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.
Dalam ikatan kimia cara yang diambil unsur supaya dapat mengikuti gas
mulia, yaitu :
1.
Melepas atau menerima elektron
2.
Pemakaian bersama pasangan elektron
Kekuatan ikatan-ikatan
kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan
ion dianggap sebagai ikatan "kuat",
sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan
van der Waals dianggap sebagai ikatan
"lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan
"lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan
"kuat" yang paling lemah.
Teori Ikatan Valensi
Pada
tahun 1927, teori ikatan valensi dikembangkan atas dasar argumen bahwa sebuah
ikatan kimia terbentuk ketika dua valensi elektron bekerja
dan menjaga dua inti atom bersama oleh karena efek penurunan energi sistem.
Pada tahun 1931, beranjak dari teori ini, kimawan Linus Pauling mempublikasikan
jurnal ilmiah yang dianggap sebagai jurnal paling penting dalam sejarah kimia:
"On the Nature of the Chemical Bond". Dalam jurnal ini, berdasarkan
hasil kerja Lewis dan teori valensi ikatan Heitler dan London, dia mewakilkan
enam aturan pada ikatan elektron berpasangan:
1. Ikatan elektron
berpasangan terbentuk melalui interaksi elektron tak-berpasangan pada
masing-masing atom.
2. Spin-spin
elektron haruslah saling berlawanan.
3. Seketika
dipasangkan, dua elektron tidak bisa berpartisipasi lagi pada ikatan lainnya.
4. Pertukaran
elektron pada ikatan hanya melibatkan satu persamaan gelombang untuk setiap
atom.
5. Elektron-elektron
yang tersedia pada aras energi yang paling rendah akan membentuk ikatan-ikatan
yang paling kuat.
6. Dari dua orbital
pada sebuah atom, salah satu yang dapat bertumpang tindih paling banyaklah yang
akan membentuk ikatan paling kuat, dan ikatan ini akan cenderung berada pada
arah orbital yang terkonsentrasi.
Teori Orbital Molekul
Teori orbital molekul (Bahasa Inggris: Molecular orbital theory), disingkat MO. Dalam teori ini menyebutkan bahwa interaksi
yang terjadi antara atom pusat dengan ligan melibatkan interaksi elektrostatik
dan interaksi kovalen. Teori ini muncul untuk menyempurnakan teori sebelumnya
yaitu teori medan kristal. Pada teori medan kristal menyebutkan bawa interaksi
yang terjadi antara atom pusat dengan ligan berupa ineraksi elektrostatik saja.
Padahal dari fakta eksperimental ditemukan bahwa terdapat kompleks dengan ligan
netral namun stabil. Dan juga melakui eksperimen resonansi spin ditemukan bahwa
terdapat pemakaian bersama sepasang elektron oleh loga dan ligan.
Ikatan Dalam Rumus Kimia
Bentuk
atom-atom dan molekul-molekul yang 3 dimensi sangatlah menyulitkan dalam
menggunakan teknik tunggal yang mengindikasikan orbital-orbital dan
ikatan-ikatan. Pada rumus molekul, ikatan kimia (orbital yang
berikatan) diindikasikan menggunakan beberapa metode yang bebeda tergantung
pada tipe diskusi. Kadang-kadang kesemuaannya dihiraukan. Sebagai contoh,
pada kimia organik, kimiawan biasanya hanya peduli pada gugus fungsi molekul.
Oleh karena itu, rumus molekul etanol dapat ditulis secara konformasi, 3-dimensi,
2-dimensi penuh (tanpa indikasi arah ikatan 3-dimensi), 2-dimensi yang
disingkat (CH3–CH2–OH), memisahkan gugus fungsi dari
bagian molekul lainnnya (C2H5OH), atau hanya dengan
konstituen atomnya saja (C2H6O). Kadangkala, bahkan
kelopak valensi elektron non-ikatan (dengan pendekatan arah yang digambarkan
secara 2-dimensi) juga ditandai. Beberapa kimiawan juga menandai
orbital-orbital atom, sebagai contoh anion etena−4 yang
dihipotesiskan (\/C=C/\ −4)
mengindikasikan kemungkinan pembentukan ikatan.sehingga terjadi ikatan rangkap
dua.
