MENGENAL APA ITU IKATAN ION DAN IKATAN KOVALEN

 oleh : Waskito Sandy Utomo (@T01-Waskito)

 

Abstrak

Pembuatan artikel ini bertujuan untuk mengetahui dan mempelajari ilmu kimia dasar tentang ikatan ion dan ikatan kovalen. Adapun informasi yang saya dapatkan setelah menonton video berjudul Kuliah Struktur & Ikatan Kimia (1) : Introduction to Structures and Chemical Bonding. Di video tersebut menjelaskan tentang stuktur dan ikantan dalam kimia, serta saya mendapat informasi dari beberapa buku.

Kata kunci : artikel,kimia,ion,kovalen

Abstract

The purpose of this article is to find out and learn basic chemistry about ionic bond and covalent bonds. As for the information I got after watching a video entitled Lecture on Chemical Structures & Bonds (1): Introduction to Structures and Chemical Bonding. The video explains about structure and bonds in chemistry, and I got information from several books.

Keywords: article,chemistry,ion,covalent

 

Pendahuluan

Latar belakang

            Untuk mencapai keadaan mencapai keadaan stabil, atom-atom melakukan ikatan satu sama lain dengan cara serah-terima elektron valensi membentuk ikatan ion, senyawa yang dibentuk dinamakan senyawa ion. Teori ikatan ion yang dipakai sampai sekarang adalah teori dari Kossel. Menurut Kossel, ion-ion akan stabil jika memiliki konfigurasi elektron yang serupa dengan konfigurasi elektron atom gas mulia.

            Jika logam bereaksi dengan bukan logam, elektron valensi dari logam ditransfer kepada atom bukan logam membentuk senyawa ion. Unsur-unsur bukan dapat membetuk senyawa dengan unsur-unsur yang juga bukan logam, bahkan dengan unsur yang sejenis. Pembentukan senyawa yang berasal dari bukan logam tidak melalui transfer elektron, tetapi melalui penggunaan Bersama pasangan elektron membentuk ikatan kovalen.

 

Permasalahan

1.     Apa itu ikatan ion dan berserta isinya?

2.     Apa yang dimaksud dengan ikatan kovalen?

Tujuan

            Tujuan di buatnya artikel ini untuk memahami serta mempelajari ilmu kimia khususnya ilmu dalam materi ikatan ion dan ikatan kovalen. Kita akan mempelajari ikatan ion beserta isinya dan mengerti ap aitu ikatan kovalen.

SOLUSI DAN PEMBAHASAN

 

A.   Ikatan Ion

Menurut Yayan Sunarya ikatan ion terbentuk akibat adanya transfer (serah-terima) elektron di antara atom-atom yang berikatan. Transfer elektron ini menghasilkan atomatom bermuatan listrik (ion) yang berlawanan sehingga terjadi gaya tarik menarik elektrostatik. Gaya tarik menarik inilah yang disebut ikatan. Atom yang melepaskan elektron akan membentuk ion bermuatan positif atau kation, dan atom yang menerima elektron akan membentuk ion bermuatan negatif atau anion. Kedua ion ini umumnya memiliki konfigurasi elektron sama dengan konfigurasi elektron atom gas mulia yang terdekat menurut tabel periodik.

1.     Energi Pembentukan Ikatan Ion

Mengapa atom natrium dan atom fluorin membentuk ikatan ion bukan ikatan yang lain?. Untuk memahami hal ini kita perlu mengetahui secara kuantitatif perubahan energi yang terlibat pada pembentukan ikatan, sebab dari perubahan energi dapat diketahui jenis ikatan yang terbentuk Jika atom-atom saling mendekat dan berikatan harus ada penurunan energi total, sebab keadaan atom-atom yang berikatan lebih stabil dari sebelumnya, hingga mencapai tingkat energi terendah.Misalkan pada pembentukan senyawa NaF di atas, prosesnya dapat dianggap berlangsung dalam dua tahap, yaitu:

1) electron ditransfer di antara kedua atom yang terpisah membentuk kation dan anion;

2) kemudian kedua ion tersebut mengadakan gaya tarik membentuk ikatan.

