ikatan logam, hidrogen, van der walls

IKATAN LOGAM

Pada ikatan kovalen, elektron-elektron ikatan seolah-olah menjadi milik sepasang atom, sehingga tidak dapat bergerak bebas. Pada logam, elektron-elektron yang menyebabkan terjadinya ikatan di antara atom-atom logam tidak hanya menjadi milik sepasang atom saja, tetapi menjadi milik semua atom logam, sehingga elektron-elektron dapat bergerak bebas. Karena itulah maka logam-logam dapat menghantarkan arus listrik.

IKATAN HIDROGEN

Ikatan ini merupakan gaya tarik menarik antara atom H dengan atom lain yang mempunyai keelektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang sama.
Contoh:
- molekul H2O
- molekul HF

IKATAN VAN DER WALLS

Gas mempunyal sifat bentuk dan volumenya dapat berubah sesuai tempatnya. Jarak antara molekul-molekul gas relatif jauh dan gaya tarik menariknya sangat lemah. Pada penurunan suhu, fasa gas dapat berubah menjadi fasa cair atau padat. Pada keadaan ini jarak antara molekul-molekulnya menjadi lebih dekat dan gaya tarik menariknya relatif lebih kuat. Gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang berdekatan ini disebut gaya Van der walls.
Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar
1. Bagaimana terjadinya ikatan logam ?
2. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kekuatan ikatan logam pada unsur-unsur logam ?

Ikatan Kovalen

Ikatan Kovalen = Homopolar
Ikatan kovalen terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron dari atom-atom yang membentuk ikatan. Pada umumnya ikatan kovalen terjadi antara atom-atom bukan logam yang mempunyai perbedaan elektronegativitas rendah atau nol. Seperti misalnya : H2, CH4, Cl2, N2, C6H6, HCl dan sebagainya.

IKATAN KOVALEN TERBAGI ATAS

1. IKATAN KOVALEN POLAR
Atom-atom pembentuknya mempunyai gaya tarik yang tidak sama terhadap pasangan elektron
persekutuannya. Hal ini terjadi karena beda keelektronegatifan kedua atomnya. Elektron persekutuan akan bergeser ke arah atom yang lebih elektronegatif akibatnya terjadi pemisahan kutub positif dan negatif.
Dalam senyawa HCl ini, Cl mempunyai keelektronegatifan yang lebih besar dari H. sehingga pasangan elektron lebih tertarik ke arah Cl, akibatnya H relatif lebih elektropositif sedangkan Cl relatif menjadi elektronegatif.
Pemisahan muatan ini menjadikan molekul itu bersifat polar dan memiliki “momen dipol” sebesar:
T = n . l
dimana :
T = momen dipol
n = kelebihan muatan pada masing-masing atom
l = jarak antara kedua inti atom

2. IKATAN KOVALEN NON POLAR
Titik muatan negatif elektron persekutuan berhimpit, sehingga pada molekul pembentukuya tidak terjadi momen dipol, dengan perkataan lain bahwa elektron persekutuan mendapat gaya tarik yang sama.
Contoh:
Kedua atom H mempunyai harga keelektronegatifan yang sama.
Karena arah tarikan simetris, maka titik muatan negatif elektron persekutuan berhimpit.
Contoh lain adalah senyawa CO2, O2, Br2 dan lain-lain
Ikatan Kovalen Koordinasi = Semipolar
Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang terjadi apabila pasangan elektron yang dipakai bersama berasal dari salah satu atom yang membentuknya.
Jadi di sini terdapat satu atom pemberi pasangan elektron bebas (elektron sunyi), sedangkan atom lain sebagai
penerimanya.


SYARAT PEMBENTUKANNYA
1. Atom yang satu memiliki pasangan elektron bebas
2. Atom lainnya memiliki orbital kosong
Contoh:
H3O+L    ®- Ion hidronium (H3O+): H2O + H+
– Ion amonium : NH4+
Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar
1. Jelaskan apa yang dimaksud ikatan kovalen !
2. Tuliskan struktur lewis dari HNO3 !
3. Tuliskan struktur lewis pada ikatan kovalen HCl !
4. Jelasakan apa yang dimaksud dengan ikatan kovalen tunggal dan rangkap ! beri contohnya !

