MAKALAH ikatan ionik

MAKALAH IKATAN IONIK Tugas ini dibuat untuk Mata Kuliah : IKATAN KIMIA

Oleh : 1. Tirani Dwi Pratiwi (4311416043) 2. Rani Rahma Wati (4311416057) 3. Isti Maylinda (4311416058) 4. Reffy Ika Fitria (4311416061) 5. Ekvan Candra Aji Saputra (4311416069) (4311416069) 6. Wiranda Marupa Munthe (4311416054) 7. Rahmad Hadi Syafra Demora (4311416065) (4311416065) Dosen: Ella Kusumastuti, S.Si., M.Si

PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2018

DAFTAR ISI

Halaman Judul Daftar Isi

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan BAB 2 PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Ikatan Ionik 2.2 Pembentukan Ikatan Ionik 2.3 Susunan Senyawa Ionik 2.4 Jari-jari Ionik dan Rasio Jari-jari Ionik 2.5 Sifat-sifat Senyawa Ionik BAB 3 PENUTUP 3.1 Kesimpulan Daftar Pustaka

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari sering kali kita menerima begitu saja dunia sekitar

kita beserta

perubahan-perubahan

yang

terjadi

di

dalamnya

tanpa

mempertanyakan misalnya apaitu air, apa itu minyak, kenapa menggoreng pakai minyak,

atau

pertanyaan

sepele

lain

yangmenurut

fisika

layak

untuk

dibahas.Pertanyaan-pertanyaan diatas adalah sebagian dari masalah yang dibahas dalam dalamilmu fisika dan kimia. Suatu atom bergabung dengan atom lainnya melalui ikatan kimiasehingga dapat membentuk senyawa, baik senyawa kovalen maupun senyawa ion. Senyawaion terbentuk melalui ikatan ion, yaitu ikatan yang terjadi antara ion positif [atom yangmelepaskan elektron] dan ion negative [atom yang menangkap elektron]. Akibatnya, senyawaion yang terbentuk bersifat polar. Dalam setiap senyawa, atom-atom terjalin secara terpadu oleh suatu bentuk ikatan antar atom yang disebut ikatan kimia. Seorang ahli kimia dari Amerika serikat, yaitu Gilbert Newton Lewis ( 1875- 1946) dan Albrecht Kosel dari Jerman ( 18531972) menerangkantentang konsep ikatan kimia. 

Unsur- unsur gas mulia ( golongan VIIA) sukar membentuk senyawa karenakonfigurasi elektronnya memliki susunan elektron yang Stabil.



Setiap unsur berusaha memiliki konfigurasi electron seperti yang di miliki oleh unsur gas mulia, yaitu dengan cara melepaskan elektron atau menangkap elektron.



Jika suatu unsur melepaskan elektron, artinya unsur itu elektron pada unsur lain.Sebaliknya, jika unsur itu menangkap elektron, artinya menerima elektron dari unsur lain. Jadi susunan yang stabil tercapai jika berikatan dengan atom unsur lain.



Kecenderungan atom-atom unsur untuk memiliki delapan elektron di kulit terluar disebut kaidah oktet. Gaya apakah yang mempertahankan atom-atom dalam kristal agar tetap bersatu

? Gayaelektrostatik tarik-menarik antara muatan negatif elektron dan muatan positif inti atomadalah yang menjadi penyebab timbulnya gaya pemersatu (kohesi) dalam zat  padat.Sementara itu gaya magnet sangat kecil pengaruhnya pada kohesi, dan gaya

gravitasi bahkandapat diabaikan efeknya. Di pihak lain, adanya interaksi pertukaran, sepeti gayavan der waals dan lkatan kovalen memberikan sumbangan yang berarti pada kohesi kristal. Energi kohesi kristal didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memecah/memisahkan kristal menjadi komponen-komponennya yang berupa atom netral yang bebas. Apabila komponen-komponen kristal berupa ion positif dan ion negatif, makaenergi kohesi lebih tepat disebut energi kisi. Hal ini banyak dijumpai pada ikatan ionik. Berdasarkan cara atom-atom berikatan satu sama lain dalam membentuk kristal, dapatdibedakan : ikatan ionik, ikatan kovalen, ikatan logam, ikatan van der Waals, dan ikatan hidrogen. Selanjutnya, ikatan ionik akan diuraikan pada bab  pembahasan. 1.2

Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud ikatan ionik? 2. Bagaimana ikatan ionik tersebut dapat terjadi? 3. Bagaimana susunan senyawa ionik yang terjadi? 4. Bagaimana besar jari-jari ionik dan rasio yang dimilikinya? 5. Bagaimana sifat-sifat senyawa ionik? 1.3

Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian dari ikatan ionik 2. Untuk mempelajari pembentukan ikatan ionik 3. Untuk mengetahui susunan pada senyawa ionik yang merupakan akibat dari ikatan ionik 4. Untuk mengetahui jari-jari ionik dan rasio jari-jari ionik 5. Untuk memahami berbagai sifat yang dimiliki oleh senyawa ionik

