Ikatan Kimia dan unsur

Ikatan kimia adalah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. (theinsidemag)

Pengertian ikatan kimia secara umum merupakan sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik dua atom/molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil.

Adapun menurut para ahli pengertiannya adalah sebagai berikut:

1. Menurut Gilbert Newton Lewis (1875-1946) , Albrecht Kossel (1853-1927), Martin S. Silberberg (2000) ikatan kimia adalah gaya yang mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam setiap senyawa.

2. Ikatan kimia adalah gaya tarik-menarik antara atom-atom sehingga atom tersebut tetap berada bersama-sama dan terkombinasi dalam senyawaan. Gagasan tentang pembentukan ikatan kimia dikemukakan oleh Lewis dan Langmuri serta Kossel.

3. Apabila gas mulia bersenyawa dengan unsur lain, tentunya ada suatu keunikan dalam konfigurasi elektronnya yang mencegah persenyawaan dengan unsur lain (Elida 1996). Ia mengatakan bahwa berdasarkan gagasan tersebut, kemudian dikembangkan suatu teori yang disebut Teori Lewis.

·           Pembentukan ikatan kimia mungkin terjadi dengan dua cara:
Pertama, karena adanya satu atau lebih elektron dari satu atom ke atom yang lain sedemikian rupa sehingga terdapat ion positif dan ion negatif yang keduanya saling tarik menarik karena muatannya berlawanan, membentuk ikatan ion.
Kedua, karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron di antara atom-atom yang berikatan. Jenis ikatan yang terbentuk disebut ikatan kovalen.

·           Perpindahan elektron atau pemakaian bersama pasangan elektron berlangsung sedemikian rupa sehingga setiap atom yang diberikan mempunyai suatu konfigurasi elektron mantap, yaitu konfigurasi dengan 8 elektron valensi.

Melalui ikatan kimia unsur-unsur kemudian membentuk molekul ataupun benda-benda yang selanjutnya menyusun dan menjadi bagian dari alam semesta. (theinsidemag)

Ikatan elektrostatik antara kation ( ion positif ) dan inion (ion negatif), seperti NaCl disebut ikatan ion.

 Jari -jari  Logam

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang memiliki ciri-ciri yaitu bisa menjadi penghantar panas maupun arus listrik, dapat atau mudah ditempa, bersifat ulet, dan juga bisa diulur menjadi kawat.Pembentukan ikatan ion terjadi karena adanya perbedaan energi ionisasi dan afinitas elektron suatu atom.Ikatan logam terdiri dari ion logam yang positif di lautan elektron yang merupakan valensi elektron dari setiap atom dan saling bertumpang tindih.Elektron-elektron tersebut bebas bergerak dan mengelilingi inti di dalam kristal. (theinsidemag)

Elektron yang bisa bebas bergerak ini dikenal dengan sebutan elektron dislokasi. Sedangkan gaya tarik antar atom-atom menyebabkan terjadinya ikatan logam.Karena elektron-elektron di dalam logam dapat bebas bergerak maka logam dapat menghantarkan panas atau kalor dan arus listrik.

Sehingga logam banyak dimanfaatkan dalam alat-alat listrik dan rumah tangga. (theinsidemag)

Jari –jari Kovalen

Ikatan kovalen adalah ikatan kimia yang terjadi karena adanya pemakaian pasangan elektron secara bersama-sama. Namun, jika pasangan elektron yang dipakai bersama itu berasal dari salah satu atom, ikatan ini disebut sebagai ikatan kovalen koordinasi.Sebagai contoh pada molekul hidrogen. Dalam molekul hidrogen terdapat dua atom hidrogen yang saling berikatan membentuk ikatan kovalen.

Masing-masing atom hidrogen menyumbangkan 1 elektronnya sehingga membentuk pasangan elektron yang berikatan dan digunakan bersama-sama. Ada berbagai senyawa yang merupakan ikatan kovalen misalnya O2, NH3, SO3, dan sebagainya. Di dalam senyawa kovalen juga bisa membentuk ikatan tunggal yang disebut ikatan kovalen tunggal.