Ikatan Kimia

Teori duplet dan oktet dari G.N. Lewis merupakan dasar ikatan kimia.
Lewis mengemukakan bahwa suatu atom berikatan dengan cara menggunakan bersama dua elektron atau lebih untuk mencapai konfigurasi elektron gas mulia (ns2np6)

TEORI INI MENDAPAT BEBERAPA KESULITAN, YAKNI :
1. Pada senyawa BCl3 dan PCl5, atom boron dikelilingi 6 elektron, sedangkan atom fosfor dikelilingi     10 elektron.
2. Menurut teori ini, jumlah ikatan kovalen yang dapat dibentuk suatu unsur tergant~u~g jumlah              elektron tak berpasangan dalam unsur tersebut.

Contoh : : 1s2 2s2 2p2 2px2 2py1 2pz1
Ada 2 elektron tunggal. sehingga oksigen dapat membentuk 2 ikatan (H-O-H; O=O).
akan tetapi:
5B : 1s2 2s2 2px1
Sebenarnya hal ini dapat diterangkan bila kita ingat pada prinsip Hund, dimana cara pengisian elektron dalam orbital suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.     Contoh : 5B : 1s2 2s2 2px1  (hibridisasi) 1s2 2s1 2px1 2py1
     Tampak setelah terjadi hibridisasi untuk berikatan dengan atom B memerlukan tiga buah elektron,            seperti BCl3

3. Menurut teori di atas, unsur gas mulia tidak dapat membentuk ikatan karena di sekelilingnya telah       terdapat 8 elektron. Tetapi saat ini sudah diketahui bahwa Xe dapat membentuk senyawa, misalnya      XeF2 den XeO2.


Teori lain adalah teori ikatan valensi. Dalam teori ini ikatan antar atom terjadi dengan care saling bertindihan dari orbital-orbital atom. Elektron dalam orbital yang tumpang tindih harus mempunyai bilangan kuantum spin yang berlawanan.


BEBERAPA MACAM IKATAN KIMIA YANG TELAH DIKETAHUI, ANTARA LAIN :
Ikatan antar atom 1. Ikatan ion = elektrovalen = heteropolar
 Ikatan kovalen = homopolar
 Ikatan kovalen koordinasi = semipolar
 Ikatan logam
 Ikatan antar molekul 1. Ikatan hidrogen
Ikatan van der walls
Ikatan Ion = Elektrovalen = Heteropolar
Ikatan ion biasanya terjadi antara atom-atom yang mudah melepaskan elektron (logam-logam golongan utama) dengan atom-atom yang mudah menerima elektron (terutama golongan VIA den VIIA). Makin besar perbedaan elektronegativitas antara atom-atom yang membentuk ikatan, maka ikatan yang terbentuk makin bersifat ionik.


PADA UMUMNYA UNSUR-UNSUR YANG MUDAH MEMBENTUK IKATAN ION ADALAH
- IA VIIA atau VIA
- IIA  VIIA atau VIA
- VIIA atau VIA   
- Unsur transisi
Contoh:
Na Na + e-             ®
1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 (konfigurasi Ne)
Atom Cl (VIIA) mudah menerima elektron sehingga elektron yang dilepaskan oleh atom Na akan ditangkap oleh atom Cl.
Cl + e- Cl-                         ®
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (konfigurasi Ar)
Antara ion-ion Na+ dan Cl- terjadi gaya tarik menarik elektrostatik, sehingga membentuk senyawa ion Na+Cl-.


Contoh lain : CaCl2 , MgBr2, BaO , FeS dan sebagainya.

SIFAT-SIFAT SENYAWA IONIK ANTARA LAIN

a. bersifat polar
b. larutannya dalam air menghantarkan arus listrik
c. titik lelehnya tinggi
d. lelehannya menghantarkan arus listrik
e. larut dalam pelarut-pelarut polar




4. Jelaskan pengaruh gaya elektrostatik terhadap kekuatan ikatan ion !

BEBERAPA SIFAT PERIODIK UNSUR

1. Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar.

-  Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang

-  Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah.