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1

Pengertian Ikatan Ionik

Ikatan kimia merupakan sebuah proses fisika yang bertanggungung jawab dalam gayainteraksi tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawadiatomik atau poliatomik menjadi stabil. Secara umum, ikatan kimia dapat digolongkanmenjadi dua jenis, yaitu: ikatan antar atom dan ikatan antara molekul. Namun dalam makalahini kami hanya akan membahas mengenai ikatan antar atom yaitu ikatan ionik. Ikatan ionik adalah sebuah gaya elektrostatik yang mempersatukan ion-ion dalamsuatu senyawa ionik. Ion-ion yang diikat oleh ikatan kimia ini terdiri dari kation dan jugaanion. Kation terbentuk dari unsur-unsur yang memiliki energi ionisasi rendah dan biasanyaterdiri dari logam-logam alkali dan alkali tanah. Sementara itu, anion cenderung terbentukdari unsur-unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi, dalam hal ini unsur-unsur golonganhalogen dan oksigen. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa ikatan ion sangat dipengaruhioleh besarnya beda keelektronegatifan dari atom-atom  pembentuk senyawa tersebut. Semakin besar beda keelektronegatifannya, maka ikatan ionik yang dihasilkan akan semakin kuat.Ikatan ionik tergolong ikatan kuat, dalam hal ini memiliki energi ikatan yang kuat sebagaiakibat dari perbedaan keelektronegatifan ion penyusunnya. 2.2

Pembentukan Ikatan Ionik

Perkembangan munculnya teori ionisasi mendorong pemahaman adanya senyawa ionic dan senyawa kovalen atau nonionic. Senyawa ionik sederhana terbentuk hanya antara unsure-unsur metalik dan nonmetalik yang keduanya sangat aktif. Dua  persyaratan penting, yaitu energi ionisasi untuk membentuk kation dan afinitas elektron untuk membentuk anion, harus lebih menguntungkan ( favourable) ditinjau dari  pertimbangan energy. Ini bukan berarti kedua reaksi pembentukan ion-ion tersebut harus eksotermik, tetapi lebih berarti bahwa reaksi tidak membutuhkan energy yang terlalu besar. Jadi, persyaratan untuk membentuk ikatan ionic adalalah salah satu atom unsur harus mampu melepas satu atau dua electron (jarang tiga electron) tanpa memerlukan banyak energy, dan atom unsure lain harus mampu menerima satu atau dua electron(hampir tidak pernah tiga elektron) tanpe memerlukan banyak energy. Oleh

karena itu ikatan ionic banyak dijumpai pada senyawa pada logam golongan 1,2 sebagian 3 dan beberapa logam transisi dengan bilangan oksidasi rendah, dan non logam golongan halogen,oksigen dan nitrogen. Semua energy ionisasi adalah endotermik, dan afinitas electron untuk halogen adalah eksotermik, tetapi unruk oksigen dan nitrogen sedikit endotermik. Jenis ikatan atom-atom dengan contoh unsure-unsur periode ketiga, dan senyawaannya dapat dipahami dengan mudah menurut model “segitiga ikatan”

(segitiga Van Arkel-Ketelaar). Pada garis dasar segitiga, dari kiri kekanan (dari Na ke Cl) atom-atom unsure tersusun dari sifat dominasi iatan metalik kesifat ikatan kovalen. Sifat paling logam dimiliki oleh unsure paling kiri (Na) dan sifat paling kovalen atau nonlogam dimiliki oleh unsure paling kanan dalam periode, sedangkan diantaranya memberikan sifat logam amfoterik dan semikonduktor. Ikatan antara kedua atom unsure paling ujung ini menghasilkan senyawa dengan ikatan ionic yang digambarkan sebagai titik puncak segitiga. Contoh pembentukan ikatan ionik: Telah diketahui sebelumnya bahwa ikatan antara natrium dan klorin dalam narium kloridaterjadi karena adanya serah terima elektron. Natrium merupakan logam dengan reaktivitastinggi karena mudah melepas elektron dengan energi ionisasi rendah sedangkan klorinmerupakan nonlogam dengan afinitas atau daya penagkapan elektron yang tinggi. Apabila terjadi reaksi antara natrium dan klorin maka atom klorin akan menarik satu elektron natrium.Akibatnya natrium menjadi ion positif dan klorin menjadi ion negatif. Adanya ion positif dan negatif memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom sehingga terbentuk natrium klorida.Pembentukan natrium klorida dapat digambarkan menggunakan penulisan Lewis sebagai berikut:

Ikatan ion hanya dapat tebentuk apabila unsur-unsur yang bereaksi mempunyai perbedaan daya tarik electron (keeelektronegatifan) cukup besar. Perbedaankeelektronegatifan yang besar ini memungkinkan terjadinya serah-terima elektron.Senyawa biner logam alkali dengan golongan halogen semuanya bersifat ionik. Senyawalogam alkali tanah juga bersifat ionik, kecuali untuk beberapa senyawa yang terbentuk dari berilium. 2.3

Susunan Senyawa Ionik

Ikatan ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom atom yang berikatan. Atom-atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedang atom-atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion). Ikatan ion  biasanya disebut ikatan elektrovalen. Senyawa yang memiliki ikatan ion disebut senyawa ionik. Aturan oktet menjelaskan bahwa dalam pembentukan natrium klorida, natriumakan melepas satu elektron sedangkan klorin akan menangkap satu elektron. Sehinggaterlihat bahwa satu atom klorin membutuhkan satu atom natrium. Dalam struktur senyawaion natrium klorida, ion positif natrium (Na+) tidak hanya berikatan dengan satu ionnegatif klorin (Cl-) tetapi satu ion Na+dikelilingi oleh 6 ion Cldemikian juga sebaliknya. Struktur tiga dimensi natrium klorida dapat digunakan untuk menjelaskansusunan senyawa ion.