Ikatan Kuat Kimia
Ikatan-ikatan berikut
adalah ikatan intramolekul yang mengikat atom-atom bersama menjadi molekul. Dalam pandangan yang sederhana dan terlokalisasikan,
jumlah elektron yang berpartisipasi dalam suatu ikatan biasanya merupakan perkalian
dari dua, empat, atau enam. Jumlah yang berangka genap umumnya dijumpai karena
elektron akan memiliki keadaan energi yang lebih rendah jika berpasangan.
Teori-teori ikatan yang lebih canggih menunjukkan bahwa kekuatan
ikatan tidaklah selalu berupa angka bulat dan
tergantung pada distribusi elektron pada setiap atom yang terlibat dalam sebuah
ikatan.
Ikatan kovalen adalah
ikatan yang umumnya sering dijumpai, yaitu ikatan yang perbedaan
elektronegativitas (negatif dan positif) di antara atom-atom yang berikat
sangatlah kecil atauhampir tidak ada.
Ikatan kovalen polar merupakan ikatan yang sifat-sifatnya berada di antara ikatan
kovalen dan ikatan ion.
Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik
antara dua atom yang memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar. Tidaklah
terdapat nilai-nilai yang pasti yang membedakan ikatan ion dan ikatan kovalen,
tetapi perbedaan elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 bisanya disebut
ikatan ion, sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut
ikatan kovalen. Ikatan ion menghasilkan
ion-ion positif dan negatif yang berpisah. Muatan-muatan ion ini umumnya
berkisar antara -3 e sampai dengan +3e.
Ikatan kovalen koordinasi, kadangkala disebut sebagai ikatan datif,
adalah sejenis ikatan kovalen yang keseluruhan elektron-elektron ikatannya
hanya berasal dari salah satu atom, penderma pasangan elektron, ataupun basa
Lewis. Konsep ini mulai ditinggalkan oleh para kimiawan seiring dengan
berkembangnya teori orbital molekul.
Ikatan pisang adalah sejenis ikatan yang terdapat pada
molekul-molekul yang mengalami terikan ataupun yang mendapat rintangan sterik, sehingga orbital-orbital ikatan tersebut dipaksa membentuk
struktur ikatan yang mirip dengan pisang. Ikatan pisang biasanya lebih rentan
mengalami reaksi daripada ikatan-ikatan normal lainnya.
Dalam ikatan tiga-pusat dua-elektron, tiga
atom saling berbagi dua elektron. Ikatan sejenis ini terjadi pada senyawa yang
kekurangan elektron seperti pada diborana.
Setiap ikatan mengandung sepasang elektron yang menghubungkan atom boron satu
sama lainnya dalam bentuk pisang dengan sebuah proton (inti atom hidrogen) di
tengah-tengah ikatan, dan berbagi elektron dengan kedua atom boron. Terdapat
pula Ikatan tiga-pusat empat-elektron yang menjelaskan ikatan pada molekul
hipervalen.
Ikatan-ikatan dengan
satu atau tiga elektron dapat ditemukan pada
spesi radikal yang memiliki jumlah elektron gasal (ganjil). Contoh
paling sederhana dari ikatan satu elektron dapat ditemukan pada kation molekul
hidrogen H2+. Ikatan satu elektron seringkali memiliki
energi ikat yang setengah kali dari ikatan dua elektron, sehingga ikatan ini
disebut pula "ikatan setengah". Namun terdapat pengecualian pada
kasus dilitium. Ikatan dilitium satu elektron, Li2+,
lebih kuat dari ikatan dilitium dua elektron Li2. Pengecualian ini
dapat dijelaskan dengan hibridisasi dan efek kelopak dalam.
