IKATAN KIMIA ~ Study Buddies

dikemukakan pada tahun 1916 oleh Gilbert Newton Lewis (1875-1946) dari Amerika dan Albrecht Kossel(1853-1927) dari Jerman (Martin S. Silberberg, 2000) Ikatan Kimia Adalah gaya yang mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam setiap senyawa.

Ikatan kimia adalah gaya tarik-menarik antara atom-atom sehingga atom-atom tersebut tetap berada bersama-sama dan terkombinasi dalam senyawaan. Gagasan tentang pembentukan ikatan kimia dikemukakan oleh Lewis dan Langmuir (Amerika) serta Kossel (Jerman). Dalam pembentukan ikatan kimia, golongan gas mulia (VIII A) sangat sulit membentuk ikatan kimia.

Diduga bila gas mulia bersenyawa dengan unsur lain, tentunya ada suatu keunikan dalam konfigurasi elektronnya yang mencegah persenyawaan dengan unsur lain. (Elida, 1996). Menurut Elida (1996)mengatatakan bahwa, berdasarkan gagasan tersebut, kemudian dikembangkan suatu teori yang disebut Teori Lewis :

Pembentukan ikatan kimia mungkin terjadi dengan 2 cara :
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.
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. Ikatan kimia dapat terjadi karena adanya interaksi elektronik, dalam berbagai wujud dan mekanisme. Sebuhungan dengan itu maka dikenal beberapa jenis ikatan kimia antara lain (Hanapi, dkk., 2013) :

Antara dua atom atau lebih dapat saling berinteraksi dan membentuk molekul. Interaksi ini selalu disertai dengan pelepasan energi, sedangkan gaya yang menahan atom-atom dalam molekul merupakan suatu ikatan yang dinamakan ikatan kimia. Ikatan kimia terbentuk karena unsur-unsur ingin memiliki struktur elektron stabil. Struktur elektron stabil yang dimaksud yaitu struktur elektron gas mulia.

Tabel struktur elektron gas mulia

Periode		Unsur	Nomor Atom	K	L	M	N	O	P
	1	He	2	2
	2	Ne	10	2	8
	3	Ar	18	2	8	8
	4	Kr	36	2	8	18	8
	5	Xe	54	2	8	18	18	8
	6	Rn	86	2	8	18	32	18	8

Tahun 1916 G.N. Lewis dan W. Kossel menjelaskan hubungan kestabilan gas mulia dengan konfigurasi elektron. Kecuali He; mempunyai 2 elektron valensi; unsur-unsur gas mulia mempunyai 8 elektron valensi sehingga gas mulia bersifat stabil. Atom atom unsur cenderung mengikuti gas mulia untuk mencapai kestabilan. Jika atom berusaha memiliki 8 elektron valensi, atom disebut mengikuti aturan oktet.

Unsur-unsur dengan nomor atom kecil (seperti H dan Li) berusaha mempunyai electron valensi 2 seperti He disebut mengikuti aturan duplet. Cara yang diambil unsur supaya dapat mengikuti gas mulia, yaitu:

melepas atau menerima elektron;
pemakaian bersama pasangan elektron.

Jadi kecenderungan atom-atom untuk memiliki struktur atau konfigurasi elektron seperti gas mulia atau 8 elektron pada kulit terluar disebut ”kaidah oktet”. Sementara itu atom-atom yang mempunyai kecenderungan untuk memiliki konfigurasi electron seperti gas helium disebut ”kaidah duplet”.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya yang mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam setiap senyawa disebut ikatan kimia. Konsep ini pertama kali dikemukakan pada tahun 1916 oleh Gilbert Newton Lewis (1875-1946) dari Amerika dan Albrecht Kossel (1853-1927) dari Jerman (Martin S. Silberberg, 2000). Konsep tersebut adalah:

Kenyataan bahwa gas-gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, dan Rn) sukar membentuk senyawa merupakan bukti bahwa gas-gas mulia memiliki susunan elektron yang
Setiap atom mempunyai kecenderungan untuk memiliki susunan elektron yang stabil seperti gas mulia. Caranya dengan melepaskan elektron atau menangkap
Untuk memperoleh susunan elektron yang stabil hanya dapat dicapai dengan cara berikatan dengan atom lain, yaitu dengan cara melepaskan elektron, 3menangkap elektron, maupun pemakaian elektron secara bersama-sama.

