I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu konsep tertua adalah bahwa semua materi dapat dipecah menjadi partikel terkecil, dimana partikel-partikel tersebut tidak dapat dibagi lagi. Filosof Yunani, Democritus menyatakan bahwa partikel ini melakukan pergerakan yang konstan tetapi dapat bergabung membentuk suatu kombinasi. Diperkirakan hal ini terjadi akibat adanya perbedaan ukuran. Bentuk dan susunan partikel-partikelnya. Partikel-partikel erkecil ini yang menyusun semua materi disebut atom. Banyak ilmuan yang kemudian menemukan lebih banyak mengenai sifat-sifat atom bedasarkan percobaan.
Materi dapat digolongkan menjadi unsur, senyawa, dan campuran. Pada dasarnya semua jenis materi tersusun dari partikel dasar yang sama, yaitu atom. Teori atom pertama kali dikemukakan oleh John Dalton. Salah satu isinya adalah matreri tersusun dari partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, yaitu atom. Akan tetapi, penemuan partikel-partikel sub atomik (elektron, proton dan neutron) yang diikuti dengan penemuan keradioaktifan menyebabkan timbulnya teori atau model atom baru. Yang dikemukakan oleh J.J. Thomson dan kemudian diikuti oleh Ernes Rutherford. Kelemahan model atom Rutherford mendorong Niels Bohr untuk menggabungkan model atom Rutherford dengan teori atom Planck dalam ilmu fisika, dan merumuskan model atom Bohr. Selanjutnya model atom Bohr diganti diganti dengan teori mekanika kuantum.
Kecenderungan unsur-unsur adalah mencapai kondisi yang stabil. Untuk dapat
mencapai
kondisi
yang
stabil
itu,
setiap
unsur
berusaha
memperolehnya dengan cara bekerja sama dengan unsur lain atau unsur sejenis dengan cara menerima, melepas, atau memakai elektron bersamasama. Unsur-unsur yang bekerja sama akan berikatan membentuk senyawa dan ikatannya itu disebut ikatan kimia. Dalam makalah ini akan dijelaskan
secara lebih terperinci tentang struktur atom dan ikatan-ikatan yang dibentuk oleh interaksinya.
B. Tujuan
Adapun Tujuan dari makalah ini adalah untuk menjelaskan secara lebih terperinci tentang struktur atom dan ikatan-ikatan yang dibentuk oleh interaksinya.
II. STRUKTUR DAN INTI ATOM
Perkembangan Model Atom
Perkembangan teori atom telah dimulai sejak sebelum masehi oleh ahli-ahli filsafat Yunani. Demokritos (460 – 370 SM), seorang filsuf Yunani mengemukakan istilah atom dalam bahasa Yunani sebagai atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Dari kata itulah, Demokritos mendefinisikan atom sebagai partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Namun konsep atom ini, hanyalah merupakan pemikiran semata tanpa dibuktikan dengan hasil eksperimen.Meskipun pemikiran tersebut benar, tetapi memiliki kelemahan, yakni tidak dapat menjawab pertanyaan tentang hakekat dan sifat atom itu sendiri.
Berikut ini adalah perkembangan model atom :
Teori Atom Dalton
John Dalton (1766 – 1844), adalah seorang ilmuwan Inggris. Berdasarkan percobaan-percobaan dan penelitian yang dilakukannya, ia membuat teori atom sebagai berikut:
Setiap unsur tersusun atas partikel-partikel kecil yang tidak dapat di bagi lagi yang di sebut dengan atom.
Atom-atom terdiri dari unsur-unsur yang sama akan mempunyai sifat yang sama, sedangkan atom-atom dari unsur-unsur yang berbeda akan mempunyai sifat yang berbeda pula.
Atom-atom suatu unsur semuanya sama dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur lain.
Dua atom atau lebih dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk suatu molekul.
Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah. Tetapi, kemudian dapat bergabung lagi dengan susunan berbeda dari semula menurut perbandingan tertentu, dengan massa keseluruhannya tetap.
Teori atom Dalton ini sesuai dengan gagasan Lavoisier tentang hukum kekekalan massa, yaitu massa zat sebelum dan sesudah reaksi tetap sama, dan gagasan Proust tentang hukum perbandingan tetap, yaitu perbandingan unsur-unsur dalam suatu senyawa tetap.
