Belajar kimia pada dasarnya memberikan kita pengetahuan terkait komposisi, struktur dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta transformasi dan interaksi dari padanya untuk membentuk materi yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Ada banyak hal di sekitar kita yang dapat dijelaskan menggunakan ilmu kimia. Misalnya garam dapur, plastik, keramik, atau urea, apa yang Anda pikirkan dan bagaimana kimia menjelaskannya?
Contoh-contoh di atas merupakan bahan yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, namun apa kaitannya dengan kimia? Pernahkah Anda perhatikan garam dapur tersusun dari atom apa saja? Bagaimana dengan plastik, keramik, dan urea?
Seperti yang Anda ketahui, atom atau unsur merupakan suatu penyusun atau bagian terkecil dari suatu materi yang ada di dunia ini. Atom-atom tersebut membentuk senyawa dan molekul.
Ya, garam dapur adalah NaCl yang tersusun atas Na dan Cl, sementara plastik tersusun atas atom C dan atom H, keramik tersusun oleh partikel-partikel silikon dioksida, demikian urea yang tersusun atas atom karbon, oksigen, nitrogen, dan hidrogen. Lantas bagaimana akhirnya atom-atom tersebut bergabung dan membentuk keramik, garam dapur, plastik, ataupun urea?
Para Profesor Kimia dan Fisika pada tahun 1900-an melakukan penelitian terkait bagaimana cara atom-atom tersebut bergabung dan membentuk senyawa dan molekul. Yang diperoleh adalah atom-atom tersebut membentuk senyawa dengan mekanisme suatu ikatan kimia.
Materi ikatan kimia akan menjawab semua pertanyaan Anda. Ikatan kimia menjelaskan bagaimana keterikatan atom-atom satu sama lainnya yang tersusun secara teratur dan beraturan sehingga menghasilkan materi yang bermanfaat untuk kehidupan manusia.
Materi ikatan kimia kelas 10 akan membantu Anda memahaminya. Yuk simak penjelasan selengkapnya berikut ini!
Apa yang Dimaksud dengan Ikatan Kimia?
apa itu ikatan kimia? Pengertian ikatan kimia adalah gaya yang mengikat dua atom atau lebih untuk membentuk suatu senyawa atau molekul kimia. Ikatan kimia ini terjadi karena atom-atom ingin mencapai konfigurasi elektron yang stabil. Nah, pada dasarnya, ikatan kimia adalah "jembatan penghubung" yang membuat atom tetap bersama dalam suatu senyawa.
Semakin kuat ikatan kimia yang terjadi, maka semakin stabil senyawa yang dihasilkan. Misalnya, senyawa NaCl (garam) terbentuk dari ikatan kimia yang kuat, sehingga garam tersebut memiliki titik leleh yang tinggi. Sebaliknya, jika ikatan kimia yang terjadi lemah, senyawa yang dihasilkan akan lebih mudah terurai dan tidak stabil. Hal ini bisa membuat senyawa tersebut mudah bereaksi dengan senyawa lain untuk mencapai keadaan yang lebih stabil.
Teori Lewis dan Kossel
Ada dua ilmuwan yang menggagas mengenai bagaimana ikatan kimia ini terbentuk yaitu Walther Kossel dan Gilbert N. Lewis. Keduanya mengajukan teori yang menjelaskan proses terbentuknya ikatan kimia.
Teori Lewis
Teori ini dinamakan Teori Lewis karena penggagasnya, Gilbert N. Lewis, seorang profesor fisika dan kimia dari Amerika Serikat. Pada tahun 1916, Lewis menulis artikel berjudul The Atom and the Molecules yang memperkenalkan konsep dasar ikatan kimia. Menurut Lewis, atom-atom berikatan dengan cara berbagi pasangan elektron agar mereka bisa mencapai stabilitas elektron yang mirip dengan gas mulia.
Contohnya, dalam molekul H₂ (hidrogen), dua atom hidrogen berbagi satu pasangan elektron untuk mencapai konfigurasi stabil seperti gas mulia Helium. Lewis juga memperkenalkan struktur titik Lewis, yang menggambarkan bagaimana elektron valensi disusun di sekitar atom dan bagaimana ikatan terbentuk antara atom-atom tersebut.
