektron yang berpartisipasiElektron valensi merupakan elektron yang berpartisipasipada ikatan kimia.

G l U # l iK fi i

1A 1ns1

Golongan Unsur # e- valensiKonfigurasi e-

2A 2ns2

3A 3ns2np1

4A 4ns2np2

5A 5ns2np3 5ns np

6A 6ns2np4

7A 7ns2np57A 7ns2np5

Ikatan Ionik

Li + F Li+ F -1s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p61s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p6

[He] [Ne]

Li Li+ -Li Li+ + e-

e- + F F -

F -Li+ + Li+ F -

Energi Elektrostatik

E El kt t tik (E) k i dib t hkEnergy Elektrostatik (E) merupakan energi yang dibutuhkan untuk sepenuhnya memisahkan satu mol senyawa ionik padat menjadi ion-ion gas.

E = kQ+Q-r

Q+ adalah muatan dari kationQ- adalah muatan dari anion

j g

rr merupakan jarak antara ion

senyawa Energi elektrostatikMgF2 2.957 Q= +2,-1

Energi elektrostatik (E) meningkat jika Q meningkat

dan/atau

MgO

LiF

3.938

1 036

Q= +2,-2

dan/atau jika r turun.

LiFLiCl

1.036853

r F < r Cl

Siklus Born-Haber untuk Menentukan Energi Elektrostatik

ΔHoverall = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + ΔH5o ooooo

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk karenapemakaian bersama dua elektron oleh dua atompemakaian bersama dua elektron oleh dua atom.

Kenapa dua atom berbagi elektron?

F F+ F F

7e- 7e- 8e- 8e-

Struktur Lewis untuk F

F F

Struktur Lewis untuk F2

PasanganPasanganIkatan kovalen tunggal

F F

gelektronbebas

elektronbebas

PasanganPasangan

Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggalF F Pasangan

elektronbebas

Pasanganelektronbebas

Struktur Lewis air Ikatan kovalen tunggal

8e-

H HO+ + OH H O HHatau

2e- 2e-

Ikatan ganda – dua atom menggunakan dua atau lebihpasangan elektron bersama-samapasangan elektron bersama sama.

O C O atau O C O

8e- 8e-8e-Ikatan ganda

Ikatan ganda

Ikatan rangkap tiga dua atom menggunakan bersamaIkatan rangkap tiga – dua atom menggunakan bersamatiga pasang elektron.

N N N NatauN N8e-8e-

N N

Ikatan rangkap tigaIkatan rangkap tiga

atau

P j

Panjang Ikatan Kovalen

Tipe Ikatan

Panjang Ikatan(pm)(pm)

C-C 154

C C 133C=C 133

C≡C 120

C-N 143

C=N 138C NC≡N 116

Panjang IkatanIkatan Rangkap Tiga < Ikatan Ganda < Ikatan Tungal

Ikatan kovalen polar atau ikatan polar dimana elektron-elektron menghabiskan lebih banyak g ywaktunya untuk berada di dekat salah satu atom.

DaerahDaerah

H F FH

kaya elektronDaerahmiskin elektron e- kayae- miskin

δ+ δ-

Keelektronegativan (elektonegativitas) adalah kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalamkemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatan kimia.

Afinitas Eletron ter k r Cl tertinggiAfinitas Eletron - terukur, Cl tertinggi

X (g) + e- X-(g)

Keelektronegatifan - relatif, F tertinggi

(g) (g)

g , gg

Klasifikasi ikatan berdasarkan perbedaan keelektronegatifan

P b d Ti Ik tPerbedaan Tipe Ikatan

0 Kovalen≥ 2 Ionik

0 < dan <2 Kovalen Polar

Meningkatnya perbedaan keelektronegatifan

Kovalent Kovalen Polar Ionik

g y p g

berbagi e- transfer sebagian e- transfer e-

Tentukan apakah ikatan berikut adalah ionik, kovalen polar, Atau kovalen: Ikatan pada CsCl; ikatan pada H2S; danAtau kovalen: Ikatan pada CsCl; ikatan pada H2S; danIkatan NN pada H2NNH2.

Cs – 0,7 Cl – 3,0 3,0 – 0,7 = 2,3 Ionik

H – 2,1 S – 2,5 2,5 – 2,1 = 0,4 Kovalen Polar

N – 3,0 N – 3,0 3,0 – 3,0 = 0 Kovalen

Penulisan Struktur Lewis

1. Tulis kerangka struktur dari senyawa bersangkutan, yg terdiri dari lambang kimia atom2 yg terlibat dan menempatkan atom2 yg berikatan secara berdekatan satumenempatkan atom2 yg berikatan secara berdekatan satu dg yg lain.