-  Jari-jari atom netral lebih besar daripada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya.

Contoh: jari-jari atom Cl jari-jari ion Ba2+

2.    Potensial ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas.
- Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah.
- Dalam satu golongan, dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang.

3.    Affinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan pada saat atom suatu unsur dalam

4.    keadaan gas menerima elektron.
- Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah.
- Dalam satu golongan, dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang.

5.    Keelektronegatifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah

6.    intinya dan digunakan bersama.

Secara Diagramatis Sifat-Sifat Ini Dapat Disajikan Sebagai Berikut:
1. Jari-jari atom
2. Sifat logam
3. Sifat elektropositif
4. Reduktor
5. Sifat basa/oksida basa makin besar/kuat

6. Sifat elektronegatif

7. Oksidator

8. Potensial ionisasi
9. Affinitas elektron
10. Keelektronegatifan

Keterangan: tanda-tanda panah di atas mempunyai arti sebagai berikut
®   : artinya, dalam satu periode dari kiri ke kanan
¬ : artinya, dalam satu periode dari kanan ke kiri
¯ : artinya, dalam satu golongan dari atas ke bawah
 : artinya, dalam satu golongan dari bawah ke atas

pengaruh katalis pada reaksi kesetimbangan kimia

Adakah pengaruh  katalis terhadap reaksi pada kesetimbangan? Tidak ada. katalis tidak bisa mengubah nilai konstanta kesetimbangan Keq, tetapi dapat meningkatkan kecepatan untuk mencapai kesetimbangan. Ini adalah fungsi utama dari katalis.

Seperti pada grafik di atas keberadaan katalis akan menurunkan energi aktivasi yang akan mempercepat laju reaksi. Cepat lambatnya suatu reaksi mencapai kesetimbangan bergantung pada laju reaksinya. Semakin besar laju reaksi, semakin cepat kesetimbangan tercapai. Dengan demikian katalis berperan mempercepat tercapainya kesetimbangan baik pada reaksi maju maupun pada reaksi baliknya. Katalis sama sekali tidak dapat menggeser kesetimbangan. Artinya, katalis tidak mampu memperbanyak atau mengurangi hasil reaksi.

Tugas Terstruktur II

1. Jelaskan bagaimana pengaruh aksi (tindakan) berikut terhadap kesetimbangan?
1. Menaikkan temperatur
2. Menambah salah satu zat pereaksi
3. Mengurangi salah satu produk
4. Memperbesar tekanan dengan memperkecil volume
2. Pada reaksi: 2 H_I(g)   H_2(g) + I_2(g)

Ke manakah reaksi akan bergeser jika tekanan diturunkan, Jelaskan!

1. Pada reaksi:

N_2(g).+ 3H_2(g)   2 NH₃         ΔH = -92 kkal,

Kemanakah reaksi akan bergeser jika suhu diturunkan, jelaskan!

1. Reaksi pembuatan belerang trioksida merupakan reaksi eksoterm :

2SO₂(g) + O₂(g)   2SO₃(g)

Bagaimana cara meningkatkan produksi belerang trioksida?

1. Nitrogen bereaksi dengan hidrogen membentuk amonia menurut reaksi kesetimbangan :

N₂(g) + 3H₂(g)   2NH₃(g)

Berdasarkan pemahaman terhadap azas Le Chatelier, kearah manakah kesetimbangan bergeser jika :

1. ditambah nitrogen
2. amonia dikurangi
3. volume ruangan diperbesar

Resume

Sistem kesetimbangan akan bergeser ketika sistem mendapatkan pengaruh dari luar, baik pengaruh perubahan tekanan / volume, penambahan konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi, maupun pengaruh perubahan temperatur. Pengaruh lingkungan tersebut oleh Henri Le Chatelier  disimpulkan “ Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut“.

pengaruh temperatur dalam kesetimbangan kimia

Amoniak mengalami kesetimbangan pada suhu kamar. (B) Meningkatnya suhu sebagian akan dinormalkan dengan menggunakan beberapa panas untuk meguraikan molekul NH₃ dan membentuk N₂ dan H₂.

Dari Dickerson dan Geis. Kimia. Materi dan Alam Semesta.