a. Sel satuan secara umum,, b. Konfigurasi oktahedral, setiap atom dikelilingi 6 atomtetangga terdekat, c. Susunan mampat, dan d. Susunan atom pada salah satu  bidang sisi. 2.4

Jari-jari Ionik dan Rasio Jari-jari Ionik 2.4.1

Jari  –  Jari Ion

Jari  –   jari ion yang digunakan sekarang diperoleh dengan cara semi-empiris, yaitu dengan mempergunakan jarak antarion dari kristal senyawa alkil halida yang diperoleh dari eksperimen. Ukuran jari jari ion ditentukan olehgaya tarik muatan inti yang efektif terhadap elektron pada orbital terluar ion tersebut. Besar muatan inti efektif adalah selisih muatan inti dan pengaruh elektron penyaring atau elektron dalam. Pengaruh elektron penyaring tersebut dapat ditentukan berdasarkan data spektra yang diperoleh pada eksperimen. Muatan inti ion efektif dapat diperoleh melalui rumus : Zef = Z –  SZ = Muatan inti Zef = muatan ion efektifS = Tetapan saringan

Jari  –   jari ion positif lebih kecil daripada jari  –   jari atomnya, karena muatan inti efektifnya bertambah, sedangkan jari  –   jari negatif lebih besar dari jari  –   jari atomnya, karena muatan inti efektifnya berkurang. Harga Δ yang hampir konstan, memberi petunjuk, bahwa jari –  jari ion dapat

dianggap tetap ion  –   ion merupakan bola dan ion  –   ion tersebut saling  bersinggungan Bila ion –  ion dalam kristal, berbentuk bola, maka jarak antarion –  ion adalahd = r ++ r  – ( r +adalah jari  –  jari kation, dan r  –  adalah jari  –  jari anion).Bila jari- jari salah satu ion diketahui, maka jari  –   jari ion yang lain dapat dihitung karena harga d yaitu jarak antar ion-ion dapat ditentukan secara eksperimen. Dari eksperimen dengan sinar- X dapat diketahui susunan ion positif dan ion negatif pada kristal LiBr dan KBr, Jari  –  jari ion Li+ yang mempunyai susunan elektron 1s2 lebih kecil dari jari- jari ion Br  – dengan susunan elektron 1s2 2s 22p 6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p2. Karena itu susunan ion dalam kristal LiBr sangat ditentukan oleh ukuran jari  –   jari ion Br-. Jari  –  jari ion Br- adalah ½ x  jarak d yang diperoleh pada eksperimen. Bila jarak antara inti K+ dan inti Br juga dietahui dari eksperimen yaitu b, maka jari  –   jari ion K+ dapat dihitung yaitu b –  ½ d. Dengan cara yang sama, dapat diperoleh jari  –   jari berbagai ion seperti pada tabel ini Dari harga jari –  jari ion pada tabel dapat disimpulkan bahwa : 1.

Untuk ion yang isoelektrik, jari  –   jari ion akan berkurang bila muatan

inti bertambah, misalnya rMg2+< r Na+< rF – < rO22.

Untuk ion –  ion pada golongan yang sama jari  –  jari ion bertambah bila

masa atomnya bertambah, misalnya rF – < rCl – < rBr  – < rI –  3.

Untuk unsur yang dapat membentuk dua macam atau lebih ion positif,

makin besar muatan positif, makin kecil jari –  jarinya. Misalnya : rFe3+< rF2+ 4.

Untuk unsur transisi, ion  –   ion yang bermuatan sama Ti 2+à Ni2+,

 bertambahnya nomor atom tidak banak mempengaruhi ukuran jari  –   jarinya,

karena penambahan muatan inti dan penambahan elektron pada orbital 3d saling mengimbangi. Pada tahun 1927, Pauling menentukan harga jari  –  jari ion yang sekarang dipergunakan , dengan metode semiempiris, yaitu dengan anggapan bahwa ion  –   ion dengan susunan elektron yang sama (isoelektronik) seperti ion K + dan

ion Cl – , jari –  jarinya berbanding terbalik dengan muatan efektifnya. Sebagai contoh dapat dilihat pada kristal KCl. Tetapan saring untuk ion K + dan ion Cl – yang isoelektronik adalah 10,87 e ( e= muatan elektron ). Muatan inti efektif ion K +adalah ( 19  –   10,87 ) e = 8,13e dan untuk ion Cl –  adalh ( 17  –  10,87 ) = 6,13 e. Bila jarak antarion K dan ion Cl = 3,14Å Jari –  jari ion K + = x 3,14 Å = 1,35 Å Jari –  jari ion Cl –  = x 3,14 Å = 1,79 Å Jari  –   jari ion pada tabel yang ditentukan dengan cara Pauling diperoleh dengan anggapan bahwa ion  –   ion beripa bola yang satu sama lain  bersinggungan. Bagaimanappun, susunan elektron yang mengelilingi inti sebenarnya adalah diffuse, sehingga sukar ditentukan batas orbital, dan 2 ion yang sangat berdekatan akan saling tumpang tindih sehingga terjadi deformasi kristal, artinya dalam kristal yang berbeda bentuknya deformasi ion  –  ion juga  berbeda. Harga ion – ion yang bermuatan tunggal. Jari  –   jari ion harus sedemikian rupa sehingga jari  –   jari kristal dari sepasang ion positif dan ion negatif yang bersinggungan di dalam kristalnya sama dengan jarak kesetimbangan anatarion. Jarak kesetimbangan ion tersebut tergantung pada konfigurasi elektron dalam ion, susunan kristal dan angka  banding jari –  jari ion positif dan ion negatif. Untuk jari –  jari yang bervalensi ganda atau jari  –  jari kristal, diperlukan faktor koreksi. Jari –  jari kristal pada umumnya lebih kecil dari jari  –  jari ion, karena muatan ion yang lebih besar menyebabkan gaya tarik antarion juga menjadi