Contoh gambar ikatan-ikatan kimia

Contoh model titik Lewis yang menggambarkan ikatan kimia anatara karbon C, hidrogen H, dan oksigen O. Penggambaran titik lewis adalah salah satu dari usaha awal kimiawan dalam menjelaskan ikatan kimia dan masih digunakan secara luas sampai sekarang.

Jenis Ikatan KIMIA

1. Ikatan Primer

Ikatan primer adalah ikatan kimia dimana ikatan gata antar atomnya relatif besar. Ikatan primer ini terdiri atas ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam.

Pengertian Ikatan Ionik Menurut Ahli (James E. Brady, 1990)

Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi akibat perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain (James E. Brady, 1990). Ikatan ion terbentuk antara atom yang melepaskan electron (logam) dengan atom yang menangkap elektron (bukan logam). Atom logam, setelah melepaskan elektron berubah menjadi ion positif.

Sedangkan atom bukan logam, setelah menerima elektron berubah menjadi ion negatif. Antara ion-ion yang berlawanan muatan ini terjadi tarik-menarik (gaya elektrostastis) yang disebut ikatan ion (ikatan elektrovalen). Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik. Senyawa ionik biasanya terbentuk antara atom-atom unsur logam dan nonlogam.

Proses terbentuknya ikatan ionik dicontohkan dengan pembentukan NaCl. Natirum (Na) dengan konfigurasi elektron (2,8,1) akan lebih stabil jika melepaskan 1 elektron sehingga konfugurasi elektron berubah menjadi (2,8). Sedangkan Klorin (Cl), yang mempunyai konfigurasi (2,8,7), akan lebih stabil jika mendapatkan 1 elektron sehingga konfigurasinya menjadi (2,8,8). Jadi agar keduanya menjadi lebih stabil, maka natrium menyumbang satu elektron dan klorin akan kedapatan satu elektron dari natrium.

Ketika natrium kehilangan satu elektron, maka natrium menjadi lebih kecil. Sedangkan klorin akan menjadi lebih besar karena ketambahan satu elektron. Oleh karena itu ukuran ion positif selalu lebih kecil daripada ukuran sebelumnya, namun ion negatif akan cenderung lebih besar daripada ukuran sebelumnya. Ketika pertukaran elektron terjadi, maka Na akan menjadi bermuatan positif (Na+) dan Cl akan menjadi bermuatan negatif (Cl–). Kemudian terjadi gaya elektrostatik antara Na+ dan Cl– sehingga membentuk ikatan ionik.

Ikatan ion terbentuk antara:

ion positif dengan ion negatif,
atom-atom berenergi potensial ionisasi kecil dengan atom-atom berafinitas elektron besar (Atom-atom unsur golongan IA, IIA dengan atom-atom unsur golongan VIA, VIIA),
atom-atom dengan keelektronegatifan kecil dengan atom-atom yang mempunyai keelectronegatifan besar

Dalam bentuk padatan tidak menghantar listrik karena partikel-partikel ionnya terikat kuat pada kisi, sehingga tidak ada elektron yang bebas bergerak.
Leburan dan larutannya menghantarkan listrik.
Umumnya berupa zat padat kristal yang permukaannya keras dan sukar digores.
Titik leleh dan titik didihnya tinggi.
Larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut nonpolar.

Ikatan ion terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antar ion yang bermuatan positif dan ion yang bermuatan negative.

Menurut Wibowo (2013) ada beberapa yang perlu diperhatikan, biasanya terjadi kesalahan konsep dalam materi ikatan kimia ini, seperti contoh sebagai berikut :

Ikatan ionik hanya dapat terjadi antara kation dan anion sederhana,
Senyawa ionik hanya dapat terbentuk secara langsung dari ion-ion, dll

Pada formula atau rumus ionik. Senyawa ion itu tidak ada sebagai molekul, sehinga kita tidak dapat mengetahui tentang rumus molekul dari senyawa ion. Sebagai gantinya, rumus ionik suatu senyawa ialah rumus empiris senyawa tersebut. Seperti contoh, natrium klorida rumusnya NaCl.

