Tampilkan postingan dengan label ikatan kimia 2. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label ikatan kimia 2. Tampilkan semua postingan

Teori Domain Elektron

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Teori Domain Elektron. Domain berarti wilayah atau daerah. Domain elektron berarti suatu wilayah yang ditempati oleh elektron. Adapun elektron yang dimaksud di sini adalah elektron dari atom-atom pembentuk molekul, meliputi pasangan elektron bebas (PEB) dan pasangan elektron ikatan (PEI).

         Sebuah molekul memiliki bentuk atau struktur yang berbeda dengan struktur molekul lain. Bentuk molekul berarti cara atom tersusun di dalam ruang. Bentuk molekul ini banyak memengaruhi sifat-sifat fisis dan kimia dari molekul tersebut, khususnya dalam reaksi kimia. Ketika dua molekul dicampurkan untuk bereaksi, ada kemungkinan reaksi tidak berhasil dikarenakan struktur tiga dimensi dan orientasi relatif molekul-molekul tersebut tidak tepat. Dalam reaksi biologi, terutama pada obat dan aktivitas enzim, struktur molekul sangat penting untuk mengetahui kecocokan antara bentuk molekul dengan tapak atau membran yang dipakai.

         "Bentuk molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron dalam atom atau molekul, baik pasangan elektron yang bebas maupun yang berikatan".

Bentuk suatu molekul dapat diperkirakan berdasarkan "teori tolakan pasangan elektron" maupun "teori hibridisasi". Bagaimanakah bentuk suatu molekul berdasarkan teori tersebut? Kedua teori ini yang berkaitan dengan teori domain elektron akan kita bahas selanjutnya.

       Demikian pembahasan materi Teori Domain Elektron . Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan teori tolakan pasangan elektron dan teori hibridisasi.


Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Sifat Fisis Senyawa

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Sifat Fisis Senyawa. Gaya antarmolekul akan berpengaruh terhadap sifat fisis suatu senyawa. Gaya tarik-menarik antara muatan positif dari dipol yang satu dengan muatan negatif dari dipol yang lain akan menentukan sifat fisis molekul, seperti titik didih dan titik beku. Gaya tarik-menarik juga menentukan bagaimana wujud suatu molekul, apakah berupa padatan, cair atau uap. Gaya tarik-menarik yang besar antaratom memungkinkan molekul pada suhu tertentu berbentuk padatan. Pada keadaan gas, molekul berdiri sendiri dan tidak ada gaya tarik-menarik antarmolekul. Pada keadaan cair, akan dibutuhkan lebih sedikit gaya tarik-menarik antarmolekul diban dingkan keadaan padatnya.

         Perubahan bentuk molekul padatan menjadi cair memerlukan energi yang besar untuk mengimbangi gaya tarik-menarik tersebut. Energi ini ditunjukkan dengan titik cair (titik leleh) molekul. Begitu pula untuk menguapkan molekul yang berupa cairan, diperlukan energi yang ditunjukkan dengan titik didih. Maka, apabila gaya tarik antarmolekul besar, semakin besar pula titik didihnya. Titik beku menunjukkan besarnya energi yang dibutuhkan molekul untuk berikatan. Besarnya titik beku sebanding dengan gaya yang terjadi antarmolekulnya.

Perhatikan contoh soal berikut:
Tentukan wujud molekul di bawah ini dengan melihat sifat fisisnya.
Jawab:
Wujud molekulnya

       Demikian pembahasan materi Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Sifat Fisis Senyawa . Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan teori domain elektron.


