IKATAN dan UNSUR KIMIA
PENGERTIAN IKATAN KIMIA
Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah".
Teori tentang ikatan kimia lahir dari gagasan Profesor Fisika dan Kimia dari Amerika Serikat yaitu Gilbert. N. Lewis. Dalam artikelnya di tahun 1916 tentang “The atom and the molecules”, Lewis meneliti tentang kesulitan golongan gas mulia (VIIIA) membentuk suatu ikatan kimia. Diduga bila gas mulia bersenyawa dengan unsur lain, tentunya ada suatu keunikan dalam konfigurasi elektronnya yang dapat mencegah persenyawaan dengan unsur-unsur lain.
Apabila dugaan tersebut benar, maka suatu atom yang bergabung dengan atom lain membentuk suatu senyawa yang mungkin mengalami perubahan dalam konfigurasi elektronnya sehingga mengakibatkan atom-atom tersebut lebih menyerupai gas mulia. Berdasarkan gagasan itu, lahirlah suatu teori yang disebut Teori Lewis, yaitu:
a. Elektron-elektron yang berada pada kulit terluar (dikenal sebagai elektron valensi) memegang peranan utama dalam pembentukan ikatan kimia.
b. Pembentukan ikatan kimia mungkin terjadi dengan 2 cara:
Apabila dugaan tersebut benar, maka suatu atom yang bergabung dengan atom lain membentuk suatu senyawa yang mungkin mengalami perubahan dalam konfigurasi elektronnya sehingga mengakibatkan atom-atom tersebut lebih menyerupai gas mulia. Berdasarkan gagasan itu, lahirlah suatu teori yang disebut Teori Lewis, yaitu:
a. Elektron-elektron yang berada pada kulit terluar (dikenal sebagai elektron valensi) memegang peranan utama dalam pembentukan ikatan kimia.
b. Pembentukan ikatan kimia mungkin terjadi dengan 2 cara:
- Karena adanya perpindahan satu atau lebih elektron dari satu atom ke atom lain sedemikian rupa sehingga terdapat ion positif dan ion negatif dan keduanya saling tarik-menarik karena muatannya yang saling berlawanan akan membentuk ikatan ion.
- Karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron di antara atom-atom yang berikatan. Jenis ikatan yang terbentuk disebut ikatan kovalen.
c. Perpindahan elektron atau pemakaian bersama pasangan elektron berlangsung sedemikian rupa sehingga setiap atom yang berikatan mempunyai suatu konfigurasi elektron yang stabil yaitu konfigurasi dengan 8 elektron valensi.
JENIS-JENIS IKATAN KIMIA
- Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi berdasarkan serah terima atau perpindahan elektronnya, ikatan ini terjadi antara ion positif dan ion negatif dan juga antara unsur logam dan non logam, serta antara unsur golongan IA dan IIA (+), golongan VIA dan VIIA(-). Contoh senyawa ion antara lain: NaCl, MgCl2, CaCl2, KOH, KCl, dan lainnya.
- Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi berdasarkan pemakaian pasangan elektron bersama, ikatan ini terjadi antara unsur non-logam dan non-logam. Ikatan kovalen memiliki 3 jenis yaitu ikatan kovalen biasa, ikatan kovalen rangkap, dan ikatan kovalen koordinat. Contoh ikatan kovalen antara lain: H20, HF, HCl, CO2, NH3, Cl2, I2, Br2, O2, dan lainnya.
- Ikatan logam adalah ikatan yang terjadi antar atom-atom unsur logam. Ikatan ini terjadi antara elektron valensi logam yang membentuk elektron valensi. Ikatan logam dapat menjadikan suatu logam yang keras namun lentur, tidak mudah patah meski ditempa, titik leleh dan titik didih yang tinggi, dan nilai konduktor listrik dan panas yang baik.
JENIS-JENIS IKATAN KOVALEN
1. Ikatan Kovalen Biasa
Ikatan Kovalen biasa adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya adalah satu pasang.
2. Ikatan Kovalen Rangkap
Ikatan Kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya lebih dari satu pasang.
3. Ikatan Kovalen Koordinat
Ikatan kovalen koordinat adalah ikatan kovalen yang pemakaian elektron bersamanya hanya berasal dari satu atom.
Perbedaan Ikatan Ion dan Kovalen
Selain perbedaan dari jenis-jenis ikatannya, ikatan ion dan kovalen juga memiliki perbedaan atas sifat fisika dan kimia. Perbedaan tersebut ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Suatu ikatan kovalen dapat dibedakan juga berdasarkan kepolaran ikatanatom-atom di dalam molekulnya yaitu ikatan kovalen polardan ikatan kovalen nonpolar. Kepolaran senyawaadalah tingkah laku suatu zat yang menyerupai medan magnet, yaitu terdapat kutub sementara yang disebut momen dipol.