Namun, seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya penemuan-penemuan dalam bidang listrik, maka teori atom Dalton yang menyatakan atom merupakan partikel terkecil yang tak dapat dibagi lagi mulai diragukan oleh banyak ilmuwan.
M odel Atom T hompson
Setelah elektron ditemukan sebagai partikel hasil peruraian atom, menjadikan teori atom Dalton tidak berlaku lagi. Dengan penemuan elektron ini, maka atom bukan lagi suatu partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.
Penemuan elektron pertama kali dijelaskan oleh Michael Faraday yang beranggapan bahwa partikel-partikel elektron bersifat sebagai pembawa arus listrik negatif. Beberapa ilmuwan lain, seperti: Goldstein, Crookes, Lenard, Perrin, Hertz dan J.J Thompson juga menegaskan akan adanya elektron sebagai partikel hasil peruraian atom.
Pada tahun 1904, J. J Thompson mengemukakan suatu model atom yang berbeda dengan teori atom Dalton. Menurut Thompson, atom merupakan bola padat dan mempunyai muatan positif yang terbagi rata ke seluruh atom. Muatan ini dinetralkan oleh elektron-elektron yang juga tersebar mengelilingi atom. Model atom Thompson disebut juga sebagai model puddding Thompson atau model roti kismis.
Model atom Thompson memiliki kelemahan yaitu belum ada bagian bagian atom atau dengan kata lain tidak ada pemisahan antara elektron dan proton, karena kedua tersebar merata ke seluruh atom. Model Thomson ini
tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
M odel Atom Rutherf ord
Untuk beberapa ilmuwan, seperti Lenard dan Rutherford, model atom Thompson masih perlu dibuktikan kebenarannya melalui percobaan secara empiris.
Ernest Rutherford (1871 – 1937), seorang ilmuwan Inggris bersama dua orang asistennya Geiger dan Marsden pada tahun 1911, menguji kebenaran model atom Thomson. Mereka melakukan percobaan dengan menembakkan sinar alfa (α) melalui celah pelat timbal dan ditumbukkan dengan lempeng emas tipis yang berukuran 0,01 mm. Untuk mendeteksi partikel alfa yang keluar dari lempeng emas, dipasang layar yang berlapis seng sulfida. Apabila partikel α bertumbukkan dengan lempeng ini maka akan menyebabkan nyala sekilas atau fluoresensi yang dapat terlihat secara jelas.
Hasil pengamatan Rutherford dinyatakan sebagai berikut :
Sebagian besar sinar α dapat menembus lempeng emas dengan lurus, hal ini terjadi karena tidak dipengaruhi oleh elektronelektron. Karena sebagian besar bagian atom merupakan ruang kosong.
Sebagian kecil sinar α dibelok kan, karena lintasannya terlalu dekat dengan inti atom, sehingga dipengaruhi oleh gaya tolak inti atom. Karena inti atom bermuatan positif.
Sedikit
sekali
sinar
α
dipantulkan
kembali
sebab
tepat
bertumbukkan dengan inti atom. Karena massa atom terpusatkan pada inti atom.
Dengan kenyataan seperti itu, Rutherford membuat teori atom, sebagai berikut:
Muatan positif berkumpul pada suatu titik di tengah-tengah atom yang disebut inti atom.
Muatan negatif (elektron) berada di luar inti atom dan bergerak mengelilingi
inti
pada
lintasannya
seperti
planet-planet
mengelilingi matahari pada sistem tata surya.
Sebagaimana halnya model atom Thompson, model atom Rutherford juga harus diuji kebenarannya apakah sesuai dengan kenyataan atau tidak. Dari hasil pengujian para ilmuwan ternyata juga ditemukan adanya kelemahan pada model atom Rutherford.
Ada dua kelemahan pada model atom Rutherford, yaitu : -
Elektron yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom yang bermuatan positif sambil mendapatkan percepatan ke arah inti atom karena pengaruh gaya tarik inti atom. Berdasarkan hukumhukum elektromagnetik, gerakan elektron yang demikian akan menimbulkan gelombang elektromagnetik dan memancarkan energi. Akibatnya energi elektron akan menyusut, sehingga jari-jari lintasannya akan mengecil.