Ikatan Hidrogen

         Blog KoKim - Jenis gaya tarik-menarik antarmolekul diantaranya "gaya london", "gaya dipol-dipol", dan yang akan kita bahas pada artikel ini adalah jenis ketiga yaitu Ikatan Hidrogen. Apabila kita perhatikan keelektronegatifan dari unsur H$_2$O, HF, dan NH$_3$, atom H mempunyai sifat sangat positif, sedangkan atom O, F, dan N mempunyai sifat sangat negatif. Perbedaan keelektronegatifan yang besar ini menyebabkan atom H terikat kuat pada atom O, F dan N. Ikatan ini yang disebut sebagai ikatan hidrogen. Ikatan ini terjadi jika molekul polar mengandung satu atom hidrogen terikat pada atom yang sangat elektronegatif seperti F, O, dan N. Ikatan kovalen polar antara hidrogen dan salah satu atom itu akan terpolarisasi dan tarikan antara molekul-molekul itu cukup kuat. Besar energi ikatannya sekitar 13-30 kJ mol$^{-1}$. Atom-atom yang dapat membentuk ikatan hidrogen adalah N dalam NH$_3$, O dalam H$_2$O, dan F dalam HF. Hal ini dapat dipahami karena ketiga atom tersebut memiliki elektronegativitas yang tertinggi. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar: struktur senyawa H$_2$O dan HF
Tanda ... menunjukkan ikatan hidrogen

Perhatikan data Mr dan perbedaan keelektronegatifan dari beberapa molekul pada Tabel di bawah ini:

         Bandingkan elektronegativitas unsur-unsur dalam satu golongan, seperti yang tertulis pada tabel di atas. Tabel ini menunjukkan bahwa dalam satu golongan, yakni golongan VIIA, kemampuan menarik dari atom H lebih efektif pada unsur dengan Mr yang lebih kecil, karena perbedaan elektronegativitasnya yang tinggi. Padahal secara teoritis, semakin besar Mr semakin besar pula elektronegativitasnya. Mengapa bisa demikian? Kasus penyimpangan tersebut disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen. Gaya yang dihasilkan oleh ikatan hidrogen lebih kuat dibandingkan Gaya Van der Walls. Pada unsur-unsur golongan VII dalam tabel di atas, terbentuk ikatan hidrogen yang kuat dan menyebabkan penyimpangan sifat fisis pada molekul sehingga molekul dengan ikatan hidrogen mempunyai titik didih yang relatif tinggi.

         Pada umumnya terdapat hubungan antara titik didih suatu senyawa dengan massa molekul relatifnya. Titik didih akan naik jika massa molekul relatif juga naik, kecuali HF, H$_2$O, dan NH$_3$. Ketiga senyawa tersebut mempunyai titik didih yang tinggi dibandingkan senyawa lain dalam kelompoknya. Perhatikan grafik berikut ini:

         Fakta tersebut menunjukkan bahwa adanya gaya tarik-menarik antarmolekul HF, H$_2$O, dan NH$_3$ bersifat polar, gaya dipol-dipolnya tidak cukup kuat untuk menerangkan titik didih yang mencolok tersebut. Peristiwa tersebut menunjukkan adanya ikatan hidrogen pada senyawa itu. Ikatan F-H, O-H, dan N-H bersifat sangat polar, atom H dalam senyawa tersebut sangat positif. Akibatnya atom H dari satu molekul terikat kuat pada atom tetangganya yang memiliki elektronegativitas tinggi.

       Demikian pembahasan materi Ikatan Hidrogen. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan pengaruh gaya antarmolekul terhadap sifat fisis senyawa.


Gaya Tarik-Menarik Dipol-dipol

         Blog KoKim - Setelah mempelajari tentang "gaya london", pada artikel ini kita lanjutkan dengan pembahasan materi Gaya Tarik-Menarik Dipol-dipol. Molekul dengan sebaran elektron tidak simetris akan bersifat polar. Molekul ini akan memiliki perbedaan muatan (dipol) yang menyebabkan bersifat polar. Molekul yang mempunyai momen dipol permanen disebut polar. Sedangkan senylautanya dinamakan senyawa polar. Molekul-molekul yang ada di dalam senyawa polar cenderung untuk menyusun diri sehingga ujung yang berbeda muatan akan saling mendekat dan saling tarik-menarik. Gaya tarik-menarik dipol-dipol merupakan gaya tarik-menarik antara dua molekul polar. Dipol-dipol molekul tersebut akan saling tarik pada kutub-kutub dengan muatan berllautanan, yaitu positif dan negatif.
Gambar: bagan gaya tarik dipol suatu senyawa