Intinya, Teori Lewis lebih fokus pada ikatan atom yang terjadi akibat pembagian elektron, dan ini sangat penting untuk memahami bagaimana molekul-molekul terbentuk.
Teori Kossel
Teori Kossel dicetuskan oleh ilmuwan asal Jerman, Walther Kossel, yang pada tahun yang sama dengan Lewis juga mengemukakan pandangannya tentang pembentukan ikatan kimia. Berbeda dengan Lewis, yang lebih fokus pada pembagian elektron, Teori Kossel menjelaskan ikatan kimia melalui transfer elektron antar atom, khususnya pada ikatan ionik.
Menurut Kossel, atom akan cenderung untuk melepaskan atau menerima elektron hingga mencapai konfigurasi gas mulia yang stabil. Teori ini sangat relevan untuk menjelaskan ikatan ionik, di mana atom logam yang cenderung melepaskan elektron (membentuk kation) berikatan dengan atom nonlogam yang menerima elektron (membentuk anion). Gaya tarik elektrostatik antara kation dan anion inilah yang membentuk ikatan kimia yang kuat.
Dengan Teori Kossel, kita bisa memahami kenapa senyawa ionik seperti NaCl (garam) memiliki sifat-sifat tertentu, seperti titik leleh yang tinggi dan konduktivitas listrik yang baik saat dilarutkan dalam air.
Tujuan Terbentuknya Ikatan Kimia
Setelah memahami berbagai jenis ikatan ion dan kovalen, mungkin muncul pertanyaan: sebenarnya apa itu ikatan kovalen dan mengapa ikatan kimia perlu terbentuk?
Jawabannya sederhana—senyawa ikatan adalah dasar dari hampir seluruh materi di alam. Ikatan kimia memungkinkan atom-atom bergabung membentuk zat baru dengan sifat yang berbeda dari unsur penyusunnya. Salah satu jenis ikatan yang paling sering dijumpai adalah ikatan kovalen.
Secara umum, ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk karena dua atom saling berbagi pasangan elektron. Proses berbagi ini terjadi agar atom mencapai kestabilan sesuai kaidah oktet atau duplet. Inilah alasan mengapa pemahaman tentang elektron valensi adalah hal yang sangat penting dalam kimia.
Proses ini berperan besar, baik di alam maupun dalam rekayasa manusia. Ikatan kimia memungkinkan berbagai unsur dengan sifat berbeda untuk menyatu tanpa kehilangan kestabilannya, sehingga dapat dimanfaatkan dalam beragam situasi.
Ikatan kimia, baik kovalen, ionik, maupun logam, berperan besar dalam kehidupan dan teknologi. Mulai dari dunia farmasi hingga material bangunan, hampir semua sektor industri bergantung pada ikatan kimia. Berkat ikatan antarmolekul ini, para ilmuwan mampu mengembangkan berbagai bahan dengan sifat kimia khusus yang dapat digunakan untuk kebutuhan yang sangat luas seperti senyawa kovalen dan senyawa ion.
Klik disini untuk mempelajari lebih jauh tentang senyawa ion dan kovalen!
Jenis-Jenis Ikatan Kimia
Setelah mengetahui tentang definisi ikatan kimia, mari kita lanjutkan untuk membahas jenis-jenis ikatan kimia. Ada beberapa jenis ikatan kimia yang perlu anda ketahui, yaitu ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan logam. Yuk, kita pelajari lebih lanjut!
1. Ikatan Ionik
Ikatan ionik terbentuk ketika atom-atom dengan perbedaan elektronegativitas yang besar saling mentransfer elektron. Biasanya, ikatan ini terjadi antara atom logam dan nonlogam. Atom logam, yang cenderung melepaskan elektron, menjadi kation (bermuatan positif), sedangkan atom nonlogam menerima elektron dan menjadi anion (bermuatan negatif).
Contoh: Pada NaCl (garam), atom natrium (Na) melepaskan satu elektron dan menjadi Na⁺, sementara atom klorin (Cl) menerima elektron tersebut dan menjadi Cl⁻. Ion-ion ini saling tarik-menarik karena muatan yang berlawanan, membentuk ikatan kimia yang kuat.
2. Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen terjadi ketika dua atom berbagi pasangan elektron untuk mencapai konfigurasi yang stabil. Ikatan kovalen adalah jenis ikatan kimia yang umumnya terbentuk antara atom-atom dengan nilai elektronegativitas yang relatif sama, misalnya antara dua atom hidrogen.
Sebagai contoh, pada molekul H₂, kedua atom hidrogen saling berbagi satu pasangan elektron sehingga terbentuk ikatan kovalen tunggal. Ikatan kimia dan bentuk molekul seperti ini berperan penting dalam pembentukan molekul sederhana serta menjadi dasar berbagai reaksi dalam kimia organik dan pembentukan senyawa kovalen.
Selain itu, terdapat bentuk khusus dari ikatan kovalen yang dikenal sebagai kovalen koordinasi. Kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen di mana pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari satu atom saja, sementara atom lainnya bertindak sebagai penerima pasangan elektron tersebut. Walaupun sumber elektronnya tidak seimbang, kovalen koordinasi tetap termasuk dalam kelompok ikatan kovalen.
Secara umum, ikatan kovalen dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, antara lain:
- Ikatan kovalen polar
Terjadi ketika pembagian pasangan elektron tidak merata. Contohnya terdapat pada molekul H₂O, di mana elektron lebih tertarik ke atom oksigen karena perbedaan elektronegativitas. - Ikatan kovalen nonpolar
Terjadi ketika pasangan elektron dibagi secara merata, seperti pada molekul N₂ (nitrogen). - Ikatan kovalen koordinasi
Terjadi ketika satu atom menyumbangkan seluruh pasangan elektron untuk membentuk ikatan, seperti yang sering dijumpai pada senyawa tertentu dan dapat dijelaskan melalui struktur Lewis.
3. Ikatan Logam
Ikatan logam terbentuk di antara atom-atom logam, di mana elektron valensi bergerak bebas di seluruh struktur logam. Elektron-elektron ini membentuk "lautan elektron" yang memungkinkan logam untuk menghantarkan listrik dan panas dengan baik.
Contoh: Pada Mg (magnesium) dan logam lainnya, atom-atom logam kehilangan elektron valensinya, menciptakan ion-ion positif yang dikelilingi oleh elektron-elektron bebas. Inilah yang memberi logam sifat-sifat khas seperti daya hantar listrik yang tinggi dan kemampuan untuk ditempa.
Sifat-Sifat Ikatan Kimia
Untuk memahami bagaimana ikatan ion dan kovalen bekerja, kita perlu mengenal sifat-sifat dasar ikatan kimia. Setiap ikatan memiliki karakteristik tertentu yang memengaruhi kekuatan, kestabilan, dan perilaku suatu zat.
- Panjang ikatan
Jarak antara dua atom yang berikatan. Pada ikatan kovalen tunggal, panjang ikatan biasanya lebih besar dibandingkan ikatan kovalen rangkap 2 atau ikatan kovalen rangkap 3. - Kekuatan ikatan
Semakin banyak pasangan elektron yang digunakan bersama, semakin kuat ikatan tersebut. Oleh karena itu, ikatan kovalen rangkap 3 lebih kuat dibandingkan ikatan rangkap dua dan tunggal. - Polaritas ikatan
Menggambarkan penyebaran elektron yang tidak merata dalam suatu ikatan, sehingga memengaruhi interaksi molekul dengan partikel lain. Dipengaruhi oleh perbedaan keelektronegatifan antar atom, misalnya pada elektron valensi O dan elektron valensi C dalam senyawa air. - Jenis ikatan kimia
Ikatan kimia dibedakan menjadi tiga jenis utama:- Ikatan ionik
- Ikatan kovalen
- Ikatan logam
- Manfaat memahami ikatan kimia
Pengetahuan ini membantu dalam menganalisis struktur, sifat, dan reaksi senyawa kimia secara lebih tepat.
Contoh Ikatan Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sangat sering menjumpai contoh ikatan kovalen maupun contoh ikatan ion. Tanpa disadari, ikatan kimia hadir di hampir setiap aspek kehidupan, mulai dari proses biologis hingga benda-benda yang kita gunakan setiap hari di rumah maupun di tempat kerja.