Maka lintasan elektron tidak lagi merupakan lingkaran berjari-jari sama, namun merupakan spiral atau putaran yang berpilin mendekati inti atom, hingga akhirnya elektron jatuh ke inti atom.
Tetapi kenyataannya hal ini tidak pernah terjadi. Setiap elektron yang bergerak mengitari inti atom tidak pernah mendekati dan masuk bergabung dengan inti atom. Dari penjelasan di atas, dapat Anda simpulkan bahwa model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan konsep kestabilan atom. -
Model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan spektrum garis hidrogen. Hal ini terjadi karena lintasan elektron semakin mengecil, sehingga waktu putarnya juga berkurang dan frekuensi gelombang yang dipancarkan menjadi beraneka ragam. Sehingga, atom hidrogen tidak akan menunjukkan spektrum garis tertentu, namun spektrumnya merupakan spektrum kontinu. Sedangkan pada
kenyataannya
dengan
menggunakan
spektrometer
menunjukkan bahwa spektrum atom hidrogen merupakan garis yang khas.
M odel Atom Bohr
Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Model atom Bohr merupakan penyempurnaan dari model atom Rutherford.
Kelemahan teori atom Rutherford diperbaiki oleh Neils Bohr dengan postulat bohr :
Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.
Dalam orbital tertentu, energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang lebih dalam.
Kelebihan model atom Bohr :
atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.
Kelemahan model atom Bohr : -
tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.
-
Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik, pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.
Teor i Atom M ekani ka Gelombang (Kebolehjadian menemuk an elektr on)
Namun penemuan Heisenberg tentang dualisme materi dan energi menunjukkan bahwa model atom Bohr tidak tepat lagi. Bersama dengan Schrodinger membuat model atom yang lebih di kenal dengan model atom mekanika gelombang atau atom modern. Menurut model atom ini, elektron tidak dapat di pastikan tempatnya, hanya dapat di tentukan keboleh jadiannya (kemungkinan) terbesar elektron ada disebut Orbital .
Kedudukan
elektron
dalam
atom
hanya
dapat
diketahui
dengan
menentukan 4 macam bilangan kuantum, yaitu : 1. Bilangan Kuantum Utama (n) mewujudkan lintasanelektron dalam atom.Nilai n = 1, 2, 3, 4,5 Harga n menunjukkan kulit utama, yaitu : n = 1 kulit K n = 2 kulit L n = 3 kulit M n = 4 kulit N n = 5 kulit Q
2. Bilangan Kuantum Azimuth (l) menunjukkan sub kulitdimana elektron itu bergerak sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan penyusun suatu kulit. l mempunyai harga mulai dari 0 (nol) sampai dengan (n-1) untuk setiap harga n.
l = 0 subkulit s l = 1 subkulit p l = 2 subkulit d l = 3 subkulit f
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)mewujudkan adanya satu atau beberapa tingkatan energidi dalam satu sub kulit. m mempunyai harga mulai -l sampai dengan +l. Setiap harga m, menunjukkan orbital, dan tiap orbital maksimum ditempati oleh 2 elektron.
4. Bilangan Kuantum Spin (s)menunjukkan arah perputara elektron pada sumbunya. Mempunyai harga +½ untuk elektron pertama mengisi orbital dan – ½ untuk elektron kedua.
Struktur atom Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Demikian pula sekumpulan atom dapat berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan merupakan ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.
Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.
Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya pula. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop penerowongan payaran. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.
Notasi Unsur
Proton merupakan partikel khas suatu atom, artinya atom akan mempunyai jumlah proton yang berbeda dengan atom lain, jadi nomor atom menunjukkan jumlah proton yang di miliki oleh suatu atom. Massa atom merupakan massa dari seluruh partikel penyusun atom. Jumlah proton dan neutron selanjutnya disebut nomor massa dari suatu atom. atom-atom suatu unsur dapat
mempunyai nomor massa yang berbeda karena jumlahneutron dalam atom tersebut berbeda.