Sejatinya, transfer elektron dan pembentukan ikatan berlangsung secara bersamaan tidak bertahap seperti hipotetis di atas.Tetapi karena energi total yang terlibat sama besar, apakah terjadi dalam dua tahap atau satu tahap secara bersamaan, maka hal itu dibolehkan, sebab energi yang terlibat dalam pembentukan ikatan merupakan fungsi keadaan, hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir.

Setelah ion positif dan ion negatif terbentuk, tahap selanjutnya adalah gaya tarik elektrostatik membentuk ikatan ion. Ketika ion positif dan ion negatif berikatan dilepaskan sejumlah energi untuk memasok kekurangan energi pada pembentukan ion-ion di atas. Energi yang dilepaskan ketika ion-ion berikatan ditentukan melalui hukum Coulomb, dengan asumsi bahwa ion-ion tersebut bulat, dan jarak antara inti untuk semua ikatan yang terdapat dalam kristal NaF adalah sama.

2.     Energi Kisi dari Siklus Born-Haber

Energi kisi (U) didefinisikan sebagai jumlah energi yang dilepaskan ketika satu mol senyawa dibentuk dari ion-ionnya dalam keadaan gas. Oleh karena pembentukan senyawa ion dilakukan pada tekanan tetap, maka energi yang terlibat dapat dinyatakan dengan perubahan entalpi. Dalam hal ini, entalpi merupakan suatu fungsi keadaan, sehingga jenis perubahan energi yang terlibat dalam pembentukan suatu senyawa dapat dihitung dari arah manapun, tidak bergantung pada jalan yang ditempuh dengan syarat jenis energinya diketahui. Hubungan jenis-jenis energi yang terlibat pada pembentukan suatu senyawa dapat ditunjukkan dalam bentuk siklus energi, yang disebut siklus Born-Haber

3.     Kaidah Pembentukan Ion

Perubahan suatu atom menjadi ion bergantung pada berbagai faktor. Menurut Fajans, atom akan mudah membentuk ion apabila:

1) struktur ion yang terbentuk stabil. Bentuk ion paling stabil jika memiliki konfigurasi elektron serupa dengan konfigurasi elektron gas mulia.

2) muatan pada ion yang dibentuk relatif  kecil.

3) ukuran kation relatif besar, sedangkan ukuran anion relatif kecil.

Berdasarkan kaidah Fajans, unsur-unsur yang mudah membentuk kation adalah unsur-unsur golongan IA dan IIA, sedangkan unsur-unsur yang paling mudah membentuk anion adalah unsur-unsur golongan VIIA dan VIA. Di antara unsur itu, yang paling mudah membentuk kation adalah unsur cesium sebab memiliki keelektronegatifan paling kecil.

Beberapa bukti yang mendukung keberadaan ion positif dan ion negatif dalam senyawa ion adalah sebagai berikut.

1)      Berdasarkan hasil analisis sinar-X, peta kerapatan elektron pada senyawa ion memperlihatkan adanya pemisahan daerah-daerah yang bermuatan.

2)      Hasil analisis sinar-X terhadap senyawa KCl memperlihatkan peta kerapatan yang serupa antara kerapatan kalium dan kerapatan klorin.

3)      Lelehan senyawa ion dapat menghantarkan arus listrik. Fakta ini menunjukkan bahwa senyawa ion tersusun dari ion-ion bermuatan listrik.

4)      Jika senyawa ion bereaksi, maka ion-ion yang bereaksi tidak bergantung pada ion pasangannya.

Umumnya, ion positif dan ion negatif bersifat isoelektronik dengan gas mulia. Hal ini menunjukkan ion-ion tersebut memiliki kestabilan yang tinggi. Keadaan ini diperkuat oleh kenyataan bahwa di alam jarang ditemukan unsur-unsur dalam keadaan bebasnya, melainkan berada dalam bentuk molekul atau senyawa.

