Ikatan Kovalen

1. IKATAN KOVALEN

Anda tentu masih ingat rumus molekul air, bukan ? Rumus molekul air adalah H2O. Ikatan apakah yang membentuk senyawa H2O ? Atom H memiliki nomor atom 1, sedangkan atom O memiliki nomor atom 8. Konfigurasi elektron atom H adalah 1, sedangkan konfigurasi elektron atom O adalah 2 dan 6. Atom H tidak dapat melepaskan elektronnya untuk diberikan kepada atom O karena apabila atom H melepaskan elektronnya, atom H tidak memiliki elektron sehingga menjadi tidak stabil. Dengan demikian untuk tetap dapat memenuhi aturan duplet maupun aturan oktet, atom H dan atom O harus menggunakan pasangan elektron secara bersama-sama. Ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom O pada molekul air disebut ikatan kovalen. Jadi ikatan kovalen terjadi antara unsur non logam dengan unsur non logam lainnya. Ikatan kovalen merupakan salah satu ikatan kimia yang terjadi akibat penggunaan pasangan elektron bersama, dimana hanya bisa dilihat dengan struktur Lewis. Ada beberapa atom yang sukar melepas atau menerima elektron karena memerlukan atau membebaskan energi yang besar untuk berlangsungnya proses tersebut. Untuk membentuk konfigurasi elektron gas mulia, atom-atom ini saling berikatan melalui pemakaian pasangan elektron bersama. Pemakaian pasangan elektron bersama terjadi pada atom-atom nonlogam. Ikatan antaratom nonlogam yang terjadi melalui pemakaian pasangan elektron bersama disebut ikatan kovalen. Ikatan kovalen dibedakan menjadi 5 macam sebagai berikut : 1. Ikatan Kovalen Tunggal Atom C dan H Berikatan dengan Cara Pemakaian Elektron Bersama dan Membentuk Ikatan Kovalen Tunggal. Atom C memiliki konfigurasi elektron 2 4 sehingga elektron valensinya 4. Adapun konfigurasi elektron atom H adalah 1 sehingga elektron valensinya adalah 1.

Untuk mencapai kestabilannya, atom C cenderung menerima 4 elektron, sedangkan atom H cenderung menerima 1 elektron. Atom C dapat berikatan dengan atom H dengan cara pemakaian elektron bersama sehingga 1 atom C mengikat 4 atom H.

Atom C dan H Berikatan dengan Cara Pemakaian Elektron Bersama dan Membentuk Ikatan Kovalen Tunggal. Atom C memiliki konfigurasi elektron 2 4 sehingga elektron valensinya 4. Adapun konfigurasi elektron atom H adalah 1 sehingga elektron valensinya adalah 1. Untuk mencapai kestabilannya, atom C cenderung menerima 4 elektron, sedangkan atom H cenderung menerima 1 elektron. Atom C dapat berikatan dengan atom H dengan cara pemakaian elektron bersama sehingga 1 atom C mengikat 4 atom H. Struktur Lewis molekul CH4 Ikatan yang terbentuk melalui pemakaian elektron bersama dinamakan ikatan kovalen. Senyawa yang terbentuk dinamakan senyawa kovalen. Ikatan kovalen terbentuk antara atom nonlogam dan atom nonlogam lainnya. Ada berapa jenis ikatan kovalen? Perhatikanlah kembali struktur Lewis CH4. Ternyata, elektron yang digunakan bersama setiap pasang atom C dan H ada 2 elektron. Struktur Lewis dapat juga digunakan untuk menunjukkan jenis ikatan antar atom. Jenis ikatan yang terbentuk bergantung pada jumlah elektron yang digunakan bersama. Jika digunakan 2 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan tunggal. Jika digunakan 4 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan rangkap dua. Jika digunakan 6 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan rangkap tiga. Berdasarkan hal tersebut, senyawa CH4 dapat juga digambarkan sebagai berikut.

2. Ikatan Kovalen Rangkap Dua Ikatan kovalen rangkap dua dibentuk oleh atom-atom nnonlogam yang menyumbangkan dua elektron tidak berpasangan untuk berikatan sehingga memenuhi kaidah oktet. Senyawa apa sajakah yang memiliki ikatan kovalen rangkap dua? Berikut ini beberapa contoh senyawa-senyawa tersebut. a. Struktur Lewis Molekul O2 Dalam atom O terdapat dua elektron yang tidak berpasangan. Jika dua atom O saling berikatan dan setiap atom menyumbangkan kedua elektron tidak berpasangan yang dimilikinya,terbentuklah molekul O2 yang memiliki struktur lewis sebagai berikut.