Ket : X = Lambang Unsur A = Nomor Massa = Jumlah Proton + Neutron Z = Nomor Atom = Jumlah Proton = jumlah elektron Contoh : 23 11
, artinya :
Nomor atom/jumlah proton = 11
Nomor massa = 23
Jumlah elektron = 11
Jumlah newton = 23-2 = 12
Atom-atom dari unsur yang sama mempunyai nomor massa atom yang berbeda yang di sebut isotop. Contoh :
16 17 18 8 8 8
Atom-atom dari unsur yang mempunyai nomor massa yang sama, tetapi berbeda nomor atomnya disebut isobar . Contoh :
59 59 27 28
Atom-atom dari unsur dengan jumlah neutron yang sama disebut isoton. Contoh :
13 14 6 7
Jari-jari atom jari-jari atom merupakan jarak dari pusat atom ( inti atom ) sampai kulit elektron terluar yang di tempati elektron. Panjang pendeknya jari-jari atom di tentukan oleh dua faktor yaitu :
Jumlah kulit elektron
Makin banyak jumlah kulit yang dimiliki oleh suatu atom, maka jari-jari atomnya makim panjang.
Muatan inti atom Makin banyak inti atom berarti makin besar muatan intinya dan gaya tarik inti atom terhadap elektron lebih kuat sehingga elektron lebih mendekat ke inti atom.
Energi ionisasi Energi ionisasi yang di perlukan untuk melepaskan elektron yang trikat paling lemah oleh suatu atom atau ion dalam wujud gas. Energi ionisasi pertama di gunakan untuk melepaskan elektron pada kulit terluar, sedangkan energi ionisasi yang kedua merupakan energi yang di perlukan suatu ion ( Ion +1 ) untuk melepas elektronnnya yang terikat paling lemah.
Afinitas Elektron Afinitas elektron adalah besarnya energi yang di hasilkan atau di lepaskan apabila suatu atom menarik sebuah elektron. Afinitas elektron dapat di gunakan sebagai ukuran mudah tidaknya suatu atom menangkap electron. Semakin besar energi yang di lepas ( Afinitas Elektron ) menunjukkan bahwa atom tersebut cenderung menarik elektron menjadi ion negatif.
Keelektronegatifan Keelektronegatifan adalah kecendrungan suatu atom dalam menarik pasangan elektron yang di gunakan bersama dalam membentuk ikatan. Makin besar keelektronegatifan suatu atom, makin nudah menarik pasangan elektron ikatan, atau gaya tarik elektron dari atom. Skala keelektronegatifan di dasarkan kepada gaya tarik terhadap elektron relatif.
Kestabilan Atom 1) Membentuk Ion Dalam membentuk ion suatu atom akan melepas atau mengikat elektron. Untuk mencapai kestabilan, atom-atom yang mempunyai energi ionisasi
yang rendah cenderung melepaskan elektron, sedangkan atom-atom yang mempunyai afinitas elektron yang besar cenderung mengikat elektron Contoh :
Atom 17Cl = 2, 8, 7 Konfigurasi tidak stabil, agar stabil cara yang memungkinkan adalah menjadikan konfigurasi elektron seperti
18Ar
= 2, 8, 8,
dengan mengikat sebuah elektron menjadi Cl – , menjadi : 17Cl
+ e – Cl – = 2, 8, 8
Proses perangkapan itu terjadi karena afinitas atom clorin besar.
2) Menggunakan pasangan elektron bersama Atom-atom yang sukar melepas elektron atau mempunyai energi ionisasi yang tinggi dan atom yang sukar menarik elektron atau mempunyai afinitas
elaktron
yang
rendah
mempunyai
kecenderungan
untuk
membentuk pasangan elektron yang di pakai bersama.
Konfigurasi Elektron
Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Bagaimanakah pengisian elektron dalam orbital-orbital tersebut ?
Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan, antara lain:
Prinsip Aufbau, yaituelektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:
Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur: Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s 1 Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s 2 2s2 2p2 Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s 2 2s2 2p6 3S2 3p6 4s1
Prinsip Pauli, yaitu tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.
Prinsip Hund , yaitucara pengisian elektron dalam orbital pada suatu subkulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.
Contoh:
Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:
Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan
berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CCl4, tetapi tidak terdapat senyawa CCl3 atau CCl5
Ikatan Atom Macam-MacamIkatan atom antaralain : I katan Primer
Ada tiga macam ikatan yang dikelompokkan sebagai ikatan primer yaitu ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan metal. Ketiga macam ikatan ini disebut sebagai ikatanprimer karena ikatan ini kuat.