         Kekuatan tarikan yang timbul akan lebih besar daripada tarikan pada molekul nonpolar. Jadi, zat-zat yang mempunyai molekulmolekul polar cenderung memiliki titik didih dan titik leleh lebih tinggi daripada molekul nonpolar dengan ukuran sama. Kekuatan gaya tarik dipol-dipol ini lebih kuat dibandingkan dengan Gaya London pada molekul non-polar. Tabel di bawah ini memberikan perbedaan sifat fisis antara molekul polar dan non-polar.

         Gaya tarik-menarik antar-molekul, yaitu Gaya London dan gaya tarik dipol-dipol bergabung untuk mengadakan ikatan antarmolekul. Gabungan kedua gaya ini disebut sebagai Gaya Van der Walls. Gaya London terdapat pada setiap zat, baik bersifat polar maupun nonpolar. Sedangkan gaya tarik dipol-dipol hanya terdapat dalam senyawa polar. Dalam hal ini, gaya Van der waals juga memiliki peran cukup penting. Karena dalam membandingkan titik didih atau sifat fisika lainnya tidak dapat hanya dilihat dari satu sisi, gaya tarik dipol sesaat-dipol terimbas atau gaya tarik menarik dipol-dipol. Gaya London lebih dominan daripada dipol-dipol.

Contoh:
Jelaskan mana yang lebih besar titik didihnya HI atau HCl?
Jawab
HCl mempunyai momen dipol 1,08 lebih polar jika dibandingkan dengan HI (0,38). Kenyataan HI mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan HCl, mengapa? Jika ditinjau dari massa molekul relatif, maka massa molekul relatif HCl (Mr = 35,5) lebih kecil dari HI (Mr = 127,9). Oleh karena itu, massa HI lebih besar dari HCl sehingga gaya London HI lebih kuat dari HCl. Dengan demikian, gaya Van der Waal HI lebih besar daripada HCl.

Contoh lain CO$_2$ dan H$_2$O. Karbon dioksida, CO$_2$ bersifat karakteristik dari molekul-molekul di mana momen ikatan saling mematikan. Artinya momen dipol (total dipol) molekul tersebut sama dengan 0. Walaupun ikatan kovalen dalam molekul tersebut, C = O, bersifat polar, penataan yang simetris dari ikatan menyebabkan momen-momen ikatan saling meniadakan dan molekul keseluruhan bersifat nonpolar.

Dari rumus senyawanya saja, dapat diduga bahwa molekul H$_2$O akan analog dengan molekul CO$_2$. Tetapi pada kenyataannya, H$_2$O mempunyai momen dipol yang cukup besar. Selain itu, H$_2$O memiliki domain elektron bebas dan membentuk sudut sehingga molekul H$_2$O bersifat polar. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar: bentuk molekul H$_2$O dan CO$_2$ .

       Demikian pembahasan materi Gaya Tarik-Menarik Dipol-dipol . Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan ikatan hidrogen.


Gaya London : Gaya Tarik-menarik Dipol Sesaat-Dipol Terimbas

         Blog KoKim - Artikel pertama yang akan kita bahas berkaitan dengan "ikatan kimia 2 : gaya antarmolekul" adalah materi Gaya London : Gaya Tarik-menarik Dipol Sesaat-Dipol Terimbas . Elektron akan senantiasa bergerak dalam orbital. Perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital lain mengakibatkan suatu molekul yang tadinya bersifat nonpolar dapat menjadi polar. Sehingga timbul dipol (polar) sesaat. Dipol tersebut disebut sesaat karena dapat berubah jutaan kali setiap detiknya. Hal ini disebabkan adanya tarikan antara elektron satu molekul dan inti molekul lain. Suatu getaran dalam sebuah molekul mengimbas suatu geseran dalam elektron-elektron molekul tetangga. Tarikan lemah ini pertama kali diuraikan oleh ilmuwan fisika, berasal dari Jerman, FritzLondon (dikenal London), pada tahun 1930-an sehingga sering disebut gaya London. Mekanismenya terlihat seperti gambar di bawah ini.
Gambar: mekanisme Gaya London