2. Hitunglah total elektron valensi dari semua atom yg terlibat. g ygTambahkan 1 untuk tiap muatan negatif. Kurangkan 1 untuk tiap muatan positif.

3. Lengkapi oktet dari semua atom yang terikat pada atom pusat kecuali hidrogen.

4 Jik t kt t b l t i d t t k4. Jika aturan oktet belum tercapai pada atom pusat, gunakan pasangan elektron bebas dari atom-atom disekitarnya untuk menambahkan ikatan rangkap dua atau tiga di g p gantara atom pusat dan atom di sekitarnya sampai aturan terpenuhi.

Tuliskan Struktur Lewis dari nitrogen trifluorida (NF3).

Tahap 1 – N kurang elektronegatif dibanding F, tempatkan N di pusat

Tahap 2 – Hitung elektron valensi N - 5 (2s22p3) dan F - 7 (2s22p5)

5 (3 7) 26 l kt l i5 + (3 x 7) = 26 elektron valensiTahap 3 – Gambar ikatan tunggal antara atom N dan F dan lengkapi

oktet pada atom N dan F.Tahap 4 - Periksa, apakah # e- pd struktur sebanding dengan

jumlah valensi e- ?

3 ik t t l (3 2) 10 b b (10 2) 26 l kt l i

F N F

3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi

F N F

F

Tulis struktur Lewis dari ion karbonat ion (CO32-).

Tahap 1 – C kurang elektronegatif dari O, tempatkan C di pusat

Tahap 2 – Jumlahkan elektron valensi C - 4 (2s22p2) dan O - 6 (2s22p4)-2 muatan – 2e-

4 + (3 x 6) + 2 = 24 elektron valensi4 + (3 x 6) + 2 = 24 elektron valensi

Tahap 3 – Gambar ikatan tunggal atom C dan O dan lengkapi oktetpada atom C dan O.

Tahap 4 - Periksa, apakah # dr e- pd struktur sebanding dgjumlah e- valensi?

3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi

Tahap 5 - terlalu banyak elektron, buat ikatan ganda dan cek ulang # e-

O C O2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 48 ps. bebas (8x2) = 16

T t l 24O

Total = 24

Dua kerangka struktur yg mungkin dr formaldehida (CH2O)

H C O HH

C OH

Muatan Formal adalah jumlah elektron valensi dalam atom bebas dikurangi jumlah elektron yang dimiliki oleh atom tersebut di dalam struktur Lewis.

Muatan formal suatu atom pd Struktur Lewis =

12

total jumlah ikatan elektron( )

total jml elektron valensi pd atom bebas

-total jumlah elektron tdk berikatan

- ( )atom bebas

Jumlah muatan formal dari atom dalam molekul atau ion harus sebanding dg muatan pada molekul atau ion tsb.

H C O HC – 4 e-

O – 6 e-2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 4-1 +1

H C O H O 6 e2H – 2x1 e-

12 e-

1 ikatan ganda 42 ps. bebas (2x2) = 4

Total = 12

Muatan formal pd atom dlm t kt L i =

1 total jumlah ikatan( )

total jumlah elektron

l i d -total jumlah elektron yg -struktur Lewis 2

ikatan elektron( )valensi pd

atom bebas

elektron yg tdk terikat

muatan formal pd C = 4 -2 -½ x 6 = -1

muatan formal pd O = 6 -2 -½ x 6 = +1

C – 4 e-

O – 6 e-2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 4H

C O0 0

O 6 e2H – 2x1 e-

12 e-

1 ikatan ganda 42 ps. bebas (2x2) = 4

Total = 12

C OH

muatan formal pd atom dlm t kt L i =

1 total jumlah ikatan( )

total jumlah elektron

l i d -total jumlah elektron yg -struktur Lewis 2

ikatan elektron( )valensi pada

atom bebas

elektron yg tdk terikat

Muatan formal pd C = 4 -0 -½ x 8 = 0

Muatan formal pd O = 6 -4 -½ x 4 = 0

Muatan Formal dan Struktur Lewis1 Pada molekul netral struktur Lewis tanpa muatan formal1. Pada molekul netral, struktur Lewis tanpa muatan formal

lebih disukai dari struktur dengan muatan formal.