Ion positif dibentuk dengan cara melepaskan satu, dua, atau tiga elektron sesuai dengan banyaknya elektron valensi atau sesuai dengan nomor golongannya pada sistem periodik. Ion negatif dibentuk dengan cara menerima satu, dua, atau tiga elektron

4.     Ion-ion Unsur Golongan Utama

Unsur-unsur golongan IIIA dan IVA menunjukkan kecenderungan untuk tidak membentuk senyawa ionik dibandingkan unsur-unsur golongan IA atau IIA yang cenderung membentuk senyawa ion. Kecenderungan membentuk ion menjadi lebih besar dari atas ke bawah pada golongan yang sama dalam tabel periodik. Unsur-unsur golongan IIIA sampai VA pada periode yang lebih tinggi, terutama periode enam, ada kecenderungan untuk membentuk senyawa ion dengan muatan positif dua, kurang dari nomor golongannya.

Unsur-unsur golongan VIA dan VIIA memiliki afinitas elektron tinggi sehingga dapat membentuk anion monoatomik melalui penerimaan elektron membentuk konfigurasi elektron gas mulia. Unsur-unsur golongan VIIA dengan kulit valensi ns²np⁵ dapat menerima satu elektron membentuk anion dengan konfigurasi ns²np⁶. Unsur-unsur golongan VIA dengan kulit valensi ns²np⁴ dapat menerima dua elektron membentuk anion dengan konfigurasi ns⁴np⁶.

B.    Ikatan Kovalen

 

1.     Ikatan Kovalen

Menurut Lewis, atom-atom bukan logam dapat membentuk ikatan dengan atom-atom bukan logam dengan cara masing-masing atom memberikan sumbangan elektron valensi untuk digunakan bersama membentuk ikatan kovalen. Ikatan kovalen terjadi akibat kecenderungan atom-atom bukan logam untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia. Senyawa yang terbentuk dinamakan senyawa kovalen.

Jumlah lkatan kovalen yang dapat dibentuk oleh suatu atom disebut kovalensi. Harga kovalensi untuk unsur hidrogen dan halogen adalah 1, untuk oksigen dan belerang adalah 2, untuk nitrogen dan fosfor adalah 3, sedangkan untuk karbon dan silikon adalah 4. Angka-angka tersebut sama dengan jumlah elektron yang diperlukan untuk mencapai konfigurasi elektron yang isoelektronik dengan gas mulia.

Tinjau pembentukan ikatan kovalen antara dua atom H membentuk H₂. Pada awalnya atom-atom Hsaling mendekat satu sama lain, kemudian orbital 1s dari masing-masing atom mulai terpengaruh (overlap) membentuk orbital molekul dan elektron dari masing-masing orbital  atom membentuk pasangan. Dengan kata lain, kedua elektron dipakai Bersama oleh kedua atom H membentuk ikatan kovalen.

a.      Ikatan Kovalen Tunggal

Ikatan kovalen tunggal adalah ikatan yang terbentuk dari penggunaan bersama sepasang elektron (masing-masing atom memberikan saham satu elektron untuk digunakan bersama). Umumnya jumlah ikatan kovalen yang dapat dibentuk oleh atom sama dengan jumlah elektron yang tidak berpasangan menurut lambang Lewisnya.

b.     Ikatan Kovalen Rangkap

Dalam ikatan kovalen, selain ikatan kovalen tunggal seperti diuraikan di atas terdapat juga ikatan kovalen rangkap dua atau rangkap tiga. Ikatan kovalen rangkap dua terjadi pada dua atom yang berikatan kovalen menggunakan bersama dua elektron valensi dalam satu paket ikatan. Contoh: dalam molekul O2 dan C02.Ikatan kovalen rangkap tiga terjadi pada dua atom yang berikatan kovalen menggunakan bersama tiga elektron valensi dalam satu paket ikatan. Contoh dalam molekul N2.

c.      Kerangka Struktur Molekul

Kerangka struktur molekul menunjukkan posisi atom-atom yang saling terikat satu sama lain dalam molekul.Umumnya informasi ini harus ditemukan secara eksperimen. Untuk molekul sederhana, struktur kerangka dapat diperoleh dari aturan berikut ini.