Menurut Saunders (2007) ada beberapa jumlah yang sama dengan ion tersebut dalam kisi ioniknya, seperti contoh :

Magnesium Oksida berisi Mg2+ dan O2- ion, dan rumusnya itu MgO
Kalsium Klorida berisi Ca2+ dan cl2- ion, dan rumusnya itu CaCl2
Alumunium Oksida berisi Al3+ dan O2- ion, dan rumusnya itu Al2O3

contohnya adalah air. Air merupakan materi yang penting bagi kehidupan. Sebagian besar kebutuhan pokok kita menggunakan air. Bahkan dalam tubuh, air penting untuk menjaga DNA dari kerusakan, mengantarkan nutrisi ke seluruh bagian tunuh, dan menjaga keseimbangan suhu tubuh. Kita mengetahui air memiliki rumus senyawa H2O. Air tersusun dari unsur-unsur hidrogen dan oksigen.

Tanpa kita sadari bahwa kita sedang berhadapan dengan contoh aplikasi dari unsur-unsur yang berikatan, yang kemudian membentuk senyawa. Mungkin hal-hal yang sepatutnya kita kritisi adalah bagaimana unsur-unsur tersebut dapat berikatan dan kemudian membentuk senyawa. Sebelum itu, kita harus mengetahui terlebih dahulu apa pengertian dari senyawa kimia. Dan istilah organk seolah-olah berhubungan dengan kata organisme atau jasad hidup.

Organik merupakan zat yang berasal dari makluk hidup (hewan/tumbuhan-tumbuhan) seperti minyak dan batu bara. Pada dasarnya kimia organik melibatkan zat-zat yang diperoleh dari jasad hidup.

Ikatan Kovalen (James E. Brady, 1990)

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat pemakaian pasangan elektron secara bersama-sama oleh dua atom (James E. Brady, 1990). Ikatan kovalen terbentuk di antara dua atom yang sama-sama ingin menangkap elektron (sesama atom bukan logam).

Pasangan elektron yang dipakai bersama disebut pasangan electron ikatan (PEI) dan pasangan elektron valensi yang tidak terlibat dalam pembentukan ikatan kovalen disebut pasangan elektron bebas (PEB). Ikatan kovalen umumnya terjadi antara atom-atom unsur nonlogam, bisa sejenis (contoh: H2, N2, O2, Cl2, F2, Br2, I2) dan berbeda jenis (contoh: H2O, CO2, dan lain-lain). Senyawa yang hanya mengandung ikatan kovalen disebut senyawa kovalen.

Rumus Kimia Senyawa Kovalen

Dengan mengacu pada aturan oktet, kita dapat memprediksikan rumus molekul dari senyawa yang berikatan kovalen. Dalam hal ini, jumlah elektron yang dipasangkan harus disamakan. Akan tetapi, perlu diingat bahwa aturan oktet tidak selalui dipatuhi, terdapat beberapa senyawa kovalen yang melanggar aturan oktet.

Contohnya adalah ikatan antara H dan O dalam H2O. Konfigurasi elektron H dan O adalah H memerlukan 1 elektron dan O memerlukan 2 elektron. Agar atom O dan H mengikuti kaidah oktet, jumlah atom H yang diberikan harus menjadi dua, sedangkan atom O satu, sehingga rumus molekul senyawa adalah H2O.

Ikatan kovalen terdiri dari :

Ikatan Kovalen Nonpolar

Ikatan kovalen nonpolar yaitu ikatan kovalen yang PEInya tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Senyawa kovalen nonpolar terbentuk antara atom-atom unsur yang mempunyai beda keelektronegatifan nol atau mempunyai momen dipol = 0 (nol) atau mempunyai bentuk molekul simetri. Titik muatan negative electronpersekutuan berhimpit, sehingga pada molekul pembentuknya tidak terjadi momen dipol, dengan perkataan lain bahwa elektron persekutuan mendapat gaya tarik yang sama.

Ikatan kovalen nonpolar terdiri dari:

Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggal yaitu ikatan kovalen yang memiliki 1 pasang PEI.

Contoh: H2, H2O (konfigurasi elektron H = 1; O = 2, 6).

Contoh pembentukan ikatan pada molekul H2O di bawah ini:

Ikatan kovalen rangkap dua

Ikatan kovalen rangkap 2 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 2 pasang PEI.