Perbedaan kepolaran (polar dan nonpolar) didasarkan atas suatu nilai keelektronegatifan. Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk bermuatan negatif atau untuk untuk menangkap elektron dari atom lain. Nilai-nilai keelektronegatifan suatu benda ditunjukkan menggunakan skala pauling. Harga skala pauling berkisar antara 0,7-4,0. Nilai skala pauling pada suatu atom ditunjukkan pada gambar di bawah.
Berdasarkan keelektronegatifannya, ikatan kovalen polar adalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang berbeda di mana nilai keelektronegatifan pasti juga berbeda sehingga menghasilkan dipol, contoh: HCl, HBr, HI, H2O. Sedangkan ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang sama di mana nilai keelektronegatifannya pasti sama. Contoh: H2, Cl2, O2, N2,
Harga keelektronegatifan untuk unsur logam nilainya kecil sedangkan unsur nonlogam adalah besar. Berdasarkan harga keelektronegatifan kedua atom yang berikatan dapat ditentukan jenis ikatannya. Jika nilai selisih kedua atom yang berikatan:
Suatu ikatan kovalen dapat dibedakan juga berdasarkan kepolaran ikatanatom-atom di dalam molekulnya yaitu ikatan kovalen polardan ikatan kovalen nonpolar. Kepolaran senyawaadalah tingkah laku suatu zat yang menyerupai medan magnet, yaitu terdapat kutub sementara yang disebut momen dipol.
Perbedaan kepolaran (polar dan nonpolar) didasarkan atas suatu nilai keelektronegatifan. Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk bermuatan negatif atau untuk untuk menangkap elektron dari atom lain. Nilai-nilai keelektronegatifan suatu benda ditunjukkan menggunakan skala pauling. Harga skala pauling berkisar antara 0,7-4,0. Nilai skala pauling pada suatu atom ditunjukkan pada gambar di bawah.
Berdasarkan keelektronegatifannya, ikatan kovalen polar adalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang berbeda di mana nilai keelektronegatifan pasti juga berbeda sehingga menghasilkan dipol, contoh: HCl, HBr, HI, H2O. Sedangkan ikatan kovalen nonpolar adalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang sama di mana nilai keelektronegatifannya pasti sama. Contoh: H2, Cl2, O2, N2,
Harga keelektronegatifan untuk unsur logam nilainya kecil sedangkan unsur nonlogam adalah besar. Berdasarkan harga keelektronegatifan kedua atom yang berikatan dapat ditentukan jenis ikatannya. Jika nilai selisih kedua atom yang berikatan:
- Lebih kecil dari 0,5 termasuk ikatan kovalen nonpolar.
- Lebih besar dari 2 termasuk ikatan ion.
- Antara 0,5-2 termasuk ikatan kovalen polar.
PENGERTIAN UNSUR KIMIA
Unsur kimia adalah suatu spesies atom yang memiliki jumlah proton yang sama dalam inti atomnya (yaitu, nomor atom, atau Z, yang sama). Sebanyak 118 unsur telah diidentifikasi, yang 94 di antaranya terjadi secara alami di bumi. Sedangkan 24 sisanya, merupakan unsur sintetis. Terdapat 80 unsur yang memiliki sekurang-kurangnya satu isotop stabil dan 38 unsur yang merupakan radionuklida yang, seiring berjalannya waktu, meluruh menjadi unsur lain.
NOMOR ATOM
Nomor atom suatu unsur sama dengan jumlah proton dalam masing-masing atom, dan mendefinisikan unsur kimia. Sebagai contoh, seluruh atom karbon mengandung 6 proton dalam inti atomnya; sehingga nomor atom karbon adalah 6. Atom karbon dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda; atom dari unsur yang sama tetapi memiliki jumlah netron yang berbeda dikenal sebagai isotop.
Jumlah proton dalam inti atom juga menentukan muatan listrik, yang pada gilirannya menentukan jumlah elektron atom tersebut dalam kondisi tak terionisasi. Elektron menempati orbital atom yang menentukan beragam sifat kimia atom. Jumlah neutron dalam inti atom biasanya berpengaruh sangat kecil pada sifat unsur kimia (kecuali dalam kasus hidrogen dan deuterium). Oleh karena itu, seluruh isotop karbon memiliki sifat kimia yang hampir identik karena kesemuanya memiliki enam proton dan enam elektron, meskipun atom karbon dapat mempunyai, misalnya, 6 atau 8 neutron. Inilah dasar pemikiran penentuan karakteristik unsur kimia menggunakan nomor atom, dan bukannya nomor massa atau massa atom.
Lambang nomor atom adalah Z
ISOTOP
Isotop adalah atom-atom unsur yang sama (yaitu, dengan jumlah proton yang sama dalam inti atomnya), tetapi memiliki jumlah neutron yang berbeda.
MASSA ISOTOP DAN MASSA ATOM
Nomor massa unsur, A, adalah jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam inti atom. Isotop yang berbeda dari unsur tertentu dibedakan berdasarkan nomor massanya, yang secara konvensional ditulis sebagai superskrip di sebelah kiri lambang atom (misalnya 238U). Nomor massa selalu bilangan bulat dan memiliki satuan "nukleon". Sebagai contoh, magnesium-24 (24 adalah nomor massa) adalah sebuah atom dengan 24 nukleon (12 proton dan 12 neutron).