Struktur lewis O2 Jadi, molekul O2 memiliki satu ikatan rangkap dua. Perhatikan bahwa setiap atom O (yang dilingkari) memiliki delapan elektron. b. Struktur Lewis Molekul CO2 Dalam atom C terdapat empat elektron tidak berpasangan,sedangkan setiap atom O memiliki dua elektron tidak berpasangan. Jika atom C berikatan dengan atom O, satu atom C memerlukan dua atom O sehingga setiap elektron bebas menjadi berpasangan membentuk ikatan rangkap dua.

Struktur lewis CO2 Jadi, molekul CO2¬ memiliki dua ikatan rangkap dua. 3. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga Ikatan kovalen rangkap tiga dibentuk oleh atom-atom nonlogam yang meyumbangkan tiga elektron tidak berpasangan untuk berikatan sehingga memenuhi kaidah oktet. Contoh senyawa yang mengandung ikatan kovalen rangkap tiga adalah senyawa N2. Dalam struktur Lewis molekul N2, atom N memiliki tiga elektron yang tidak berpasangan. Jika dua atom N berikatan, setiap elektron yang tidak berpasangan saling berikatan dan membentuk struktur lewis sebagai berikut.

Struktur lewis N2 Jadi, dalam molekul N2 terdapat ikatan rangkap tiga. 4. Ikatan Kovalen Koordinasi Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang terbentuk dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron yang berasal dari salah satu atom/ion/molekul yang memiliki PEB. Adapun atom/ion/molekul lain hanya menyediakan orbital kosong. NH4Cl merupakan salah satu contoh senyawa kovalen koordinasi. Perhatikan kovalen koordinasi pada NH4+ di bawah.

Senyawa NH4Cl terbentuk dari ion NH4+ dan ion Cl–. Ion NH4+ terbentuk dari molekul NH3 dan ion H+, sedangkan ion H+ terbentuk jika hidrogen melepaskan satu elektronnya. Ikatan kovalen koordinasi digambarkan dengan lambang elektron yang sama (dua titik). Hal itu menunjukan bahwa pasangan elektron itu berasal dari atom yang sama. Ikatan kovalen dituliskan dengan tanda (-), sedangkan kovalen koordinasi dituliskan dengan tanda (→). Jika NH4+ berikataan dengan Cl–, akan terbentuk senyawa NH4Cl. Jadi, pada senyawa NH4Cl terdapat tiga jenis ikatan, yaitu tiga ikatan kovalen, satu ikatan kovalen koordinasi, dan satu ikatan ion (antara ion NH4+ dengan ion Cl–). 1. Senyawa SO3 Atom 16S memiliki konfigurasi elektron 2 8 6. Jadi, atom ini memiliki enam elektron valensi. Atom 8O memiliki konfigurasi elektron 2 6. Untuk membentuk senyawa SO3 yang memenuhi kaidah oktet, sepasang elektron dari atom S akan berikatan dengan sepasang elektron dari atomO sehingga membentuk satu ikatan rangkap dua. Dua pasang elektron lainnya dari atom S akan membentuk dua ikatan kovaleen koordinasi dengan dua atom O.

Ikatan Kovalen Koordinasi SO3 Jadi, dalam senyawa SO3 terdapat satu ikatan rangkap dua dan ikatan kovalen koordinasi. 2. Senyawa HNO3 Pada penggambaran struktur lewis molekul HNO3, elektron yang berasal dari atom H ditandai dengan (x), elektron dari N ditandai dengan (x), dan elektron dari O ditandai dengan (.).

Jadi, dalam molekul HNO3 terdapat 3 ikatan kovalen dan 1 ikatan kovalen koordinasi. Untuk memudahkan Anda dalam menggambarkan rumus molekul suatu senyawa menggunakan rumus Lewis, ikutilah langkah-langkah berikut. 1) Tentukan jumlah elektron valensi semua atom dalam molekul ion. 2) Gambarkan kerangka molekul senyawa yang masuk akal. 3) Setiap ikatan (antara 2 atom) diisi oleh sepasang elektron. 4) Elektron yang tersisa diberikan kepada atom disekitar atom pusat (atom terminal) untuk mencapai susunan oktet (duplet untuk atom H). 5) Jika setelah mencapai susunan oktet masih ada sisa elektron dari atom-atom di sekitar atom pusat (atom terminal), tambahkan sisa elektron tersebut pada atom sisa. 6) Jika atom pusat belum mencapai oktet, tarik pasangan elektron bebas (PEB) dari atom-atom disekitar atom pusat (atom terminal) ke atompusat untuk membentuk ikatan rangkap dua atau rangkap tiga dengan atom pusat. 2. Ikatan Kovalen Polar dan Nonpolar Ada dua macam ikatan kovalen, yaitu ikatan kovalen polar dan non polar. Perbedaan di antara keduanya adalah asal pemakaian elektron yang digunakan untuk berikatan. Berikut adalah perbedaan ikatan kovalen polar dan nonpolar. 1. Ikatan Kovalen Polar Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang terbentuk ketika elektron sekutu di antara atom tidak benar-benar dipakai bersama. Hal ini terjadi ketika satu atom mempunyai elektronegativitas yang lebih tinggi daripada atom yang lainnya. Atom yang mempunyai elektronegativitas yang tinggi mempunyai tarikan elektron yang lebih kuat. Akibatnya elektron sekutu akan lebih dekat ke atom yang mempunyai elektronegativitas tinggi. Dengan kata lain, akan menjauhi atom yang mempunyai elektronegativitas rendah. Ikatan kovalen polar menjadikan molekul yang terbentuk mempunyai potensial elektrostatis. Potensial ini akan membuat molekul lebih polar, karena ikatan yang terbentuk dengan molekul polar lain relatif lemah. Ilustrasi ikatan kovalen polar seperti contoh berikut ini: Contoh ikatan kovalen polar Dalam pembentukan molekul HF, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan tidak seimbang oleh inti atom H dan inti atom F sehingga terjadi pengutuban atau polarisasi muatan.