lebih besar. Bilangan koordinasi yang berbeda juga menyebabkan berubahnya  besar jari –  jari ion. Dalam satu golongan pada SPUdari atas ke bawah, jari  –   jari ion bertambah secara teratur, karena muatan inti positif diimbangi oleh efek saringan. Jari  –   jari ion negatif lebih besar dari jari  –  jari ion positif yang isoelektronik, karena  bertambahnya tarikan inti pada ion positif. Untuk deret isoelektronik Na+, Mg2+ , Al3+, jari  –   jari kristalnya makin kecil karena bertambahnya muatan positif inti yang dapat menarik elektron lebih dekat ke inti. 2.4.2

Rasio Jari  –  Jari ionik 

Besarnya ukuran rongga oktahedral dalam sebuah kisi kemas rapat ion dapat ditentukan. Suatu kation yang menempati tepat sebesar oktahedral, bagian aksialnya akan membentuk bujur sangkar dengan panjang diagonal sebesar 2r + + 2r  – . Dengan demikian, dalam segiriga siku  –   siku sama kaki ABC  berlaku hubungan sebagai berikut : Cos 450 = = 0,707 r  –  = 0,707 r  – + 0,7070 r + 0,293 r  – = 0,707 r + , sehingga = 0,414, atau = 2,42 Rasio ini ( ~ 0,414 ) akan memnatasi sifat “kestabilan” kation dalam ringga oktahedral untuk menjaga agar anion  –   anion dan anion  –   kation tetap tepat  bersinggungan. Kation dengan ukuran lebih kecil tentu akan memilih rongga tetrahedral yang lebih kecil daripada rongga oktahedral, dan kation yang lebuh  besar akan memilih rongga kubus sederhana. Gambar 1.29 Posisi kation dalam : 1. Rongga oktahedron anion 2. Penampang irisan mendatarnya dan 3. Penampang irirsan mendatar untuk struktur triagonal

Dengan cara yang sama, rasio terendah bagi rongga dengan bilangan koordinasi 3 ( trigonal, gambar c ). 4 ( tetrahedral), 8 ( kubus sederhana ), dan 12 ( dodekahedral) dapat ditentukan yaitu masing  –   masing sebesar ~ 0,155, 0,255, 0,732 dan 1,00. Hal ini berarti bahwa untuk rasio 0,155  –  0,225, bentuk yang lebih diuntungkan adalah koordinasi geometri trigonal, rasio ,255  –  0,414, koordinasi geometri tetrahedrak, rasio 0,414  –  0,732 kordinasi geometri oktahedral, dan rasio 0,732  –   1,00 bentuk koordinasi geometri kubus sederhana ( tabel 1.1 ). Manfaat jari  –   jari rasio ini dapat diilustrasikan pada  beberapa senyawa termasuk yang telah dibicarakan dan akan dibicarakan lebih lanjut seperti berikut ini. Tabel 1.1.1 Hubungan rasio jari  –  jari dengan geometri Senyawa BeS mempunyai rasio jari  –  jari .Dengan demikian dapat diramalkan  bahwa Be mempunyai bilangan koordinasi empat karena cocok menempati ruang tetrahedral dan kenyataanya memang BeS mengadopsi struktur wurtzit. Demikian juga dengan cara yang sama dapat diramalkan bahwa ion Na +akan memeilih menempati rongaga- rongga oktahedral dalam kemas-rapat kisi anion Cl –  , sehingga membentuk kristal NaCl dengan bilangan koordinasi enam, karena . Tetapi , dengan kation yang lebih besar seperti Cs + , struktur CsCl tidak lagi mengadopsi bilangan koordinasi enam seperti NaCl , melainkan mengadopsi bentuk kubus sederhana dengan bilangan koordinasi 8 karena . Dalam senyawa yang mempunyai jumlah anion tidak sama dengan jumlah kation, misalnya SrF2, TiO2, Li2O, Rb2S, penerapan rasio jari  –   jari terhadap dugaan bilangan koordinasi tidak begitu mudah. Dalam hal ini caraterbaik dengan memepertimbangkan dua macam perhitungan rasio jari  –   jari seperti contoh SrF2 berikut : maksimum bilangan koordinasi Sr 2+ = 8 maksimum bilangan koordinasi F –  = 8 Oleh karena jumlah anion F –  harus dua kali jumlah kation Sr 2+, maka sebaliknya bilangan koordinasi kation Sr 2+ harus dua kali bilangan koordinasi