Ikatan Ion Sesuai dengan namanya, ikatan ini terjadi karena adanya tarikmenarik antara dua ion yang berlawanan tanda. Ion itu sendiri terbentuk karena salah satu atom yang akan membentuk ikatan memberikan elektron kepada atom pasangannya yang memang memiliki kemampuan untuk menerima elektron. Dengan demikian terjadilah pasangan ion positif dan negatif, dan mereka saling terikat.
Atom nonmetal memiliki hanya sedikit orbital p yang setengah terisi dan ia mampu menarik elektron luar ke dalam salah satu orbital yang setengah kosong tersebut.
Contoh : Atom F dengan konfigurasi 1 s2 2 s2 2 p5 Atom F ini hanya memiliki satu dari tiga orbital p yang terisi satu elektron. Atom ini mampu menarik satu elektron luar untuk memenuhi orbital p sehingga menjadi ion F− dengan orbital p yang terisi penuh.
Sebaliknya, atom metal memiliki satu atau lebih elektron yang terikat longgar yang berada di tingkat energi yang terletak di atas tingkat energi yang terisi penuh. Contoh : Li dengan konfigurasi 1 s2 2 s1 Li lebih mudah melepaskan satu elektron dan menjadi ion Li+ dengan orbital 1 s terisi penuh.
Li dan F membentuk ikatan ion menjadi LiF. Ikatan ion terbentuk oleh adanya gaya tarik elektrostatik antara ion positif dan ion negatif. Energi potensial V dari pasangan ion akan menjadi lebih negatif jika jarak radial r semakin kecil. Dengan m = 1, energi yang terkait dengan gaya tarik antar ion adalah : − =
Walaupun demikian, jika jarak semakin pendek awan elektron di kedua ion akan mulai tumpang-tindih. Pada tahap ini, sesuai dengan prinsip Pauli, beberapa elektron harus terpromosi ke tingkat yang lebih tinggi. Kerja harus dilakukan pada ion-ion ini agar mereka saling mendekat. Kerja ini berbanding terbalik dengan pangkat tertentu dari jarak antara pusat ion. Dengan demikian energi potensial total dari kedua ion dapat dinyatakan sebagai berikut :
− =
+
+ ∆
Dengan ∆ E adalah energi yang diperlukan untuk mengubah kedua atom yang semula netral menjadi kedua ion.
Ikatan ion adalah ikatan tak berarah. Setiap ion positif menarik semua ion negatif yang berada di sekelilingnya dan demikian pula sebaliknya. Jadi, setiap ion akan dikelilingi oleh ion yang berlawanan sebanyak yang masih memungkinkan. Pembatasan jumlah ion yang mengelilingi ion lainnya terkait dengan faktor geometris dan terpeliharanya kenetralan listrik pada padatan yang terbentuk.
Ikatan Kovalen Contoh yang paling sederhana untuk ikatan kovalen adalah ikatandua atom H membentuk molekul hidrogen, H 2. Atom H pada ground state memiliki energi paling rendah. Namun, karena elektron bermuatan negatif, maka jika ada atomH kedua yang mendekati, elektron di atom yang pertama dapat lebih dekat ke inti atom H kedua. Demikian pula halnya dengan elektron di atom H kedua dapat lebihdekat ke inti atom H pertama. Kejadian ini akan menurunkan total energi dari keduaatom dan terbentuklah molekul H2. Syarat yang diperlukan untuk terjadinya ikatansemacam ini adalah bahwa kedua elektron yang terlibat dalam terbentuknya ikatantersebut memiliki spin yang berlawanan agar prinsip eksklusi Pauli dipenuhi.
Energi total terendah dari dua atom H yang berikatan tersebut tercapai bila keduaelektron menempati orbital s dari kedua atom. Hal ini terjadi pada jarak tertentu,yang memberikan energi total minimum. Apabila kedua inti atom lebih mendekatlagi akan terjadi tolak-menolak antar intinya. dan jika saling menjauh energi totalakan meningkat pula. Oleh karena itu ikatan ini stabil.