Air (H₂O) merupakan contoh senyawa kovalen yang sangat penting bagi kehidupan. Ikatan antara atom hidrogen dan oksigen terjadi karena berbagi elektron, sehingga termasuk ikatan kovalen. Struktur molekul air dapat dijelaskan melalui struktur Lewis H₂O.
Sebagai contoh, ikatan kimia berperan penting dalam pembentukan struktur DNA serta cara sel-sel dalam makhluk hidup saling berinteraksi dan berfungsi.
Plastik, gula, dan gas oksigen (O₂) juga termasuk senyawa kovalen. Sementara itu, garam dapur (NaCl) merupakan contoh ikatan ion karena terjadi serah terima elektron. Selain itu, logam seperti besi dan tembaga merupakan contoh ikatan logam, di mana elektron dapat bergerak bebas di antara atom-atom logam. Dari contoh-contoh tersebut, terlihat jelas bahwa ikatan kimia memiliki peran besar dalam kehidupan kita. Dengan memahami cara kerja berbagai jenis ikatan kimia, kita dapat lebih menyadari dan menghargai bagaimana dunia di sekitar kita terbentuk.
Cara Menggambar Struktur Lewis
Untuk memahami teori Lewis, kita perlu mempelajari cara menggambar struktur Lewis atau rumus Lewis dengan benar. Struktur Lewis menunjukkan susunan elektron valensi dalam suatu molekul menggunakan lambang Lewis.
1. Menentukan jumlah elektron valensi dan kebutuhan kestabilan
Sebagai contoh, kita akan menggambar struktur Lewis molekul CH₄. Langkah pertama adalah menghitung jumlah elektron valensi dari masing-masing atom penyusunnya, yaitu karbon (C) dan hidrogen (H). Elektron valensi adalah elektron yang berada pada kulit terluar atom.
Atom karbon memiliki 4 elektron valensi. Agar stabil sesuai kaidah oktet, atom C membutuhkan total 8 elektron, sehingga harus berbagi 4 elektron dengan atom lain. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, atom C akan berpasangan dengan empat atom hidrogen.
Sementara itu, setiap atom hidrogen memiliki 1 elektron valensi. Agar stabil sesuai kaidah duplet, atom H memerlukan 1 elektron tambahan, sehingga masing-masing atom H akan berbagi satu elektron dengan atom C.
Contoh:
- Elektron valensi C = 4
- Elektron valensi O = 6
- Elektron valensi Cl = 7
Penentuan elektron valensi sangat berkaitan dengan nomor atom nitrogen, karbon, dan unsur lainnya.
2. Menentukan atom pusat
Atom pusat biasanya memiliki nomor atom n paling kecil atau jumlah paling sedikit dalam molekul. Contohnya pada struktur Lewis CH₄, atom C menjadi atom pusat.
Dengan demikian, atom karbon menjadi atom pusat. Gambarkan satu atom C di bagian tengah, kemudian letakkan empat atom H di sekelilingnya.
3. Memasangkan elektron dan mengecek kestabilan
Langkah selanjutnya adalah memasangkan elektron antara atom pusat dan atom-atom di sekitarnya. Setiap atom H akan berbagi satu elektron dengan atom C, sehingga terbentuk empat pasang elektron ikatan.
Pasangkan elektron hingga memenuhi kaidah kestabilan. Perhatikan keberadaan:
- Pasangan elektron ikatan
- Pasangan elektron bebas
Hasil akhirnya berupa gambar struktur Lewis yang menunjukkan ikatan dan pasangan elektron secara jelas.
Setelah itu, periksa kembali apakah setiap atom telah memenuhi kaidah kestabilan. Atom C dikatakan stabil jika memiliki delapan elektron (oktet), sedangkan atom H stabil jika memiliki dua elektron (duplet). Karena atom karbon telah memenuhi kaidah oktet dan keempat atom hidrogen telah memenuhi kaidah duplet, maka struktur Lewis CH₄ yang digambar sudah benar. Selesai!
Contoh Struktur Lewis
- Struktur Lewis ch4 → ikatan kovalen tunggal
- Struktur Lewis h2o → kovalen dengan pasangan elektron bebas
- Struktur Lewis nh3 → terdapat satu pasangan elektron bebas pada nitrogen
Ketiga contoh tersebut merupakan contoh senyawa kovalen yang sering dijumpai.