anion F. Kesesuaian bilangan koordinasi dengan stoikiometri ini menyebabkan SrF2 mengadopsi struktur flourit dengan kation Sr 2+ mempunyai bilangan koordinasi 8 (maksimum ) dan anion F – mempunyai bilangan koordinasi 4. Contoh kedua adalah senyawa SnO 2, dengan rasio ion : maksimum bilangan koordinasi Sn4+ = 6 maksimum bilangan koordinasi O2- = 6 Dengan mempertimbangkan stoikiometri senyawa ini , bentuk yang hanya mungkin diadopsi adalah struktur TiO2-  rutil dengan bilangan koordinasi 6 untuk kation Sn4+dan bilangan koordinasi 3 untuk anion O 2-. Contoh terakhir adalah senyawa K 2O, dengan rasio ion : maksimum bilangan koordinasi K + = 8 maksimum bilangan koordinasi O 2- = 8 Pertimbangan stoikiometri menyarankan bahwa K 2O mengadopsi struktur antiflourit, yaitu K + dan O2- masing  –   masing mempunyai bilangan koordinasi 4 dan 8. Catatan : Aplikasi rasio jari  –   jari ini sesungguhnya sangat terbatas dan harus hati  –   hati, khususnya bila ikatan kovalen menjadi faktor yang harus dipertimbangkan. Perkecualian terhadap penerapan rasio jari  –  jari

Penerapan hubungan rasio jari  –   jari terhadap bangun geometri pada berbagai contoh di atas memang cukup instruksif. Namun rasio jari  –   jari hanalah merupakan sebuah petunjuk saja yang sesungguhnya sangat terbatas  pemakaiannya dan perlu hati  –   hati khususnya jika ikatan kovalen menjadi faktor yang perlu dipertimbangkan. Walaupun banyak senyawa ionik benar  –   benar mengadopsi bangunan geometri sesuai dengan ramalan, ada banyak  perkecualian yang ekstrem ( tabel 1.2 )

Senyawa

r + / r  –  

Kemasan – duga

Kemasan- nyata

HgS

0,68

NaCl ( koordinasi 6)

ZnS ( koordinasi 4)

LiI

0.35

ZnS ( koordinasi  NaCl ( koordinasi 4) 6)

RbCl

0,99

CsCl ( koordinasi  NaCl ( koordinasi 8) 6)

Kimia bukanlah subjek yang sederhana, dan dalam senyawa yang sangat ionik sekalipun sesungguhnya terdapat sifat kovalen parsial walaupun hanya  berderajat rendah; semakin berkurang derajt ioniknyasemakin bertambah derajt kovalensinya, dan dalam keadaan demikian ini model bola keras bagi suatu ion dalam berbagai senyawa tidal lagi tepat. Sebagai contoh, raksa ( II ) sulfida, HgS, mempunyai tingkat kovalensi yang cukup tinggi sehingga dapat dipertimbangkan sebagai senyawa dengan jaringan kovalen seperti intan dan silikon dioksida. Tingginya sifat kovalensi ini memungkinkan pemilihan geometri tetrahedron- struktur ZnS, sebagaimana sering dijumpai bagi senywa Hg (II). Sifat kovalen parsial juga terdapat dalam litium iodida (ion iodida mudah terpolarisasi). Pemilihan bangun geometri-struktur NaCl pada senyawa ini sunggguh tidak masuk akal jika alasannya didasarkan pada harga standar jari  –   jariioniknya. Ion Li+ terlalu kecil ukurannya dalam rongga oktahedral anion iodida sehingga akan mengakibatkan posisi kation tidak fit ( pas) tetapi  bergejolak terus  –  menerus. Studi struktur kristal menunjukkan bahwa rapatan elektron litium tidak berupa bola (sferis) melainkan mencuat keluar ke arah keenam atom iodin disekelilingnya; oleh karena itu, litium iodida tidak dapat dipertimbangkan sebagai senyawa yang benar  –   benar ionik, dan diduga mengandung 30% karakter kovalen.

Selain itu ditemukan bukti bahwa perbedaan energi antara kemasan geometri sering sangat kecil. Sebagai contoh rubidium klorida, RbCl, umumnya mengadopsi geometri struktur  –  NaCl yaitu kubus pusat muka, dan bukan struktur-CsCl yaitu kubus sederhana sebagaimana diramalkna. Namun, kristalisasi dibawah tekanan dapat menghasilkan geometri struktur-CsCl. Jadi  perbedaan energi pengemasan antara kedua bangun geometri tentulah sangat  penting. Akhirnya, perlu diingat bahwa nilai jari  –   jari ionik tidaklah tetap dari lingkungantetangganya yang satu ke yang lain. Sebagai contoh, ion Cs + mempunyai jari  –   jari ionik sebesar 181 pm hanya ketika ion ini dikelilingi oleh enam anion tetangga , dan dengan delapan anion tetangga seperti dalam CsCl, Cs + mempunyai jari  –   jari ionik seedikit lebih besar, 188 pm. Untuk ion  –  ion berukuran besar, perrbedaan ini bukanlah merupakan faktor utama, tetapi untuk ion  –   ion berukaran kecil perbedaanya sangat signifikan. Litium, dalam lingkungan koordinasi empat, mempunyai jari  –   jari 73 pm, tetapi dalam lingkungan koordinasi enam, Li + mempunyai jari –  jari 90 pm.