Kombinasi Ikatan Pada umumnya elektron valensi dari dua atom yang membentuk ikatan berada dalam orbital kedua atom. Oleh karena itu, posisi elektron selalu berubah terhadap inti atomnya. Ketika kedua elektron berada di antara kedua atom dan menempati orbital s, ikatan kedua atom itu disebut kovalen. Namun, sewaktu-waktu kedua elektron bisa berada dekat dengan salah satu inti atom dibandingkan dengan inti atom yang lain. Pada saat demikian, ikatan atom yang terjadididominasi oleh gaya tarik antara ion positif dan ion negatif, yang disebut ikatan ion.Situasi seperti ini, yaitu ikatan atom merupakan kombinasi dari dua macam jenisikatan, merupakan hal yang biasa terjadi.
Ikatan kovalen murni dan ikatan ion murnimerupakan dua keadaan ekstrem dari bentuk ikatan yang bisa terjadi antar atom.Apakah suatu molekul terbentuk karena ikatan kovalen atau ikatan ion, tergantungdari mekanisme mana yang akan membuat energi total lebih kecil. Pada umumnya,makin elektropositif metal dan makin elektronegatif nonmetal maka ikatan ion akanmakin dominan. Sebagai
contoh:
LiF
berikatan
ion,
MgO
berikatan
ion
dengansedikit karakter ikatan kovalen,dan SiO2 memiliki ikatan ion dan ikatan kovalen yanghampir berimbang.
Ikatan Metal Terbentuknya
ikatan
ikatankovalen
yaitu
metal
pada
menurunnya
dasarnya energi
mirip
total
pada
dengan waktu
terbentuknya ikatan.Perbedaannya adalah bahwa ikatan metal terjadi pada sejumlah besar atomsedangkan ikatan kovalen hanya melibatkan sedikit atom bahkan hanya sepasang.Perbedaan yang lain
adalah
bahwa
ikatan
metal
merupakan
ikatan
tak
berarahsedangkan ikatan kovalen merupakan ikatan berarah.
Kumpulan dari sejumlah besaratom yang membentuk ikatan ini menyebabkan terjadinya tumpang-tindih tingkattingkatenergi.
Atom metal memiliki elektron valensi yang tidak begitu kuat terikat pada intinya. Oleh karena itu, jarak rata-rata elektron valensi terhadap inti atom metal bebas bisalebih besar dari jarak antar atom pada padatan metal. Hal ini berarti bahwa dalampadatan, elektron valensi
selalu
lebih
dekat
dengan
salah
satu
inti
atom
laindibandingkan dengan jarak antara elektron valensi dengan inti atom induknya dalamkeadaan bebas. Hal ini menyebabkan energi potensial dalam padatan menurun.Penurunan energi, baik energi potensialmaupun
energi
kinetik,
inilah
yang
menyebabkan
terbentuknya ikatan metal. Karenasetiap elektron valensi tidak terikat (tidak terkait) hanya antara dua inti atom (tidakseperti pada ikatan kovalen) maka ikatan metal merupakan ikatan tak berarah, danelektron valensi bebas bergerak dalam padatan. Padatan metal sering digambarkansebagai “gas elektron” yang mempertahankan ion-ion positif tetap terkumpul.
Secara umum, makin sedikit elektron valensi yang dimiliki oleh satu atom danmakin longgar tarikan dari intinya, akan semakin mudah terjadi ikatan metal.Material dengan ikatan metal seperti tembaga, perak dan emas, memilikikonduktivitas listrik dan konduktivitas panas yang tinggi karena elektron valensiyang sangat mudah bergerak. Metal-metal ini tak tembus pandang karena “elektronbebas”ini menyerap energi photon. Mereka juga memiliki reflektivitas tinggi karena“elektron- bebas” melepaskan kembali energi yang diserapnya pada waktu merekakembali pada tingkat energi yang lebih rendah.
Makin banyak elektron valensi yang dimiliki atom dan makin erat terikat pada intiatom, ikatan atom cenderung menuju ikatan
kovalen walaupun ikatan metal masihterjadi. Metal-metal transisi (yaitu atom-atom dengan orbital d yang tidak penuhterisi elektron seperti besi, nikel, tungten, dan titanium) memiliki karakter ikatankovalen yang melibatkan hibridisasi elektron pada orbital yang lebih dalam.