Perubahan konsentrasi atau tekanan dapat mengubah kuantitas relatif pereaksi dan produk, tetapi tidak dapat mengubah tetapan kesetimbangan. Sedangkan kenaikan Temperatur dapat mengubah harga tetapan kesetimbangan. Hal ini dikarenakan Kenaikan temperature mempengaruhi kestabilan relatif pereaksi dan produk, di mana pada temperature tinggi zat-zat akan cenderung terurai.

Sesuai dengan azas Le Chatelier,. Jika suatu system berada dalam kesetimbangan, suatu kenaikan temperature akan menyebabkan kesetimbangan itu akan bergeser kearah yang menyerap kalor (endoterm). Sebaliknya jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak yang melepas kalor (eksoterm).

Perhatikanlah contoh berikut.

Ditentukan reaksi kesetimbangan :

1). N₂(g) + 3H₂(g)              ­­ 2NH₃(g)                     H = – 92,2 kJ

2). H₂O(g)                1/2 H₂(g) + O₂(g)                 H = + 242 kJ

Ke arah manakah kesetimbangan bergeser jika temperatur dinaikkan ?

Jawab :

Pada kenaikan temperatur, kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi endoterm :

Pada kesetimbangan (1), reaksi bergeser ke kiri.

Pada kesetimbangan (2), reaksi bergeser ke kanan.

Reaksi Pembentukan NO₂ dari N₂O₄ adalah proses endotermik, seperti terlihat pada persamaan reaksi berikut :

N₂O₄(g)               2NO₂(g)                    H= +58 kJ

Dan reaksi sebaliknya adalah reaksi eksotermik

2NO₂(g)              N₂O₄(g)                 H= – 58 kJ

Jika temperatur dinaikkan, maka pada proses endotermik akan menyerap panas dari lingkungan sehingga membentuk molekul NO₂ dari N₂O₄.

Kesimpulannya, kenaikan temperatur akan menyebabkan reaksi bergeser kearah reaksi endotermik dan sebaliknya penurunan temperatur akan menyebabkan reaksi bergeser kearah reaksi eksotermik.

Pengaruh tekanan dan volume

Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi semua komponen. Sesuai dengan azas Le Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan.

Sebagaimana anda ketahui, tekanan gas bergantung pada jumlah molekul dan tidak bergantung pada jenis gas. Oleh karena itu, untuk mengurangi tekanan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Sebaliknya, jika tekanan dikurangi dengan cara memperbesar volume, maka system akan bereaksi dengan menambah tekanan dengan cara menambah jumlah molekul. Reaksi akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih besar.

Perhatikan ilustrasi berikut!

(A) Pada awal kesetimbangan terdapat  17 molekul (mol) gas : 12 H₂, 4 N₂, dan 1 NH₃.

(B) Ketika gas dikompresi Ke volume yang lebih kecil. Zat-zat akan merapat sehingga tekanannya lebih tinggi.

(C) sesuai azas le chatelir, system akan berusaha mengurangi tekanan. Tekanan akan berkurang jika beberapa molekul H₂ dan N₂ bergabung untuk membentuk  NH₃, sehingga jumlah molekul gas berkurang.

Dari Dickerson dan Geis, Kimia, Matteri, dan Alam Semesta.

Secara singkat Pengaruh tekanan dan volume terhadap kesetimbangan disimpulkan:

Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil), reaksi akan bergeser ke jumlah mol gas (koefisien reaksi) yang lebih kecil.

Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar), reaksi akan bergeser kea rah jumlah mol gas (koefisien reaksi) yang lebih besar.

Contoh :

Ditentukan kesetimbangan :

1)    N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

2) 2HI(g)  H₂(g) + I₂(g)

Ke arah manakah kesetimbangan bergeser jika tekanan diperbesar ?

Jawab :

1)    N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

Kesetimbangan akan bergeser ke kanan, karena jumlah koefisien di

ruas kanan (= 2) lebih kecil daripada di ruas kiri (= 4).

2) 2HI(g)  H₂(g) + I₂(g)

Kesetimbangan tidak bergeser karena jumlah koefisien gas pada kedua ruas

sama (= 4).