2.5

Sifat-sifat Senyawa Ionik

Pada temperatur kamar, senyawa kovalen dapat berwujud padat,cair, dan gas, tetapi senyawa ionik berwujud padat dan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: 

Senyawa ionic cenderung mempunyai konduktivitas listrik sangat rendah dalam  bentuk padatan, tetapi penghantar listrik sangat baik pada keadaan leburnya. Daya hantar listrik ini diasosiasikan dengan adanya ion-ion positif dan negative yang  bergerak bebaskarena pengaruh listrik. Dalam keadaan padat, ion-ion ini diikat kuat dalam kisi, tidak mengalami migrasi atau perpindahan, dan juga tidak membawa arus listrik.



Senyawa ionic cenderung mempunyai titik leleh tinggi, ikatan ionic biasanya sangat kuat dan terarah kesegala arah. Ini bukan berarti bahwa ikatan ionic lebih kuat dari pada ikatan kovalen, melaikan karena sebaran arah ikatan kesegala arah, dan inilah yang merupakan faktor penting dalam kaitannya dengan titik leleh yang tinggi.



Senyawa ionic biasanya sangat keras tetapi rapuh.kekerasan senyawa ionic sesuai dengan argumen diatas, sekalipun perlakuannya melalui pemisahan secara mekanik ketimbang pemisahan secara termal terhadap gaya-gaya tarik-menarik antar ion. Kecenderungan kerapuhan merupakan akibat sifat alami ikatan ionik. Jika cukup gaya untuk menggeser sedikit ion-ion (misalnya dalam unit sel NaCl,

 panjang ikatan menjadi memendek separohnya), maka gaya yang semula tarikmenarik akan berubah menjadi gaya tolak-menolak karena kontak antar anion dan antar kation menjadi lebih signifikan. Akibatnya, Kristal menjadi mudah terpecah-belah, dan hal inilah yang banyak ditemui pada banak mineral. 

Senyawa ionic biasanya larut dalam pelarut polar dengan permitivitas (tetapan dielektrikum) tinggi. Energy interaksi dua partikel bermuatan dinyatakan dengan rumus E= , dalam hal ini q+ dan q –  adalah muatan listrik partikel, r adalah jarak  pisah kedua partikel dan = permitivitas atau tetapan dielektrikum medium; untuk mediu hampa, o=8,85x 10-12 C2m-1J-1. Pelarut polar umumnya memiliki tetapan dielektrikum tinggi, misalnya untuk air =7,25 x 10-10 C2m-1J-1,asetonitril =2,9 x 10-10C2m-1J-1 dan untuk ammonia =2,2 x 10 -10 C2m-1J-1, atau (H2O) = 82 o , (CH3CN) = 33 o

,(NH3) =

25 o . Oleh karena permitivitas amonia 25 kali permitivitas hampa,

maka dapat dimengerti bahwa gaya tarik ion-ion terlarut dalam amonia hanyalah sebesar 4% daripada gaya yang sama tanpa pelarut; semakin tinggi tinggi  permitivitas pelarut semakin besar pengaruhnya. 2.5.1

Kecenderungan Pada Jari-jari Ionik

Jari-jari kation semakin kecil untuk sederet spesies isoelektronik dalam satu  periode dengan kenaikan muatan ion. Sebagai contoh 11 Na+,12Mg2+ dan 13Al3+, secara berurutan mempunyai jari-jari ionic 116, 86, dan 68 pm; ketiga-tiganya isoelektronik, mempunyai 10 elektron dengan konfigurasi elektronik 1s2 2s2 2p6. Satu-satunya perbedaan adalah jumlah proton didalam intinya; makin besar jumlah proton atau muatan inti makin besar muatan inti efektifnya, Zef! dan oleh karena itu makin kuat gaya tariknya terhadap elektron sehingga makin kecil ukuran atau jari-jari ionnya. Jari-jari anion semakin kecil untuk sederet spesies isoelektronik dalam satu periode dengan penurunan muatan ion. Sebagai contoh, anion 7 N3-,8O2-,dan 9F – , secara berurutan mempunyai jari-jari ionic 132,124 , dan 117 pm. Ketiga spesies anionic ini adalah isoelektronik (10 elektron) dan dengan argumentasi yang sama seperti tersebut diatas dapat dijelaskan penurunan ukuran anion ini. Kedua contoh seri kation (Na+,Mg2+ dan Al3+) dan anion (N3-,O2-,dan F – ,) yang juga isoelektronik menunjukkan bahwa ukuran anion jauh lebih besar ketimbang ukuran kation. Secara

umum

memang

benar

bahwa

kation

logam

ukurannyaketimbang anion nonlogam dalam satu periode.

lebih

kecil

Dalam satu golongan,ukuran atom semakin besar dengan naiknya nomor atom(dari atas kebawah), demikian juga ukuran ionnya. Sebagai contoh, anion halogenida,F – ,Cl – ,Br -, dan I – ,secara berurutan mempunyai jari-jari ionic 117,167,182 dan 206 pm. Akhirnya perlu diketahui bahwa ukuran ion tidak dapat

diperoleh

secara

langsung,melainkan

secara

empiric,

yaitu

membandingkan hasil pengukuran lebih dari satu senyawa untuk atom-atom yang sama. Nilai jari-jari ionic yang diperoleh Shannon dan Prewit biasanya  paling sering digunakan karena dianggap lebih akuran dari pada yang lain. 2.5.2

