IKATAN DAN STRUKTUR
Jari-jari atom, sudut ikatan, dan elektron valensi atom atau ion yang menyusun senyawa menentukan ikatan, struktur, reaksi dan sifat fisik senyawa.Klarifikasi Ikatan
Ikatan yang menggunakan pasangan elektron untuk mengikat atom A dan B disebut ikatan kovalen, dan ditulis sebagai A-B atau A:B. karena ada dua pasang elektron yang terlibat dalam ikatan ganda dan tiga pasang di ikatan rangkap tiga; ikatan-ikatan itu ditandai berturut-turut dengan A=B, A≡ B atau A::B, A:::B. Ikatan kovalen sangat sederhana, namun merupakan konsep yang sangat bermanfaat. Konsep ini diusulkan oleh G. N. Lewis di awal abad 20 dan representasinya disebut struktur Lewis. Pasangan elektron yang tidak digunakan bersama disebut pasangan elektron bebas, dan disimbolkan dengan pasangan titik, seperti A:.
Faktor Geometri yang Menentukan Ikatan dan Struktur
Dua parameter, jari-jari dan kekuatan menarik elektron atom atau ion menentukan ikatan, struktur dan reaksi zat elementer dan senyawa.
a. Jari-jari Atomik dan Ion
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 ataupun ion tidak dapat ditentukan. Namun, secara eksperimen merupakan salah satu parameter atomik yang sangat penting untuk mendeskripsikan kimia struktural senyawa. Cukup bealasan untuk mendefinisikan jari-jari logam sebagai separuh jalan atom logam. Separuh jarak antar atom didefinisikan juga sebagai jari-jari kovalen zat elementer.
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. Kita juga harus sadar bahwa jarak kation-anion pasangan ion yang sama menjadi lebih besar ketika bilangan koordinasi ion lawannya meningkat.
b. Entalpi Kisi
Walaupun kestabilan kristal dalam suhu dan tekanan tetap bergantung pada perubahan energi bebas Gibbs pembentukan kristal dari ion-ion penyusunnya, kestabilan suatu kristal ditentukan sebagian besar oleh perubahan entalpinya saja. Hal ini disebabkan oleh sangat eksotermnya pembentukan kisi, dan suku entropinya sangat kecil. Entalpi kisi, ∆H, didefinisikan sebagai perubahan sentalpi standar reaksi dekomposisi kristal ionik menjadi ion-ion gasnya (s = solid, g = gass, L = lattice).
Entalpi kisi secara tidak langsung dihitung dai nilai perubahna entalpi dalam tiap tahap menggunakan siklus Born-Haber. Yakni, suatu siklus dibentuk dengan menggunakan data entalpi; entalpi pembentukan standar kristal ion dari unsur-unsurnya, ∆H, entalpi sublimasi padatan elementernya, entalpi atomisasi yang berhubungan dengan entalpi disosiasi molekul elementer gasnya, ∆H entalpi ionisasi yakni jumlah entalpi ionisasi pembentukan kation dan entalpi penangkapan elektron dalam pembentukan anion.
c. 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. Karena lokasi ion-ion dalam kisi kristal ditentukan oleh tipe struktur, potensial Coulomb total antar ion dihitung dengan menentukan jarak antara ion d. A adalah tetapan Madelung yang khas untuk tiap struktur kristal.
d. Struktur Kristal Logam
Bila kita bayngkan atom logam sebagai bola keras, bila disusun terjejal di bidang setiap bola akan bersentuhan dengan enam bola lain.
Bila kisinya diiris di bidang yang berbeda, sel satuan ap nampak berupa kisi kubus berpusat muka, mengandung bola di setiap sudut kubus dan satu di pusat setiap muka.
e. Kristal Ionik
Dalm kristal ionik, seperti logam halida, oksida , dan sulfida, kation dan anion disusun bergantian, dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik. Kristal ionik diklasifikasikan kedalam beberapa struktur berdasarkan jenis kation dan anion yang terlibat dan jari-jari ionnya.
f. Aturan Jari-jari
Biasanya energi potensial Coulomb total E, senyawa ionik univalen MX diungkapkan dengan persamaan
Dalam bagian struktur yang terdiri hanya anion, anion membentuk koordinasi polihedra disekeliling kation.
g. Variasi Ungkapan Struktur Padatan
Banyak padatan anorganik memiliki struktur 3 dimensi yang rumit. Ilustrasi yang berbeda dari senyawa yang sama akan membantu kita memahami struktur tersebut. Dalam hal senyawa anorganik yang rumit, menggambarkan ikatan antar atom, seperti yang digunakan dalam senyawa organik biasanya menyebabkan kebingungan. Anion dalam kebanyakan oksida, sulfida atau halida logam membentuk tetrahedral atau oktahedral disekeliling kation logam. Walaupun tidak terdapat ikatan antar anion, strukturnya akan disederhanakan bila struktur diilustrasikan dengan polihedra anion yang menggunakan bersama sudut, sisi atau muka. Dalam ilustrasi semacam ini, atom logam biasanya diabaikan.