I katan-I katan Sekunder
Ikatan sekundermerupakan ikatan yang lemah dibandingkan dengan ikatan primer. Ikatan sekunder terbentuk oleh adanya gaya tarik elektrostatik antar dipole. Ikatan sekunder antara lain :
Ikatan Hidrogen Ikatan hidrogen terbentuk oleh hidrogen antara dua atom ataugrup atom yang sangat elektronegatif, seperti oksigen, nitrogen, dan fluor. Atomhidrogen menjadi ujung positif dari dipole, dan membentuk ikatan yang agak kuat(walaupun masih jauh dari ikatan primer) dengan ujung negatif dari dipole yanglain. Dipole adalah molekul di mana titik pusat muatan positif tidak berimpit dengantitik pusat muatan negatif. Ikatan hidrogen hanya terbentuk antara atom yang sangatelektronegatif, karena atom inilah yang dapat membentuk dipole yang kuat. Ikatanhidrogen merupakan ikatan berarah.
Contoh : Molekul HF ikatan kovalen yang terjadi antara atom F 1 s2 2 s2 2 p5 danatom H 1 s1, menghasilkan dipole. Dengan atom F sebagai ujung yang bermuatannegatif dan atom H sebagai ujung yang bermuatan positif. Ujung positif darimolekul HF akan menarik ujung negatif molekul HF yang lain, dan terbentuklahikatan dipole antara kedua molekul.
Molekul H2O Atom O 1 s2 2 s2 2 p4 memiliki dua orbital p yangsetengah terisi untuk berikatan kovalen dengan dua atom H. Karena elektron yangmembentuk ikatan kovalen lebih sering berada di antara atom O dan H, maka atomO cenderung menjadi ujung negatif dari dipole sedangkan atom H menjadi ujungpositif. Setiap ujung positif molekul H 2O menarik ujung negatif dari molekul H 2Oyang lain, dan terbentuklah ikatan dipole antara molekul-molekul H2O.
Terbentuknya
momen
dipole
merupakan
konsekuensi
dari
perbedaanelektronegatifitas unsur-unsur yang membentuk ikatan kovalen. Molekul yangmembentuk dipole disebut molekul polar . Momen dipole yang terjadi adalah:
μ = z × e × s Ket : z (faktor fraksi muatan) e (elektron) s (jarak dipole)
Besar momendipole adalah dalam orde 16 × 10 −30 C. Momen dipole makin besar jikaperbedaan elektronegatifitas dari unsurunsur yang membentuk ikatan makinIkatan Atom dan Susunan Atom meningkat.
Ikatan van der Waals Selain ikatan hidrogen yang merupakan ikatan yang terbentuk antara dipole-dipole permanen dan merupakan ikatan berarah, terdapat ikatan antar dipole yang terjadi antara dipole-dipole yang tidak permanen yang disebut ikatan van der Waals. Ikatan ini
merupakan ikatan tak berarah dan jauh lebih lemah dari ikatan hidrogen.
Dipole tidak permanen terbentuk karena pada saat-saat tertentu ada lebih banyak elektron di satu sisi dari inti atom dibandingkan dengan sisi yang lain. Pada saat-saat itulah pusat muatan positif atom tidak berimpit dengan pusat muatan negatif dan pada saatsaat itulah terbentuk dipole. Jadi dipole ini adalah dipole yang fluktuatif. Pada saat-saat dipole terbentuk, terjadilah gaya tarik antar dipole.
Ikatan van der Waals terjadi antar molekul gas, yang menyebabkan gas menyimpang dari hukum gas ideal. Ikatan ini pulalah yang memungkinkan gas membeku pada temperatur yang sangat rendah. Walaupun ikatan sekunder lebih lemah dari ikatan primer, namun sering kali cukup kuat untuk menjadi penentu susunan akhir dari atom dalam padatan. Ikatan sekunder ini berperan penting terutama pada penentuan struktur dan beberapa sifat polimer.
III. KESIMPULAN
Dari makalah ini maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Atom merupakan partrikel yang tersusun dari proton, neutron, dan elektron; 2. Ikatan yang dapat terbentuk adalah ikatan kovalen, ikatan ion dan ikatan logam; 3. Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terjadi akibat pemakaian pemasangan elektron secara bersama-sama oleh dua atom. Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi antara ion positif dan io n negatif dengan gaya tarik menarik elktrostatis sedangkan ikatan logama adalah ikata yang terjadi antar atom-atom logam.