Model Ionik dan Ukuran Ion

Berdasarkan elektronegativitas Pauling, jika perbedaan elektronegatifitas antara dua atom yang berikatan kovalen membesar, sifat ikatan menjadi semakin polar. Akhirnya, jika perbedaan tersebut sedemikian besarnya sehingga pasangan elektron sekutu menjadi terabaikan karena lebih mendekat kepada salah satu pihak, maka ikatan yang terjadi dapat dikatakan sebagai ikatan ionik. Dengan demikian, ikatan ionik secara sederhana adalah gaya atraksi ( tarik –  menarik ) elektrostatik anata ion positif dengan ion negatif. Pauling

melukiskan

bahwa

kenaikan

perubahan

perbedaan

keelektronegativitas akan mengakibatkan kenaikan sifat ionik secara perlahan dan kontinu. Perbedaan elektronegativitas nol merupakan titi ekstrem sifat kovalen murni. Jadi, sesungguhnya tidak ada garis pembatas yang tegas antara karakter kkovalen dan ionik , ddan kenyataanya banyak ditemui senyawa yang termasuk kategori “intermediat” atau sering disebut kovalen polar. Kovalen  polar ini dapat bersifat ionik parsial atau dapat bersifat kovalen parsial. Karena logam umumnya mempunyai sifat elektronegativitas rendah dan nonlogam bersifat elektronegativitas tinggi, senyawa yang dibentuk dari keduanya sering termasuk kategori ionik. Menurut model ionik murni, satu atau dua elektron valensi telah berpindah dari atom berelektronegativitas rendah ke atom berelektronegativitas tinggi. Ukuran atom dalam periode semakin kecil dengan naiknya nomor atom atom( dari kiri ke kanan ) sebagai akibat naiknya muatan inti efektif, Zef. Tetapi,  perubahan atom menjadi ion mengakibatkan perubahan yang kompratif besar  pada ukurannya. Pembentukan ion logam ( kation ) dari atomnya biasanya melibatkan pelepasan semua elektron valensi, sehingga ukuran kation akan

menjadi jauh lebih kecil ketimbang ukuran atom induknya. Sebagai contoh ,  jari –  jari atom natrium adalah 186 pm, tetapi jari  –  jari ionnya, Na+, hanya 116  pm. Dengan demikian terjadi penyusutan ukuran yang sangat dramatik. Volume bola ( atom / ion ),adalah V = r 3 , maka penyusutan jari  –   jari kation tersebut mengakibatkan penyusutan volume menjadi kira- kira hanya volume induknya. Untuk anion berlaku sebaliknya. Ukuran anion negatif lebih besar ketimbang atom induknya. 2.5.3

Kecenderungan Pada Titik Leleh

Ikatan ionic adalah hasil dari gaya tarik-menarik satu ion dengan ion-ion  berlawanan muatan di sekelilingnya dalam kisi Kristal. Proses pelelehan melibatkan pemutusan parsial gaya tarik-menarik tersebut dan mengizinkan ion-ion dapat bergerak bebas dalam fase cairnya. Titik leleh yang tinggi bagi senyawa ionic menyarankan bahwa ikatan ionic tentunya sangat kuat. Semakin kecil ukuran ion berarti semakin terpusat muatannya sehingga semakin kuat  pula ikatan ioniknya, dan dengan demikian semakin tinggi titki lelehnya. Hal ini ditunjukkan oleh contoh sederet senyawa halida, KF,KCl,KBr, dan KI, yang secara berurutan mempunyai titik leleh 857,772,735, dan 685 oC. 2.5.4

Polarisasi dan Kovalensi

Sebagian besar penggabungan logam dan nonlogam mempunyai karakter senyawa ionik, namun terdapat beberapa kekecualian. Kekecualian ini terjadi apabila electron terluar dari anion tertarik begitu kuatnyakarah kation sehingga mengakibatkan terbentuknya ikatan kovalen hingga derajat kovalensi tertentu, artinya rapatan anion terdistorsi kearah kation. Distorsi (penyimpangan) dari  bentuk ideal anion ini, yaitu spherical (bentuk bola), disebut polarisasi. Semakin besar sifat polarisasi anion semakin besar derajat iatan kovalensinya. Aturan yang dikemukakan oleh Kasimir Fajans perihal polarisasi adalah srbagai berikut. 1. Kation dengan ukuran semakin kecil dan muatan positif semakin besar mempuyai daya mempolarisasi semakin kuat. 2. Anion dengan ukuran semakin besar dan muatan negatif semakin besar akan semakin mudah terpolarisasi. 3. Kation yang mempunyai konfigurasi elektronik bukan konfigurasi elektronik gas mulia mempunyai daya mempolarisasi lebih kuat.