Contoh: O2, CO2 (konfigurasi elektron O = 2, 6; C = 2, 4).

Berikut ini pembentukan ikatan angkap 2 pada molekul CO2.

Ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan kovalen rangkap 3 yaitu ikatan kovalen yang memiliki 3 pasang PEI.

Contoh: N2 (Konfigurasi elektron N = 2, 5).

Berikut ini pembentukan ikatan rangkap 3 pada molekul N2

Ikatan Kovalen Polar

Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang PEInya cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Kepolaran suatu ikatan kovalen ditentukan oleh keelektronegatifan suatu unsur. Senyawa kovalen polar biasanya terjadi antara atom-atom unsur yang beda keelektronegatifannya besar, mempunyai bentuk molekul asimetris, mempunyai momen dipol. Ikatan kovalen yang terjadi antara dua atom yang berbeda disebut ikatan kovalen polar. Ikatan kovalen polar dapat juga terjadi antara dua atom yang sama tetapi memiliki keelektronegatifan yang berbeda.

Contoh ikatan kovalen polar: HF

Dlm senyawa HF ini, F mempunyai keelektronegatifan yang tinggi jika dibandingkan H.. sehingga pasangan elektron lebih tertarik kearah F, akibatnya akan terbentuk dipol-dipol atau terjadi pengkutuban (terbentuknya kutub antara H dan F).

Ikatan Kovalen Koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen di mana pasangan electron yang dipakai bersama hanya disumbangkan oleh satu atom, sedangkan atom yang satu lagi tidak menyumbangkan elektron.Jadi disini terdapat satu atom pemberi pasangan electron bebas, sedangkan atom lain sebagai penerimanya. Ikatan kovalen koordinasi kadang-kadang dinyatakan dengan tanda panah (→) yg menunjukan arah donasi pasangan elektron.

Contoh Ikatan Kovalen Koordinasi: BF3NH3

5B = 1s2 2s2 2p1

9F = 1s2 2s2 2p5

7N = 1s2 2s2 2p3

Sifat-sifat Senyawa Kovalen :

Titik didih

Pada umumnya senyawa kovalen mempunyai titik didih yang rendah (rata-rata di bawah suhu 200 0C). Sebagai contoh Air, H2O merupakan senyawa kovalen. Ikatan kovalen yang mengikat antara atom hidrogen dan atom oksigen dalam molekul air cukup kuat, sedangkan gaya yang mengikat antar molekul-molekul air cukup lemah. Keadaan inilah yang menyebabkan air dalam fasa (bentuk) cair akan mudah berubah menjadi uap air bila dipanaskan sampai sekitar 100 0C, akan tetapi pada suhu ini ikatan kovalen yang ada di dalam molekul H2O tidak putus.

Volatitilitas (kemampuan untuk menguap)

Sebagian besar senyawa kovalen berupa cairan yang mudah menguap dan berupa gas. Molekul-molekul pada senyawa kovalen yang mempunyai sifat mudah menguap sering menghasilkan bau yang khas. Parfum dan bahan pemberi aroma merupakan senyawa kovalen contoh dari senyawa kovalen yang mudah menguap

Kelarutan

Pada Umumnya senyawa kovalen tidak dapat larut dalam air, tetapi mudah larut dalam pelarut organik. Pelarut organik merupakan senyawa karbon, misalnya bensin, minyak tanah, alkohol, dan aseton. Namun ada beberapa senyawa kovalen yang dapat larut dalam air karena terjadi reaksi dengan air (hidrasi) dan membentuk ion-ion. Misalnya, asam sulfat bila dilarutkan ke dalam air akan membentuk ion hidrogen dan ion sulfat. Senyawa kovalen yang dapat larut dalam air selanjutnya disebut dengan senyawa kovalen polar, sedangkan senyawa kovalen yang tidak larut dalam air selanjutnya disebut dengan senyawa kovalen non polar.

Daya hantar Listrik

Pada umumnya senyawa kovalen pada berbagai wujud tidak dapat menghantar arus listrik atau bersifat non elektrolit, kecuali senyawa kovalen polar. Hal ini disebabkan senyawa kovalen polar mengandung ion-ion jika dilarutkan dalam air dan senyawa tersebut temasuk senyawa elektrolit lemah. Berikut ini gambar perbedaan antara senyawa non elektrolit, elektrolit lemah dan elektrolit kuat.