Contoh Soal Ikatan Kimia (Versi Lain)
Contoh Soal 1
Perhatikan molekul di bawah ini.
Di antara molekul berikut, yang memiliki ikatan kovalen rangkap tiga adalah …
Jawaban:
Atom nitrogen (N) memiliki konfigurasi elektron 2,5, sehingga mempunyai 5 elektron valensi dan membutuhkan 3 elektron tambahan agar mencapai kestabilan (oktet). Oleh karena itu, dua atom nitrogen akan saling berbagi tiga pasang elektron.
Ikatan tersebut membentuk ikatan kovalen rangkap tiga, dengan struktur Lewis sebagai berikut:
.. ..
N (≡) N
˙ ˙ ˙ ˙
Contoh Soal 2
Atom unsur ₁₁X dan ₁₇Y akan membentuk suatu senyawa. Tentukan jenis ikatan dan rumus senyawanya.
Jawaban:
Konfigurasi elektron masing-masing atom adalah:
₁₁X = 2 . 8 . 1
Atom X cenderung melepaskan 1 elektron terluarnya sehingga membentuk ion X⁺
₁₇Y = 2 . 8 . 7
Atom Y cenderung menerima 1 elektron sehingga membentuk ion Y⁻
Ion X⁺ merupakan kation logam, sedangkan ion Y⁻ merupakan anion nonlogam. Karena terjadi serah terima elektron, maka terbentuk ikatan ionik.
Dengan aturan pertukaran muatan, rumus senyawa yang terbentuk adalah XY.
Contoh Soal 3
Atom unsur ₁₆S akan mencapai kestabilan dengan kecenderungan …
Jawaban:
Konfigurasi elektron atom sulfur adalah:
₁₆S = 2 . 8 . 6
Agar mencapai kestabilan sesuai kaidah oktet, atom sulfur akan menerima 2 elektron sehingga membentuk ion S²⁻.
Ion S²⁻ memiliki konfigurasi elektron 2 . 8 . 8 yang sudah stabil.
Contoh Soal 4
Perhatikan molekul H₂O. Tentukan jenis ikatan yang terbentuk dan jelaskan alasannya.
Jawaban:
Atom hidrogen (H) memiliki 1 elektron valensi, sedangkan atom oksigen (O) memiliki 6 elektron valensi. Untuk mencapai kestabilan, atom O berbagi pasangan elektron dengan dua atom H. Ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen, karena elektron digunakan bersama antar atom nonlogam.
Kenali juga apa yang dimaksud dengan rangkaian sel volta.
Kesimpulan
Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa ikatan kovalen, struktur Lewis, dan konsep elektron valensi adalah dasar penting dalam memahami kimia. Dengan memahami rumus Lewis, gambar struktur Lewis, serta berbagai contoh ikatan kovalen, kita dapat lebih mudah menganalisis senyawa kovalen dan senyawa lainnya dalam kehidupan sehari-hari.
Sekarang anda sudah tahu kan, apa itu ikatan kimia, bagaimana ikatan kimia dan bentuk molekul saling terhubung, serta berbagai jenis ikatan kimia yang ada? Mulai dari ikatan ionik, ikatan kovalen, hingga ikatan logam, semuanya memiliki karakteristik tersendiri dalam membentuk senyawa yang stabil.
Namun, jika anda merasa kesulitan memahami materi ikatan kimia kelas 11, jangan khawatir! anda bisa mencari les privat kimia di Superprof, tempat terbaik untuk menemukan guru kimia yang bisa membantu anda memahami materi dengan cara yang lebih mudah dan menyenangkan. Kami dapat membantu Anda agar lebih memahami segala hal tentang kimia mulai dari konsep eter hingga konsep molaritas dan molalitas. Jadi, jangan ragu untuk mencari tutor privat kimia di Superprof.
Temukan tutor privat kimia yang cocok untuk Anda di Superprof sekarang juga, dan mulailah langkah pertama menuju kesuksesan akademis di pelajaran kimia!
Ringkaskan dengan AI
Apa Anda menyukai artikel ini? Berikan penilaian Anda
Loading...