Sementara nomor massa hanya berupa pencacahan jumlah neutron dan proton, sehingga menghasilkan bilangan bulat, nomor massa suatu atom berupa bilangan riil yang menyatakan massa isotop (atau "nuklida") unsur tertentu, dinyatakan dalam satuan massa atom (lambang: u). Secara umum, nomor massa nuklida tertentu memiliki nilai yang sedikit berbeda dari massa atomnya, karena
- massa masing-masing proton dan neutron tidak tepat 1 u;
- elektron hanya sedikit kontribusinya terhadap massa atom ketika jumlah neutron melebihi jumlah proton, dan (akhirnya)
- energi ikatan nuklir.
Sebagai contoh, massa atom klorin-35 hingga lima angka bermakna adalah 34,969 u dan klorin-37 adalah 36,966 u. Namun, massa atom dalam u untuk masing-masing isotop sangat mendekati nomor massa sederhananya (selalu dalam rentang 1%). Satu-satunya isotop yang memiliki massa atom tepat bilangan asli adalah 12C yang secara definitif memiliki massa tepa 12, karena u didefinisikan sebagai 1⁄12 dari massa atom karbon-12 alami bebas dalam keadaan dasar.
Berat atom standar (umum disebut sebagai "berat atom") suatu unsur adalah rata-rata massa atom seluruh isotop unsur kimia yang ditemukan di lingkungan tertentu, tertimbang sesuai kelimpahan isotopnya, relatif terhadap satuan massa atom. Angka ini dapat berupa fraksi yang tidak mendekati bilangan bulat. Misalnya, massa atom relatif klorin adalah 35,453 u, yang sangat jauh berbeda dari bilangan bulat karena merupakan rata-rata dari 76% klorin-35 dan 24% klorin-37. Ketika nilai massa atom relatif berbeda lebih dari 1% dari bilangan bulat, akibat dirata-ratakan, hal itu menunjukkan bahwa keberadaannya di alam diwakili oleh lebih dari satu isotop dalam jumlah yang banyak.
KEMURNIAN KIMIA dan KEMURNIAN ISOTOPIS
Kimiawan dan ilmuwan nuklir memiliki definisi yang berbeda terkait unsur murni. Dalam kimia, unsur murni berarti suatu zat yang seluruh (atau hampir seluruh) atomnya memiliki nomor atom atau jumlah proton, yang sama. Sementara ilmuwan nuklir mendefinisikan unsur murni sebagai sesuatu yang mengandung hanya satu isotop stabil.
Sebagai contoh, kawat tembaga secara kimia berkemurnian 99,99% jika 99,99% nya adalah atom tembaga, dengan masing-masing 29 proton. Namun ia tidak murni secara isotop karena tembaga biasa mengandung dua isotop stabil, 69% 63Cu dan 31% 65Cu, dengan jumlah proton yang berbeda. Namun, batangan emas murni dinyatakan murni secara kimia maupun isotop karena emas biasa hanya mengandung satu isotop, 197Au.
ALOTROP
Atom unsur berkemurnian kimia dapat berikatan kimia satu dengan lainnya melalui lebih dari satu cara, memungkinkan unsur murni terdapat dalam banyak struktur kimia (penataan ulang spasial atom), yang dikenal sebagai alotrop, yang memiliki sifat berbeda. Sebagai contoh, karbon dapat dijumpai sebagai intan, yang memiliki struktur tetrahedral di sekeliling masing-masing atom karbon; grafit, yang memiliki lapisan atom karbon dengan struktur heksagonal yang ditumpuk; grafena, yang merupakan lapisan tunggal grafit yang sangat kuat; fulerena, yang memiliki bentuk hampir bulat, dan tabung nano karbon, yang berbentuk tabung dengan struktur heksagonal (bahkan inipun berbeda satu dengan lainnya dalam hal sifat listrik). Kemampuan suatu unsur untuk berada dalam lebih dari satu bentuk struktur dikenal sebagai 'alotropi'.
TABEL PERIODIK
Sifat unsur kimia seringkali dirangkum menggunakan tabel periodik, yang mengatur secara elegan unsur-unsur berdasarkan kenaikan nomor atom menjadi baris ("periode") yang mendasari perulangan sifat kimia dan fisik kolom ("golongan") secara periodik. Tabel standar saat ini berisi 118 unsur yang telah dikonfirmasi per 10 April 2010.
NOMOR ATOM
Nomor atom atau nomor proton (simbol Z) dari suatu unsur kimia adalah jumlah proton yang ditemukan dalam inti atom. Jumlahnya identik dengan jumlah muatan pada inti. Nomor atom secara unik mengidentifikasi elemen kimia. Dalam atom yang tidak bermuatan, nomor atom juga sama dengan jumlah elektron.
REFERENSI