Ikatan Logam

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama electron elektron valensi antaratomatom logam. Contoh: logam besi, seng, dan perak. Ikatan logam bukanlah ikatan ion atau ikatan kovalen. Salah satu teori yang dikemukakan untuk menjelaskan ikatan logam adalah teori lautan elektron. Contoh terjadinya ikatan logam. Tempat kedudukan elektron valensi dari suatu atom besi (Fe) dapat saling tumpang tindih dengan tempat kedudukan elektron valensi dari atom-atom Fe yang lain.

Tumpang tindih antarelektron valensi ini memungkinkan elektron valensi dari setiap atom Fe bergerak bebas dalam ruang di antara ion-ion Fe+ membentuk lautan elektron. Karena muatannya berlawanan (Fe2+ dan 2 e–), maka terjadi gaya tarik-menarik antara ion-ion Fe+ dan elektron-elektron bebas ini. Akibatnya terbentuk ikatan yang disebut ikatan logam.

pada suhu kamar berwujud padat, kecuali Hg;
keras tapi lentur/dapat ditempa;
mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi;
penghantar listrik dan panas yang baik;
mengilap.

Contoh ikatan logam :

Logam		Non Logam
1.	Padatan logam termasuk penghantar listrik yang baik	1.	Padatan non logam biasanya bukan penghantar listrik
2.	Mempunyai kilap logam	2.	Tidak mengkilap
3.	Kuat dan keras (apabila digunakan sebagai logam paduan)	3.	Kebanyakan non logam tidak kuat dan lunak
4.	Dapat dibengkokkan dan diulur	4.	Biasanya rapuh dan patah bila dibengkokkan atau diulur
5.	Penghantar panas yang baik	5.	Sukar menghantarkan panas
6.	Kebanyakan logam memiliki kerapatan yang besar	6.	Kebanyakan non logam memiliki kerapatan rendah
7.	Kebanyakan logam memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi	7.	Kebanyakan non logam memiliki titik didih dan titik leleh yang rendah

REAKSI SENYAWA LOGAM :

Logam-logam alkali mempunyai beberapa sifat fisik antara lain semuanya lunak, putih mengkilat, dan mudah dipotong. Jika logam-logam tersebut dibiarkan di udara terbuka maka permukaannya akan menjadi kusam karena logam-logam tersebut mudah bereaksi dengan air atau oksigen, dan biasanya disimpan dalam minyak tanah.

Bersamaan dengan semakin bertambahnya nomor atom maka tingkat kelunakannya juga semakin bertambah. Tingkat kelunakan logam-logam alkali makin bertambah sesuai dengan bertambahnya nomor atom logam-logam tersebut. Sifat-sifat kimia logam alkali tanah dapat diamati antara lain dari reaksinya terhadap air. Reaksinya dengan air menghasilkan gas hidrogen dan hidroksida serta cukup panas. Reaktivitas terhadap air dingin semakin bertambah besar dengan bertambahnya nomor logam.

Logam-logam alkali tanah, kecuali berilium semuanya berwarna putih, mudah dipotong dan nampak semakin mengkilat jika dipotong, serta cepat menjadi kusam di udara. Reaktivitasnya terhadap air berbeda-beda. Berilium dapat bereaksi dengan air dalam keadaan pijar dan airnya dalam bentuk uap. Magnesium bereaksi dengan air dingin secara lambat dan semakin cepat bila makin panas, logam-logam alkali tanah yang lain sangat cepat bereaksi dengan air dingin menghasilkan gas hidrogen dan hidroksida serta menghasilkan banyak panas.

Senyawa klorida dari logam-logam alkali maupun alkali tanah larut dalam air membentuk ion hidrat sederhana. banyak klorida kovalen atau agak kovalen mengalami hidrolisis dan menghasilkan klorida dan oksida atau hidroksinya. Misalnya larutan aluminium klorida bereaksi dengan air membentuk aluminium hidroksida.

Polarisasi Ikatan Kovalen

Perbedaan keelektronegatifan dua atom menimbulkankepolaran senyawa. Adanya perbedaan keelektronegatifan tersebut menyebabkan pasangan elektron ikatan lebih tertarik ke salah satu unsur sehingga membentuk dipol. Adanya dipol inilah yang menyebabkan senyawa menjadi polar. Pada senyawa HCl, pasangan elektron milik bersama akan lebih dekat pada Cl karena daya tarik terhadap elektronnya lebih besar dibandingkan H.