Berdasarkan gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut.
1) Molekul nonpolar mempunyai sebaran muatan lautan elektron setimbang dan simetris dalam keadaan normal, elektron terdistribusi merata dalam molekul.
2) Pada waktu-waktu tertentu (sesaat) dapat terjadi pengutuban atau pembentukan dipol yang disebut dipol sesaat.
3) Sisi bermuatan parsial negatif dari dipol sesaat akan mempengaruhi kerapatan elektron molekul terdekat sehingga membentuk dipol, hal ini memungkinkan dua molekul membentuk ikatan yang disebut gaya London.
4) Gaya tarik-menarik ini hanya berlangsung sesaat, dikarenakan dipol sesaat dan terimbas muncul mengikuti fluktuasi elektron.

         Molekul mempunyai sifat polarisabilitas berbeda-beda. Polarisabilitas merupakan kemudahan suatu molekul untuk membentuk dipol sesaat atau mengimbas suatu dipol. Polarisabilitas sangat erat hubungannya dengan massa relatif molekul. Pada umumnya molekul dengan jumlah elektron yang besar akan lebih mudah mengalami polarisabilitas. Jika semakin besar nomor massa molekul relatif, maka semakin kuat pula gaya London yang bekerja pada molekul itu. Misal, dua molekul propana saling menarik dengan kuat dibandingkan dua molekul metana. Molekul dengan distribusi elektron besar lebih kuat saling menarik daripada molekul yang elektronnya kuat terikat. Misal molekul I$_2$ akan saling tarik-menarik lebih kuat daripada molekul F$_2$ yang lebih kecil. Dengan demikian titik didih I$_2$ akan lebih besar jika dibandingkan dengan titik didih F$_2$. Molekul yang mempunyai bentuk molekul panjang lebih mudah mengalami polarisabilitas dibandingkan dengan molekul dengan bentuk simetris. Misal deretan hidrokarbon dengan rantai cabang akan mempunyai titik didih lebih rendah jika dibandingkan dengan hidrokarbon dengan rantai lurus. Normal butana mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan isobutana yang memiliki rantai cabang.

         Molekul dengan struktur panjang mempunyai kemungkinan lebih besar untuk mengalami dipol sesaat atau lebih mudah mengalami polarisabilitas. Hal ini dikarenakan molekul dengan struktur panjang mempunyai bidang yang lebih luas bila dibandingkan dengan molekul yang memiliki struktur lebih rapat dan kecil. Normal butana ($n$-butana) dan isobutana merupakan contoh 2 molekul dengan Mr sama.

Perhatikan contoh soal berikut untuk memahami kaitan jumlah elektron dengan Mr dan bentuk molekul.
Urutkan kekuatan Gaya London dari molekul di bawah ini:
a. H$_2$ (Ar H = 1)      c. N$_2$ (Ar N = 14)
b. O$_2$ (Ar O = 16)      d. Br$_2$ (Ar Br = 80)
e. F$_2$ (Ar F = 19)
Jawab:
Semakin besar Mr suatu mulekul, semakin besar pula gaya London-nya. Urutan kekuatan gaya London dari molekul adalah $ H_2 < N_2 < O_2 < F_2 < Br_2 \, $ karena $ Mr \, Br_2 > Mr \, F_2 > Mr \, O_2 > Mr \, N_2 > Mr \, H_2 $.

       Demikian pembahasan materi Gaya London : gaya tarik-menarik dipol sesaat-dipol terimbas. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan gaya tarik-menarik dipol-dipol.


