Ikatan Molekul

Ikatan Molekul

Jika atom-atom saling mendekat, pada suatu jarak tertentu gaya-gaya tarik menarik mulai berperan dan dapat mengikat mereka menjadi suatu molekul. Mekanisme timbulnya gaya tarik menarik tersebut berbeda dari satu molekul ke molekul yang lain. Ada tiga macam mekanisme timbulnya gaya tarik menarik tersebut yaitu: gaya Van der Waals, ikatan ionik dan ikatan kovalen. 1. Gaya Van der Waals Jika dua atom mendekat satu sama lain, mereka saling menginduksikan suatu dwikutub listrik sehingga terjadilah potensial interaksi antar dwikutub yang  berupa potensial tarik menarik berbentuk  . Untuk jarak r yang cukup kecil terjadilah tumpang tindih edaran elektron. Karena adanya larangan Pauli maka timbullah gaya tolak yang membawanya ke orbit yang lebih tinggi. Potensial yang ditimbulkannya berbentuk

 

sehingga potensial efektifnya adalah 



       b

(18)

Dengan a dan b adalah bilangan positip dan n adalah bilangan positip besar (§10) 2. Ikatan ionik Ikatan ini terbentuk jika ada atom-atom yang walaupun mula-mula  bersifat netral memberikan elektronnya ke atom-atom yang lain menjadi ion-ion   posisp maupun negatip. Ion-ion berbeda jenis muatan listriknya ini kemudian membentuk suatu ikatan yang disebut sebagai ikatan ionik. Sebagai contoh kita tinjau molekul KCL. Atom K memiliki sebuah elektron valensi (elektron terluar) di kulit 4s dengan energi ikat hanya 4,34 eV. Atom Cl yang memiliki 5 elektron valensi di kulit 3p dapat menarik elektron valensi atom K tadi sehingga membentuk kulit 3p yang penuh da mengikatnya dengan energi ikat 3,80 eV. Atom Cl yang telah mendapat tambahan satu elektron menjadi bermuatan listrik negatip sedangkan atom K yang kehilangan sebuah elektronnya menjadi ion

 positip. Pasangan ion positip negatip ini tarik menarik dengan energi potensial ±  e/r. Energi total sistem menjadi 







         

(19)

E dalam satuan eV dan r dalam satuan . 3. Ikatan Kovalen Dalam beberapa keadaan, elektron-elektron valensi suatu atom dimiliki  bersama dengan atom lain. Hal ini terutama menjadi pada molekul yang tersusun dari atom-atom identik suatu molekul, seperti H2, O2, N2, dan sebagainya. Ikatan yang dihasilkan dari pemilikan bersama elektron-elektron valensi disebut ikatan kovalen . Contoh paling sederhana adalah ikatan pada molekul H2. Kita tinjau keadaan lebih sederhana lagi yaitu pada ion H+2. Yang berarti hanya ada sebuah elekton dalam molekul tersebut. Elektron tersebut dapat dipandang berada di dalam dua buah potensial bersimetri bola yang identik V1 dan V2. Andaikan u1 adalah fungsi gerlombang elektron bila hanya ada V1 (G b. 1a) dan adalah fungsi gelombang elektron hanya bila hanya ada V2 (G b. 1b), maka 



     

Adalah fungsi gelombang yang mungkin dimiliki elektron di dalam ion H+2 tersebut (G b. 1c). u+ disebut fungsi gelombang simetri dan u- fungsi gelombang anti simetri.

u2

a) P1

u2

 b)

P2 

simetri

0 x R 

c)

u- = u1 ± u2 antisimetri d)

ambar 1. Fungsi Fungsi gelombang elektron elektron dalam molekul H+2

G

Variasi rapat kebolehjadian menemukan elektron sepanjang garis  penghubung kedua proton ditunjukkan dalam G b. 2 

P1



P1

P2 a)

P2 b)

ambar 2. Rapat kebolehjadian menemukan elektron dalam ion H+2. a) simetri

G

 b)antimestri

Kedua fungsi gelombang memberikan rapat kebolehjadian yang maksimum di dekat masing-masing proton. Di daerah kedua proton, U+ memberikan nilai rapat kebolehjadian yang cukup berarti sedang

u-

memberikan

nilai yang sangat kecil atau nol. Jika elektron berada di daerah antara kedua proton, elektron tersebut akan menarik kedua proton, sedang jika berada di salah satu sisi, membantu memisahkan kedua proton. Dengan perkataan lain, ketika elektron berada di antara kedua proton ia berlaku sebagai perekat dan memberikan konfigurasi yang  paling stabil. Dengan demikian energi yang berhubungan dengan u+ lebih kecil daripada energi yang berhubungan dengan u . Energi tersebut tergantung pada -

 besarnya jarak pemisah antara kedua proton. Jika jarak tersebut mengecil maka untuk keadaan yang berhubungan dengan u+, energinya mengecil karena potensial tarik menarik dominan dalam hal ini. Hal yang sebaliknya terjadi untuk u- Namun demikian untuk jarak yang lebih kecil dari suatu nilai r o tertentu, kedua proton sudah sangat berdekatan sehingga gaya tolak menolak menjadi sangat dominan, dengan demikian energinya membesar dengan mengecilnya jarak antar proton tersebut.