2 Struktur Lewis dengan muatan formal yang besar kurang2. Struktur Lewis dengan muatan formal yang besar kurang disukai daripada struktur dengan muatan formal yg kecil.

3. Diantara struktur Lewis dengan distribusi muatan formal gyang serupa, struktur yang paling disukai adlah struktur yang muatan negatifnya berada pada atom yang lebih elektronegatifelektronegatif.

Yang manakah struktur Lewis bagi CH2O?Yang manakah struktur Lewis bagi CH2O?

C O-1 +1 H

C O0 0

H C O H C OH

Struktur resonansi adalah salah satu dari dua atau lebih struktur Lewis untuk satu molekul yang tidak dapat dinyatakanstruktur Lewis untuk satu molekul yang tidak dapat dinyatakan secara tepat dengan hanya menggunakan satu struktur Lewis.

O O O+ -

OOO+-

Apakah struktur resonansi dari ionkarbonat (CO3

2-)?( 3 )

O C O- -

O C O-

OCO-

O O - O -

Pengecualian Aturan Oktet

1. Oktet Tak lengkap

H HBeBe – 2e-

2H – 2x1e-

4e-BeH2

BFB – 3e-

3F – 3x7e- F B F 3 ikatan tunggal (3x2) = 69 ps bebas (9x2) = 18BF3 3F 3x7e

24e-

F

9 ps. bebas (9x2) = 18Total = 24

Pengecualian Aturan Oktet

2. Molekul Berelektron Ganjil

N – 5e-

O – 6e-

11e-NO N O

3. Oktet yang diperluas (atom2 dr unsur2 dg bilangan kuantum utama n > 2)n 2)

S 6 FF

F

SF6

S – 6e-

6F – 42e-

48e-S

F

F

F

F6 ikatan tunggal (6x2) = 12

18 ps. bebas (18x2) = 36Total = 48

F FF

Perubahan entalpi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan tertentu dlm satu mol gas molekul gas disebut Energi Ikatantertentu dlm satu mol gas molekul gas disebut Energi Ikatan.

H H + H ΔH0 = 436 4 kJEnergi Ikatan

H2 (g) H (g) + H (g) ΔH0 = 436,4 kJ

Cl2 (g) Cl (g)+ Cl (g) ΔH0 = 242,7 kJ

HCl (g) H (g) + Cl (g) ΔH0 = 431,.9 kJ

O2 (g) O (g) + O (g) ΔH0 = 498,7 kJ O O2 (g) (g) (g) , O O

N2 (g) N (g) + N (g) ΔH0 = 941,4 kJ N N

Energi Ikatan

Ikatan tunggal < Ikatan Ganda < Ikatan Rangakp Tiga

Energi ikatan rata2 dalam molekul poliatomik

H O H + OH ΔH0 = 502 kJH2O (g) H (g)+ OH (g) ΔH0 = 502 kJ

OH (g) H (g)+ O (g) ΔH0 = 427 kJ

Energi ikatan OH rata2 = 502 + 4272

= 464 kJ

Energi Ikatan (BE) dan perubahan Entalpi dalam reaksi

Bayangkan suatu reaksi dilakukan dengan memutuskan

H0 l i k l i k l

Bayangkan suatu reaksi dilakukan dengan memutuskan seluruh ikatan2 pada reaktan dan kemudian atom2 gas digunakan untuk membentuk seluruh ikatan2 pada produk.

ΔH0 = total energi masuk – total energi keluar= ΣBE(reaktan) – ΣBE(produk)

H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g) 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)

Gunakan energi ikatan utk menghitung perubahan entalpi:H2 ( ) + F2 ( ) 2HF ( )H2 (g) F2 (g) 2HF (g)

ΔH0 = ΣBE(reaktan) – ΣBE(produk)

Ikatan yg t t

Jumlah ikatan t t

Energi ikatan (kJ/ l)

Perubahan i (kJ)terputus yg terputus (kJ/mol) energi (kJ)

H H 1 436,4 436,4F F 1 156 9 156 9F F 1 156,9 156,9Ikatan yg terbentuk

Jumlah ikatan yg terbentuk

Energi ikatan (kJ/mol)

Perubahan energi (kJ)

H F 2 568,2 1.136,4

ΔH0 = 436,4 + 156,9 – 2 x 568,2 = -543,1 kJΔH 436,4 156,9 2 x 568,2 543,1 kJ