Faktor Elektronik
Ikatan dan struktur senyawa ditentukan oleh sifat elektronik seperti kekuatan atom-atom penyusun dalam menarik dan menolak elektron. Orbital molekul yang diisi elektron valensi, susunan grometrisnya dipenaruhi oleh interaksi elektronik antar elektron non ikatan.
Muatan Inti Efektif -->Energi Ionisasi --> Afinitas Elektron --> Ke-elektronegativan --> Orbital Molekul.
Muatan Inti Efektif
Muatan positif inti sedikit banyak dilawan oleh elektron negatif bagian dalam (di bawah elektron valensi), muatan inti yang dirasakan oleh elektron valensi suatu atom dengan nomor atom Z akan lebih kecil dari muatan inti Ze. Penurunan ini disebut Konstanta Perisai ( σ ) dan muatan inti netto disebut dengan Muatan Inti Efektif (Zeff).
Persaman :
Zeff= Z – σ
Muatan inti efektif bervariasi mengikuti variasi orbital dan jarak dari inti.
Energi Ionisasi
Energi Ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari atom dalam fase gas (g).
A(g) A+ (g) + e (g)
Energi ionisasi (Ei) diungkapkan dalam satuan elektron volt (eV) = 96.49 kJmol-1
Energi ionisasi pertama yang mengeluarkan elektron terluar merupakan energi paling rendah, dan energi ionisasi ke 2 dan ke 3,yang mengionisasi lebih lanjut kation dan meningkat dengan cepat.
Pers. Ei1 < Ei2 < Ei3
Entalpi Ionisasi yakni perubahan entalpi standar proses ionisasi dan digunakan dalam perhitungan temodinamika.
Afinitas Elektron
Afinitas Elektron merupakan negatif entalpi penangkapan elektron oleh atom dalam fasa gas. Sehingga didefinisikan Afinitas Elektron Pertama adalah energi yang dilepaskan ketika 1 mol atom gas mendapatkan satu elektron untuk membentuk 1 mol ion gas. Afinitas dapat dianggap sebagai entalpi ionisai anion.
A ( = -ΔHeg)
Ke-Elektronegatifan
1) L. PAULING
Ke-elektronegatifan merupakan parameter paling fundamental yang mengungkapkan secara numerik kecenderungan atom untuk menarik elektron dalam molekul. Skala Pauling justifikasinya paling dekat yang mendefinisikan besaran kuantatif karakter ion ikatan.
Ke-elektronegatifan Ҳ merupakan perbedaan ke-elektronegatifan atom A dan B sebanding dengan akar kuadrat ion.
2) A. L. Allerd dan E. G. Rochow
Ke-elektronegatifan merupakan medan listrik di permukaan atom. Mereka menambahkan konstanta untuk membuat ke-elektronegatifan mereka sedekat mungkin dengan nilai Pauling dengan menggunakan melibatkan jari-jari ikatan kovalen dalam persamaan :
Hasilnya --> unsur-unsur dengan jari-jari kovalen yang kecil dan muatan inti efektif yang besar memiliki ke-elektronegatifan yang besar.
3) R. Mulliken
Ke-elektronegatifan sebagai rata-rata energi ionisasi I dan afinitas elektronA.
Persamaan :
Energi Ionisasi --> energi eksitasi dari HOMO dan afinitas elektron adalah energi penambahan elektron ke LUMO. Sehingga ke-elektronegatifan adalah rata-arat energi HOMO dan LUMO.
Orbital Molekul
Fungsi gelombang elektron dalam suatu atom disebut orbital atom. Karena kebolehjadian menemukan elektron dalam orbital molekul sebanding dengan kuadrat fungsi gelombang dan peta elektron nampak seperti fungsi gelombang Suatu gelombang fungsi mempunyai daerah beramplitudo positif dan negatif yang disebut cuping (lobes). Syarat pembentukan orbital :
1) Cuping orbital atom penyusunannya cocok untuk tumpang tindih;
2) Tanda positif atau negatif cuping yang bertumpang tindih sama;
3) Tingkat energi orbital-orbital atomnya dekat.
kamu tahukan aturan jari-jari. (n.d.). Retrieved from bankimia.blogspot.com.
memahami struktur kristal logam. (n.d.). Retrieved from bankimia.blogspot.com.
rosa. (n.d.). praktikum kimia anorganik. Retrieved from rosannisinurat.blogspot.com.
saito, t. (1996). kimia anorganik. buku teks kimia anorganik online.
siklus born-haber. (n.d.). Retrieved from id.wikipedia.org.
taro, s. (1996). kimia anorganik. buku teks kimia anorganik online, 11-27.
Nur Endah, S. (n.d.). Ikatan dan Unsur.