Lalu, ada senyawa dengan ikatan rangkap dua yang disebut dengan ikatan kovalen rangkap dua. Selain itu terdapat juga ikatan kovalen rangkap tiga.Dalam ikatan kovalen juga bisa terjadi penyimpangan kaidah oktet. Penyimpangan ini bisa terjadi pada senyawa BF3, CO, dan PCl5. (theinsidemag)

Jari -jari Ion

Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk karena adanya gaya tarik menarik secara elektrostatis yang terjadi di antara ion positif dan negatif. (theinsidemag)

Atom yang energi ionisasinya rendah akan mudah membentuk ion positif karena melepaskan elektron.Kemudian elektron tersebut ditangkap oleh atom yang memiliki afinitas elektron yang besar membentuk ion negatif karena ia mudah menerima elektron. Sehingga akan terjadi gaya tarik menarik dan terbentuklah senyawa yang bersifat netral.

Di dalam sebuah senyawa, ion positif dan negatif tersusun dalam jumlah tertentu. Sebagai contoh senyawa NaCl yang berbentuk kristal sebenarnya membentuk struktur kubus. Tiap-tiap ion Na+ dikelilingi oleh ion Cl- sejumlah 6 ion. Beberapa sifat senyawa ion yaitu membentuk kristal namun rapuh, titik lebur dan leleh nya tinggi, mudah larut dalam air, dan mampu menghantarkan listrik. (theinsidemag)

Entalpi Kisi

Siklus Born- Heber adalah suatu pendekatan yang digunakan untuk menganalisis energi reaksi.Untuk  memutuskan ion-ion bebas dari kisi membutuhkan energi yang besar. Nilai dari energi kisi bergantung ada kekuatan ikatan ion. Kekuatan ion berkaitan erat dengan ukuran dan muatan ion.Entalpi kisi,  ∆H_L, didefinisikan sebagai perubahan entalpi standar reaksi dekomposisi kristal ionik menjadi ion-ion gasnya (s adalah solid, g adalah gas and L adalah kisi (lattice)).(mulyono, 2011)

MX(s) → M⁺(g) + X^- (g)   ∆H_L

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.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.(mulyono, 2011)

Struktur Kristal Logam

Atom dalam kristal susunannya teratur dalam tiga dimensi menurut suatu pola tertentu. Apabila dari inti-inti atom dalam suatu kristal ditarik garis-garis imajiner melalui inti-inti atom dalam suatu kristal, maka diperoleh suatu kerangka tiga dimensi yang disebut Space latice (kisi ruang). (Firdausi, 2012)

Unit cell merupakan bagian terkecil dari space latice yang bila disusun ke sumbu-sumbunya akan membentuk Space latice. Ada tujuh macam struktur kristal, yaitu : kubik, tetragonal, ortho rombik, monoklinik, triklinik, hexagonal, dan rhombohedral. Ada tiga macam jenis space latice yang sering dijumpai pada logam-logam yang sering digunakan, yaitu :

Face Centered Cubic (FCC)

FCC merupakan srtuktur kristal dimana tiap sisinya terdapat kristal yaitu pada pusat sisi-sisinya. Struktur ini biasa ditemukan pada besi bertemperatur antara 910o – 1400 oC.(Firdausi, 2012)

 Body Centered Cubic (BCC)

Body merupakan kubus pemusatan ruang (KPR) dalam suatu struktur kristal di mana terdapat kristal di antara kedua diagonalnya. Body centered cubik biasa terdapat pada besi yang bertemperatur antara 0-788 oC dan berupa alpha ion BCC magnetic. Suhu antara 768-910 oC berisi alpha non magnetik dan pada temperatur 1400 oC berupa besi delta BCC.(Firdausi, 2012)

Hexagonal Close – Packed (HCP)

Hexagonal Close – Pocked  atau juga disebut hexagonal tumpukan padat (HTP). HCP merupakan senyawa dengan susunan kristal dimana, berbentuk seperti prisma segi enam. Dan terdapat tiga ktristal yang berada pada sisi tersebut.(Firdausi, 2012)

Kristal Ionik

Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.

Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikat oleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus, dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal, walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengan semua ion natrium dalam kristal.

Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalah susunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengan kata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukuran anion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dan kation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion.(industri,2011) 

Muatan inti efektif

Muatan inti efektif atau muatan nuklir efektif (sering dilambangkan sebagai ${\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }}$ atau ${\displaystyle Z^{\ast }}$) adalah muatan positif bersih yang dialami oleh sebuah elektron dalam atom polielektronik. Digunakan istilah "efektif" karena efek pemerisaian elektron bermuatan negatif mencegah elektron pada orbital yang lebih tinggi dipengaruhi oleh muatan inti atom karena efek tolakan elektron lapisan dalam. Muatan inti efektif yang dialami oleh elektron pada kulit terluar juga disebut sebagai muatan pokok (bahasa Inggris: core charge). Kekuatan muatan inti memungkinkan untuk ditentukan melalui bilangan oksidasi atom.

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)

 Muatan inti efektif pada elektron semacam ini dinyatakan sesuai persamaan berikut:

$${\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }=Z-S}

dengan

${\displaystyle Z}$ adalah jumlah proton dalam inti atom (nomor atom), dan

${\displaystyle S}$ adalah rata-rata jumlah elektron antara inti atom dan elektron yang ditanyakan (jumlah elektron non-valensi).

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 (E_i ) adalah energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari tiap mol spesies dalam keadaan gas. Energi untuk mengeluarkan satu elektron pertama ( dari atom netralnya) disebut sebagai energi ionisasi pertama untuk mengeluarkan satu elektron ke dua disebut energi ionisasi pertama dan begitu seterusnya untuk mengeluarkan satu elektron berikutnya.

Perhatikan contoh berikut :

Li (g) Li⁺ (g) + e E_i (1) = 520 kJ mol ^-1

Li⁺ (g) Li²⁺ (g) + e E_i (1) = 7298 kJ mol ^-1

Li ²⁺(g) Li³⁺ (g) + e E_i (1) = 11815 kJ mol ^-1  

^{Pers. Ei1 < Ei2 < Ei3} 

Afinitas Elektron 

Afinitas Elektron merupakan negatif entalpi penangkapan elektron oleh atom dalam fasa 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.

Perbedaan elektronegativitas antara dua atom A dan B dapat dihitung dengan:

XA – XB = (eV)^-1/2  √ Ed(AB)- [Ed (AA) + Ed (BB)]/2

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 : 

X_AR  = 0,74 + 0,36 Z_EFF / r²

 3) R. Mulliken 

Ke-elektronegatifan sebagai rata-rata energi ionisasi I dan afinitas elektron A  

Persamaan :

X_M = ½ (I + A)

Orbital Molekul 

Fungsi gelombang elektron dalam suatu atom disebut orbital atom. 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

Daftar Pustaka

Firdausi, A. (2012, 04). Struktur Kristal Logam. Retrieved from https://www.agungfirdausi.my.id/2012/04/struktur-kristal-logam.html

industri, b. (2011, 11). Jenis-Jenis Kristal (Krital Logam, Ionik, Kovalen, Molekular). Retrieved from https://bahan-industri-kimia.blogspot.com/2011/11/jenis-jenis-kristal-krital-logam-ionik.html

mulyono, s. (2011, 10). Entalpi kisi dan Tetapan Madelung. Retrieved from https://sersan-mulyono.blogspot.com/2011/10/entalpi-kisi-dan-tetapan-madelung.html

theinsidemag. (n.d.). Ikatan Kimia. Retrieved from https://theinsidemag.com/ikatan-kimia/

wikipedia. (2017, 11). Muatan inti efektif. Retrieved from https://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_inti_efektif