Ukuran daya mempolarisasi suatu kation dinyatakan dalam rapatan muatanya. Rapatan muatan adalah muatan ion (jumlah unit muatan dikalikan dengan muatan proton dalam satuan coulomb,C) persatuan volume, sehingga:= (dengan n = muatan ion , = muatan proton dalam satuan coulomb, dan r = jari jari ion).Sebagai contoh, ion natrium mempunyai muatan +1 dan jari-jari ion 116 pm (1.16 x 10 -7mm), maka rapatan muatanya adalah:Rapatan muatan, = =24 C mm-3. Dengan cara yang sama rapatan muatan ion alumunium dapat dihitung yaitu sebesar 364 C mm -3. Dengan rapatan muatan yang jauh lebih besar ion alumunium (Al3+) mempunyai daya mempolarisasi (terhadap anion) yang lebih kuat dibandingkan dngan daya mempolarisasi ion natrium, sehingga dengan anion yang sama senyawa alumunium lebih bersifat kovalen dibandingkan dengan senyawa natrium. Salah satu cara yang paling mudah untuk membedakan sifat ionic dari sifat kovalen suatu spesies adalah dengan membandingkan titik lelehnya. Senyawa ionik (dan juga senyawa ovalen jaringan) cenderung mempunyai titik leleh tinggi, tetapi senyawa kovalen sederhana mempunyai titik leleh rendah. Sebagai contoh, senawa AlF3 dan AlI3mempunyai titik leleh yang sangat  berbeda yaitu masing-masing 1290 dan 190oC. ion fluoride mempunyai jari jari ionic 117 pm, jauh lebih kecil dari pada jari-jari ionic iodide, 206 pm. Dari data ini ukuran volume anion iodide kira-kira adalah 5 ½ (atau 206 3/ 1173) kali ukuran volume ion fluorida. Tingginya titik leleh alumunium fluoride mengindikasikan bahwa senyawa ini lebih bersifat ionik. Ini berarti bahwa ion fluoride yang ukurannya kecil tidak akan mudah terpolarisasi oleh ion Al3+  sekalipun muatan positifnya besar. Sebaliknya karena besarnya ukuran ion iodide maka rapatan elektronnya mudah dipolarisasi oleh ion Al 3+, sehingga senyawa AlI3 yang terbentuk lebih bersifat kovalen dengan titik leleh yang jauh lebih rendah. Bandingkan dengan titik leleh senyawa KI (685 oC), dan KF (857oC). Oleh karena jari-jari ionic dengan sendirinya bergantung pada muatan ionnya, maka besarnya muatan kation sering merupakan petunjuk yang baik untuk menentukan derajat kovalen spesies ( sederhana) yang bersangkutan. Kation

dengan muatan +1, dan +2, biasanya mendominasi sifat ionic, sedangkan kation dengan muatan +3 membentuk senyawa ionic hanya dengan anion yang sukar terpolarisasi seperti ion fluoride. Kation dengan muatan teoritik +4 atau lebih sesungguhnyatidak dikenal sebagai ion, dan senyawanya sering dianggap sebagai senyawa yang didominasi oleh sifat kovalen. Sebagai contoh, MnO mempunyai titik leleh 1785oC tetapi Mn2O7  berupa cairan pada temperatur kamar. Hasil penelitian menunjukan bahwa Mn (II) membentuk kisi Kristal ionic dalam MnO, tetapi Mn(VII) membentuk molekul kovalen dalam Mn 2O7. Menurut perhitungan, rapatan muatan ion Mn 7+ (jika ada) adalah 1240 C mm 3

  dan ion Mn2+adalah 84 C mm-3. Rapatan muatan positif ion Mn 7+ sangat

tinggi, dan ukuran ion lebih kecil dibandingkan dengan ion Mn 2+, sehingga mempunyai daya mempolarisasi yang sangat kuat terhadap anion oksida, dan akibatnya terbentuknya senyawa yang bersifat kovalen, sesuai dengan titik lelehnya yang rendah. Aturan Fajans berkaitan dengan kation yang mempunyai konfigurasi elektronik ukan gas mulia. Sebagai contoh adalah kation Ag +(dengan konfigurasi[Ar] 4d10), demikian juga Cu +, Sn2+, dan Pb2+, senyawa-senyawa  perak halida, AgF,AgCl,AgBr, dan AgI, mempunyai titik leleh masing-masing 435,455,430,, dan 558 oC harga ini lebih rendah kira-kira 300 oC dibandingkan dengan titik leleh KF,KCl,KBr, dan KI. Dengan demikian, kation perak mempunyai daya mempolarisasi yang lebih kuat dibandingkan kation K +, sehingga senyawa-senyawa perak halida lebih bersifat kovalen dibandingkan dengan senyawa-senyawa kalium halida. Petunjuk lain tentang sifat kovalensi halida perak adalah kenyataan bahwa haloda perak (kecuali fluoride) sukar larut dalam air seangkan kalium halida semuanya sangan mudah larut dalam air. Menurutnya sifat ionic atau naiknya sifat kovalen halida mengakibatkan melemahnya interaksi antara molekul air dengan muatan ion tersebut sehingga cenderung sukar larut. Untuk perak fluoride, ukuran ion fluoride yang kecil menyebabkan sukar dipolarisasi oeh kation perak, sehingga senyawanya lebih  bersifat ionic dan akibatnya dapat larut dalam air. Contoh lain adalah perbandingan sifat oksida dan sulfide antara natrium (I) dengan tembaga(I). kation natrium dan tembaga keduanya mempunyai jari-jari

yang hampir sama. Oksida maupun sulfide dari natrium bersifat ionic,larur, dan bereaksi dengana air, tetapi oksida dan sulfida tembaga (I) tidak larut dalam air. Menurut aturan fajans yang ketiga, kation Cu(I)dengan konfigurasi electron bukan gas mulia mempunyai daya mempolarisasi yang lebih kuat hingga mempunyai kecenderugngan lebih kovalen. Hal ini parallel denga  besarnya perbedaan elektronegativitas yaitu 2,5 untuk natrium oksida yang  ber, dan arti lebih bersifat ionic 1,5, untuk tembaga (I) oksida yang berarti lebih bersifat kovalen.