Contoh
sederhana dari ikatan tiga elektron dapat ditemukan pada kation dimer helium,
He2+, dan dapat pula dianggap sebagai "ikatan
setengah" karena menurut teori orbital molekul, elektron ke-tiganya
merupakan orbital antiikat yang melemahkan ikatan dua elektron lainnya sebesar
setengah. Molekul oksigen juga dapat dianggap memiliki dua ikatan tiga elektron
dan satu ikatan dua elektron yang menjelaskan sifat paramagnetiknya.
Molekul-molekul
dengan ikatan elektron gasal biasanya sangat reaktif. Ikatan jenis ini biasanya
hanya stabil pada atom-atom yang memiliki elektronegativitas yang sama.
Ikatan aromatik yang terjadi pada molekul yang berbentuk cincin datar
menunjukkan stabilitas yang lebih. Pada kebanyakan kasus, lokasi elektron tidak
dapat ditandai dengan menggunakan garis (menandai dua elektron) ataupun titik
(menandai elektron tungga).
Pada
benzena, 18 elektron ikatan mengikat 6 atom karbon bersama membentuk struktur
cincin datar. "Orde" ikatan antara dua atom dapat dikatakan sebagai
(18/6)/2=1,5 dan seluruh ikatan pada benzena tersebut adalah identik.
Ikatan-ikatan ini dapat pula ditulis sebagai ikatan tunggal dan rangkap yang
berselingan, tetapi hal ini kuranglah tepat mengingat ikatan rangkap dan ikatan
tunggal memiliki kekuatan ikatan yang berbeda dan tidak identik.
Pada ikatan logam, elektron-elektron
ikatan terdelokalisasi pada kekisi (lattice) atom. Berbeda dengan senyawa organik, lokasi elektron yang
berikat dan muatannya adalah statik. Oleh karena delokalisai yang menyebabkan
elektron-elektron dapat bergerak bebas, senyawa ini memiliki sifat-sifat mirip
logam dalam hal konduktivitas, duktilitas, dan kekerasan.
Ikatan
Antar Molekul terdapat empat jenis dasar ikatan yang dapat
terbentuk antara dua atau lebih molekul, ion, ataupun atom. Gaya
antarmolekul menyebabkan molekul saling
menarik atau menolak satu sama lainnya. Seringkali hal ini menentukan
sifat-sifat fisik sebuah zat (seperti pada titik leleh).
·
Dipol permanen ke dipol permanen Perbedaan elektronegativitas yang bersar antara dua atom yang berikatan dengan
kuat menyebabkan terbentuknya dipol (dwikutub). Dipol-dipol ini akan saling tarik-menarik
ataupun tolak-menolak.
·
Ikatan hidrogen bisa
dikatakan sebagai dipol permanen yang sangat kuat seperti yang dijelaskan di
atas. Namun, pada ikatan hidrogen, proton hidrogen berada sangat dekat dengan
atom penderma elektron dan mirip dengan ikatan tiga-pusat
dua-elektron seperti pada diborana. Ikatan
hidrogen menjelaskan titik didih zat cair yang relatif tinggi seperti air,
ammonia, dan hidrogen fluorida jika dibandingkan dengan senyawa-senyawa yang
lebih berat lainnya pada kolom tabel periodik yang sama.
·
Dipol seketika ke dipol terimbas, atau gaya
van der Waals, adalah ikatan yang paling lemah, tetapi sering dijumpai
di antara semua zat-zat kimia. Misalnya atom helium, pada satu titik waktu, awan elektronnya akan terlihat tidak seimbang dengan salah satu
muatan negatif berada di sisi tertentu. Hal ini disebut sebagai dipol seketika
(dwikutub seketika). Dipol ini dapat menarik maupun menolak elektron-elektron
helium lainnya, dan menyebabkan dipol lainnya. Kedua atom akan seketika saling
menarik sebelum muatannya diseimbangkan kembali untuk kemudian berpisah.
·
Interaksi kation-pi
terjadi di antara muatan negatif yang terlokalisasi dari elektron-elektron pada
orbital dengan
muatan positif.