Hal itu menyebabkan terjadinya polarisasi pada ikatan H – Cl. Atom Cl lebih negatif daripada atom H, hal tersebut menyebabkan terjadinya ikatan kovalen polar.

Contoh:

1) Senyawa kovalen polar: HCl, HBr, HI, HF, H2O, NH3.

2) Senyawa kovalen nonpolar: H2, O2, Cl2, N2, CH4, C6H6, BF3.

Pada ikatan kovalen yang terdiri lebih dari dua unsur, kepolaran senyawanya ditentukan oleh hal-hal berikut.

1) Jumlah momen dipol, jika jumlah momen dipol = 0, senyawanya

bersifat nonpolar. Jika momen dipol tidak sama dengan 0 maka

senyawanya bersifat polar.

2) Bentuk molekul, jika bentuk molekulnya simetris maka senyawanya bersifat nonpolar, sedangkan jika bentuk molekulnya tidak simetris maka senyawanya bersifat polar.

Aturan Oktet

Aturan oktet, yaitu unsur akan mendapatkan atau kehilangan elektron untuk mencapai keadaan penuh delapan elektron valensi (oktet). Contohnya yaitu Natrium memiliki satu elektron valensi. Menurut hukum oktet, unsur ini akan bersifat stabil ketika memiliki 8 elektron valensi. Dengan demikian, natrium akan kehilangan elektron 3s-nya. Dengan demikian, atom natrium akan berubah menjadi ion natrium dengan muatan positif satu (Na+).

Ion tersebut isoelektronik dengan neon (gas mulia) sehingga ion Na+ bersifat stabil. Sementara, untuk memenuhi aturan oktet, unsur klorin membutuhkan satu elektron untuk melengkapi pengisian elektron pada 3p. Setelah menerima satu elektron tambahan, unsur ini berubah menjadi ion dengan muatan negatif satu (Cl–). Ion Cl–isoelektronik dengan argon (gas mulia) sehingga bersifat stabil.

Jika natrium dicampurkan dengan klorin, jumlah elektron natrium yang hilang akan sama dengan jumlah elektron yang diperoleh klorin. Satu elektron 3s pada natrium akan dipindahkan ke orbital 3p pada klorin.

Pengecualian dan Kegagalan Aturan Oktet

Walaupun aturan oktet banyak membantu dalam meramalkan rumus kimia senyawa biner sederhana, akan tetapi aturan itu ternyata banyak dilanggar dan gagal dalam meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur-unsur transisi dan postransisi.

Pengecualian aturan oktet

Pengecualian aturan oktet dapat dibagi dalam tiga kelompok sebagai berikut.

Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet.

Senyawa yang atom pusatnya mempunyai elektron valensi kurang dari 4 termasuk dalam kelompok ini. Hal ini menyebabkan setelah semua elektron valensinya dipasangkan tetap belum mencapai oktet. Contohnya adalah BeCl2, BCl3, dan AlBr3.

Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil. Contohnya adalah NO2, yang mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) = 17.
Senyawa yang melampaui aturan oktet. Ini terjadi pada unsur-unsur periode 3 atau lebih yang dapat menampung lebih dari 8 elektron pada kulit terluarnya (ingat, kulit M dapat menampung hingga 18 elektron). Beberapa contoh adalah PCl5, SF6, ClF3, IF7, dan SbCl5.

Kegagalan aturan oktet

Aturan oktet gagal meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur transisi maupun postransisi. Unsur postransisi adalah unsur logam setelah unsur transisi, misalnya Ga, Sn, dan Bi. Sn mempunyai 4 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +2. Begitu juga Bi yang mempunyai 5 elektron valensi, tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1dan +3. Pada umumnya, unsur transisi maupun unsur postransisi tidak memenuhi aturan oktet.

Ikatan sekunder adalah ikatan antar molekul. Gaya ikatan sekunder timbul dari dipol atom atau molekul. Pada dasarnya dipol listrik timbul jika ada jarak pisah antara bagian positif dan negatif dari sebuah atom dan molekul. Perlu diingat bahwa gaya tarik antarmolekul berikatan dengan sifat-sifat fisis zat, seperti titik leleh dan titik didih.