1)     Molekul-molekul atau ion poliatomik umumnya tersusun dari atom pusat dikelilingi oleh atomatom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar dari atom pusat.

2)     Dalam beberapa kasus, atom H mengelilingi atom pusat yang lebih elektronegatif.

3)     Molekul atau ion poliatomik dengan rumus simetris biasanya memiliki rumus struktur yang simetris pula.

4)     Asam-asam okso adalah zat dengan atom O terikat pada atom pusat, satu atau lebih atom H biasanya terikat langsung pada atom O.

d.     Tahap-tahap penulisan Rumus Lewis

Cara menuliskan rumus Lewis dalam senyawa kovalen dapat dibagi ke dalam beberapa tahap yaitu tahap pertama adalah menentukan kerangka struktur dari molekul. Dalam menuliskan kerangka, pertama tentukan atom pusat kemudian atom-atom lain ditempatkan mengelilingi atom pusat. Jika senyawa itu mengandung atom oksigen dan hidrogen, maka atom hidrogen terikat pada atom oksigen.

e.      Ikatan Kovalen Koordinasi

Dalam ikatan kovalen terjadi penggunaan oersama pasangan elektron valensi untuk mencapai konfigurasi elektron serupa gas mulia (oktet atau duplet). Jika pasangan elektron yang dipakai berikatankovalen berasal hanya dari salah satu atom, mungkinkah ini terjadi? Berdasarkan gejala kimia, ternyata ada senyawa kovalen dimana sepasang elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan seperti ini dinamakan ikatan kovalen koordinasi.

f.      Kelemahan Aturan Oktet

Dalam senyawa kovalen, sering dijumpai bahwa tidak semua atom dalam suatu molekul memenuhi aturan oktet seperti dijelaskan di atas. Penyimpangan dari aturan oktet dibagi ke dalam tiga golongan, yaitu:

1. Spesi elektron gasal

Atom yang memiliki elektron valensi gasal dalam senyawanya boleh jadi membentuk elektron tidak berpasangan, dan sekurangkurangnya terdapat satu elektron yang tidak lengkap.

2. Oktet tidak sempurna

Pengecualian lain dari aturan oktet adalah molekul dengan atom yang memiliki elektron valensi kurang dari delapan.

3.Oktet diperluas atau superoktet

Keterbatasan dari aturan oktet berikutnya adalah adanya molekul yang memiliki atom pusat lebih dari delapan elektron valensi.

 

Kesimpulan dan Saran

            Kesimpulan yang didapat adalah bahwa ikatan ion terbentuk akibat adanya transfer (serah-terima) elektron di antara atom-atom yang berikatan. Dalam ikatan ion ada penjelasan tentang energi pembentukan ion, energi kisi-kisi dari siklus Born-Haber, kaidah pembentukan ion, ion-ion unsur golongan utama, dan kation unsur transisi. Kemudian Ikatan kovalen terjadi akibat kecenderungan atom-atom bukan logam untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia. Jumlah lkatan kovalen yang dapat dibentuk oleh suatu atom disebut kovalensi. Lalu dalam ikatan kovalen ada 2 jenis ikatan yaitu ikatan kovalen tunggal dan ikatan kovalen rangkap.

            Saran saya jika kita ingin mempelajari materi ini lebih baik kita mempelajarinya dengan seksama. Karena pada materi ini butuh ketelitian dan fokus untuk memahami. Maka dari itu gunakan lah metode belajar yang menurut kalian nyaman dan mudah dipahami. Dan pastikan lingkungan atau keadaan sekitar tempat kamu belajar nyaman dan tentram, karena dengan lingkungan yang nyaman dapat menunjang dalam pembelajaran materi ini.

 

Daftar Pustaka

Murtoprawiro Muhamad A. 2014. Kuliah Struktur & Ikatan Kimia (1) : Introduction to Structures and Chemical Bonding. ITB. Dalam https://youtu.be/pFxl4N-y6AQ (di tonton 1 Oktober 2021)

Sunarya Yayan. 2016. Kimia Dasar 1. Berdasarkan Prinsip-prinsip Kimia Terkini. Bandung : CV Yrama Widya.