Contoh senyawa kovalen polar adalah NH3,PCl3, H2O, dan Cl2O. Perhatikan struktur Lewis untuk senyawa PCl3 dan H2O berikut:

2. Ikatan Kovalen Non Polar Ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan kovalen yang terbentuk ketika atom membagikan elektronnya secara setara (sama). Biasanya terjadi ketika ada atom mempunyai afinitas elektron yang sama atau hampir sama. Semakin dekat nilai afinitas elektron, maka semakin kuat ikatannya. Ikatan kovalen nonpolar terjadi pada molekul gas, atau yang sering disebut sebagai molekul diatomik. Ikatan kovalen nonpolar mempunyai konsep yang sama dengan ikatan kovalen polar, yaitu atom yang mempunyai nilai elekronegativitas tinggi akan menarik elektron lebih kuat. Pernyataan tesebut benar, namun jika terjadi pada molekul diatom (dimana atom penyusunnya adalah sama) maka elektronegativitas juga sama. Ilustrasi ikatan kovalen nonpolar seperti contoh berikut ini: Contoh Ikatan Kovalen Non Polar Misalnya pada Iodine (I). Dalam pembentukan molekul I2, kedua elektron dalam ikatan kovalen digunakan secara seimbang oleh kedua inti atom iodin tersebut. Oleh karena itu, tidak akan terbentuk muatan (tidak terjadi pengutuban atau polarisasi muatan).

Contoh senyawa lain yang memiliki bentuk molekul simetris dan bersifat nonpolar adalah CH4, BH3, BCl3, PCl5, dan CO2. Perhatikan struktur salah satu ikatan kovalen non Polar dari CH4 berikut:

Ikatan Ion

A. IKATAN ION Ikatan ion terbentuk ketika atom-atom yang terlibat ikatan mempunyai perbedaan keelektronegatifan yang besar. Atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar (jari-jari atom kecil, muatan inti efektif (besar) menarik elektron bersama dalam ikatan lebih kuat dibandingkan lawannya sehingga elektron ikatan ini lebih bergeser ke arahnya (atom ini menjadi bermuatan negatif atau anion). Atom-atom non-logam di posisi kanan dalam tabel unsur periodik memiliki sifat ini. Sedangkan, atom lawannya yang mempunyai keelektronegatifan lebih kecil (jari-jari atom besar, muatan inti efektif keci) hanya menarik elektron ikatan dengan lemah sehingga harus merelakan elektron ikatan bergesaer menjauhinya, dan atom ini menjadi bermuatan positif atau kation. Dapat kita anologikan ikatan ion yaitu, sumo sebagai atom lebih elektronegatif, jari-jari atom kecil dan muatan inti efektif tinggi, menarik tali tambang (elektron ikatan) dengan lebih kuat dibanding anak kecil (atom dengan muatan inti efektif rendah). Secara sederhana, ikatan ion sering digambarkan sebagai serah-terima elektron atau transfer penuh elektron atau ikatan antar logam dan non-logam , suatu ikatan yang terjadi pada atom yang mempunyai muatan yang besarnya sama namun memiliki muatan yang berlawanan tanda. Ikatan ion terbentuk sebagai akibat adanya gaya tarik menarik antara ion positif dan ion negatif. Ion positif terbentuk karena unsure logam melepaskan elektronnya, sedangkan ion negatif terbentuk karena unsur nonlogam menerima elektron. Ikatan ion terbentuk karena perbedaan keelektronegatifan antar atom-atom yang berikatan bernilai > 2,0. Atom yang lebih elektronegatif akan menjadi ion negatif atau anion, sedangkan yang kurang elektronegatif menjadi ion positif atau kation. Terbentuk kation dan anion, karena bermuatan berlawanan, akan terjadi tarik-menarik elektrostatik menghasilkan suatu senyawaan yang digolongkan sebagai senyawa ion. Sebagai contoh, ikatan yang terjadi pada ikatan garam yaitu ikatan antara atom sodium dan chlor . Nomor atom sodium adalah sebelas dan nomor atom klor adalah 17. Elektron-elektron dari kedua unsur tersebut terdapat pada tiga kulit atau orbitnya. Kulit pertama dan kedua dari sodium maupun chlor memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan atom Neon. Sedangkan kulit ketiganya diisi oleh sisa elektron yang dimilikinya. Kulit ketiga sodium diisi oleh satu elektron, sedangkan kulit ketiga chlor diisi oleh tujuh elektron. Atom sodium memiliki satu elektron pada kulit terluar dan elektron ini memiliki ikatan yang sangat lemah dengan inti atomnya. Sedangkam atom chlor memiliki tujuh elektron pada kulit terluarnya. Ikatan elektron dari kulit terluar ini memiliki ikatan yang sangat kuat dengan inti atomnya. Agar atom sodium mencapai kesetimbangannya, maka jumlah elektron pada kulit terluar harus sama dengan delapan. Hal ini dapat dicapai dengan melepas satu elektron yang terdapat pada kulit terluar. Sehingga konfigurasi elektronnya sama dengan konfigurasi elektron gas Neon. Dengan hilangnya satu elektron ini, maka muatan atom sodium menjadi bermuatan satu positif. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Muatan atom merupakan selisih dari muatan elektron dengan muatan proton pada inti atom. Muatan elektron adalah negative satu, sedangkan muatan proton adalah positif satu. Diketahui bahwa jumlah proton yang berada pada inti sama dengan nomor atom tersebut. Atom sodium memiliki jumlah proton sebanyak 11 dan jumlah proton pada atom chlor adalah 17 proton. Akibat hilangnya satu elektron, maka sodium memilki 10 elektron. Sedangan jumlah protonnya ada 11. Dengan demikian selisihnya adalah satu proton dengan muatan positif. Artinya atom sodium bermuatan positif satu. Dan dinotasikan dengan Na1+ atau Na+

Atom chlor memiliki tujuh elektron pada kulit terluarnya. Agar dapat mencapai jumlah elektron menjadi delapan, maka atom chlor dapat menerima satu elektron. Hal ini akan lebih mudah dicapai jika dibandingkan chlor harus melepas tujuh elektron pada kulit terluarnya. Karana ikatan elektron dengan inti atomnya sangat kuat. Dengan menerima satu elektron pada kulit terluarnya, maka jumlah elektron pada atom chlor menjadi 18 elektron. Sedangkan jumlah protonnya adalah 17. Dengan demikian selisih muatan antara 18 muatan negatife dari elektron dan 17 muatan positif dari proton adalah sama dengan satu muatan negatife. Dan dinotasikan dengan Cl1- atau Cl–

Dari sini diketahui bahwa atom sodium dan atom chlor memiliki muatan yang berlawanan. Atom sodium cenderung melepaskan satu elektron, sedangkan chlor membutuhkan satu elektron. Ikatan ion terjadi ketika satu elektron dari kulit terluar sodium pindah ke kulit terluar chlor. Sehingga masing-masing atom mencapai jumlah delapan elektron pada kulit terluarnya. Atom sodium bermuatan positif dan disebut dengan ion positif atau kation, sedangkan atom chlor bermuatan negatife dan disebut ion negatife atau anion. Ikatan yang terjadi antara kedua ion ini disebut ikatan ion. Secara umum unsur logom memiliki elektron pada kulit terluar sama atau kurang daripada tiga elektron. Ini artinya unsur logam cenderung melepaskan elektronnya dan atom logam lebih cenderung menjadi ion positif atau menjadi kation. Jika muatan yang dimiliki oleh unsur-unsur yang membentuk ikatan tidak sama, maka pembentukannya dapat menjadi molekul dari unsur-unsurnya. Missal H2O atau molekul air, yang dibentuk oleh dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Struktur senyawa ion dimana ion-ion positif dan ion-ion negatif membentuk pola yang teratur dalam kristal sedemikian sehingga membawa konsekuensi bagi sifat-sifat fisika senyawa ion, yaitu :Berupa padatan pada suhu kamar, mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi, bersifat konduktor listrik hanya pada fasa cair (lelehan) atau jika dilarutkn dalam air, dan bersifat keras dan kaku, tetapi rapuh.