Semakin kuat gaya tarik antarmolekul, semakin sulit untuk memutuskannya, sehingga mengakibatkan semakin tinggi titik leleh maupun titik didih suatu senyawa.

Gaya London / Gaya Dispersi

Gaya London atau gayadispersi adalah gaya tarik menarik antara molekul-molekul dalam zat yang nonpolar. Fritz London, seorang ilmuwan Jerman mengungkapkan teori tentang gaya ini, sehingga gaya ini bisa disebut gaya London. Gaya London adalah gaya dimana elektron senantiasa bergerak dalam orbital. Perpindahan elektron dari suatu daerah ke daerah lainnya menyebabkan suatu molekul yang secara normal bersifat nonpolar menjadi polar sesaat, membentuk dipol sesaat.

Dipol yang terbentuk dengan cara ini disebut dipol sesaat karena dipol ini dapat berubah secara banyak dalam satu detik. Dipol sesaat pada suatu molekul dapat mengimbas molekul di sekitarnya sehingga membentuk suatu dipol terimbas.

Gaya London merupakan gaya yang relatif lemah. Zat yng molekulnya bertarikan hanya berdasarkan gaya London mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah dibandingkan dengan zat lain yang massa molekulnya relatif kira-kira sama. Jika molekul-molekulnya kecil, zat-zat itu biasanya berbentuk gas pada suhu kamar. Contohnya adalah hidrogen (H2), nitrogen (N2), metana (CH4), gas-gas mulia seperti helium (He), dan sebagainya.

Kekuatan gaya London bergantung pada beberapa faktor, antara lain kerumitan molekul dan ukuran molekul.

Kerumitan Molekul

Lebih banyak terdapat interaksipada molekul kompleks dari molekul sederhana, sehingga Gaya London lebih besar dibandingkan molekul sederhana.
Makin besar Mr makin kuat Gaya London.

Ukuran Molekul

Molekul yang lebih besar mempunyai tarikan lebih besar dari pada molekul berukuran kecil. Sehingga mudah terjadi kutub listrik sesaat yang menimbulkan Gaya London besar.
Dalam satu golongan dari atas ke bawah, ukurannya bertambah besar, sehingga gaya londonnya juga semakin besar.

Ikatan Hidrogen

Suatu gaya antarmolekul yang relatif kuat terdapat dalam senyawa hidrogen yang mempunyai keelektronegatifan besar, yaitu fluorin (F), oksigen (O), dan nitrogen (N). Misalnya dalam HF, H20, dan NH3. Hal ini tercermin dari titik didih yang menyolok tinggi dari senyawa-senyawa tersebut dibandingkan dengan senyawa lain yang sejenis.

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

Ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul air, dimana muatan parsial positif berasal dari atom H yang berasal dari salah satu molekul air. Ikatan hidrogen dapat terjadi inter molekul dan intra molekul. Jika ikatan terjadi antara atom-atom dalam molekul yang sama maka disebut ikatan hidrogen intramolekul atau didalam molekul, seperti molekul H2O dengan molekul H2O. Ikatan hidrogen, juga terbentuk pada pada antar molekul seperti molekul NH3, CH3CH2OH dengan molekul H2O, ikatan yang semacam ini disebut dengan ikatan hidrogen intermolekul.

Ikatan / Gaya Van Der Waals

Gaya-gaya antarmolekul secara kolektif disebut juga gaya van der Waals. Jadi, bisa dikatakan bahwa gaya London, gaya dipol-dipol, dan gaya dipol-dipol terimbas, semuanya tergolong gaya van der Waals. Namun demikian, ada kebiasaan untuk melakukan pembedaan yang bertujuan untuk memperjelas gaya antarmolekul dalam suatu zat berikut.

Istilah gaya London atau gaya dispersi digunakan, jika gaya antarmolekul itulah satu-satunya, yaitu untuk zat-zat yang nonpolar. Misalnya untuk gas mulia, hidrogen, dan nitrogen.
Istilah gaya van der Waals digunakan untuk zat yang mempunyai dipol-dipol selain gaya dipersi, misalnya hidrogen klorida dan aseton.