Ikatan Kimia 2 : Gaya Antarmolekul

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Ikatan Kimia 2 : Gaya Antarmolekul sebagai kelanjutan dari materi "ikatan kimia 1".  Coba renungkan kenapa air dapat berubah dalam tiga wujud? Air akan menjadi padat (es) jika suhunya diturunkan, tetapi jika suhu dinaikan (diberi kalor), maka air berubah menjadi uap. Mengapa dapat demikian? Pertanyaan tersebut akan dapat kalian ketahui jawabannya setelah mempelajari artikel ini.

         Kehidupan di dunia tidak akan terlepas dari ikatan. Coba bayangkan dapatkah kalian hidup sendirian tanpa teman? Rasanya sangat sulit bukan? Semua makhluk selalu ingin berikatan. Manusia hidup dengan menjalin berbagai ikatan, mulai dari ikatan perkawinan berdasarkan perbedaan jenis kelamin. Kemudian ikatan lebih lanjut mulai dari satu keluarga, satu rukun tetangga (RT), rukun warga (RW), sampai ikatan yang lebih besar dengan berbagai tujuan.


         Demikian pula halnya dengan atom dan molekul yang merupakan benda mati itupun tidak luput dari ikatan. Ikatan yang terjadi antaratom beraneka ragam, mulai dari ikatan karena perbedaan muatan (positif negatif), ikatan karena gaya berdasarkan gaya tarik-menarik dipol-dipol sesaat, ikatan yang membentuk jembatan hidrogen, dan ikatan-ikatan yang lain.

         Kenyataan di alam sangat jarang ditemukan atom dalam bentuk bebas. Atom-atom dalam bentuk bebas hanya ditemui pada suhu relatif tinggi. Agar menjadi stabil, atom-atom akan saling membentuk kelompok atom (misalnya O$_2$, H$_2$) atau membentuk molekul (CH$_4$, H$_2$O). Atom yang membentuk molekul akan mempunyai sifat jauh berbeda dengan atom-atom asalnya. Pada setiap molekul terdapat gaya tarik-menarik antaratom. Gaya tarik-menarik antaratom dalam molekul dinamakan ikatan kimia.

         Dalam aetikel ini akan dipelajari gaya tarik-menarik antarmolekul. Apa gaya tarik-menarik antarmolekul itu? Gaya tarik-menarik antarmolekul, yaitu gaya yang menyebabkan antarmolekul menjadi terikat dalam satu kelompok atau merupakan interaksi antara molekul-molekul dalam suatu zat (unsur atau senyawa) melalui gaya elektrostatis. Gaya antarmolekul ini sangat dipengaruhi kepolaran dari masingmasing molekul. Gaya tarik-menarik antarmolekul sangat berkaitan dengan sifat fisika dari senyawa yang bersangkutan. Beberapa sifat fisika dari senyawa antara lain titik didih, titik beku, kelarutan, kerapatan, tekanan uap, dan tekanan osmosis.

Secara garis besar terdapat tiga (3) jenis gaya tarik-menarik antarmolekul, yaitu
a. gaya tarik-menarik dipol sesaat-dipol terimbas atau Gaya London,
b. gaya tarik-menarik dipol-dipol, dan
c. ikatan Hidrogen.

Selain membahas ketiga jenis gaya tarik-menarik antarmolekul, kita juga membahas submateri lain yang terkait dengan materi ikatan kimia 2 yaitu :
*). pengaruh gaya antarmolekul terhadap sifat fisis senyawa
*). teori domain elektron
*). teori tolakan pasangan elektron
*). teori hibridisasi.

       Demikian pembahasan materi Ikatan Kimia 2 : Gaya Antarmolekul. Untuk mempelajari secara lebih mendalam tentang materi ikatan kimia 2 : gaya antarmolekul ini, teman-teman bisa mengikuti link submateri di atas, atau teman-teman bisa langsung membacanya melalui artikel terkait dibagian bawah setiap artikel. Terima kasih.