Ikatan dan Unsur

Ikatan dan Unsur

1. Pengertian Ikatan Kimia
Ikatan kimia adalah interaksi yang menjelaskan hubungan antar atom sehingga menjadi molekul ion, kristal dan spesies yang stabil lainnya.

2. Faktor Geometri
 Jari-jari atomik dan ionik 
- Jari-jari Logam merupakan separuh jarak antar inti atom. Ikatan logam terdiri dari ion logam yang positif di lautan elektron  yang merupakan valensi elektron dari setiap atom dan saling bertumpang tindih. Elektron tersebut bebas bergerak dan mengelilingi inti di dalam kristal.
- Jari-jari kovalen merupakan separuh jarak atom antara dua atom yang sama terikat secara bersama oleh ikatan kovalen. Ada berbagai senyawa yang merupakan ikatan kovalen misalnya O2, NH3, SO3, dan sebagainya. Di dalam senyawa kovalen juga bisa membentuk ikatan tunggal yang disebut ikatan kovalen tunggal. Lalu, ada senyawa dengan ikatan rangkap dua yang disebut dengan ikatan kovalen rangkap dua. Selain itu terdapat juga ikatan kovalen rangkap tiga.Dalam ikatan kovalen juga bisa terjadi penyimpangan kaidah oktet. Penyimpangan ini bisa terjadi pada senyawa BF3, CO, dan PCl5
- Jari-jari Ionik ion terbentuk akibat adanya melepas atau menerima elektron oleh atom-atom yang berikatan. Atom yang melepas elektron menjadi ion positif (kation) sedangkan atom menerima elektron menjadi ion negatif (anion).

Entalpi Kisi
Siklus Born-Heber adalah suatu pendekatan yang digunakan untuk menganalisis energi reaksi. Untuk memutuskan ion-ion bebas dari kisi membutuhkan energi bebas. Nilai dari energi kisi bergantung ada kekuatan ikatan ion. Kekuatan ion berkaitan erat dengan ukuran dan muatan ion. Entalpi kisi, ∆H_{L , didefinisikan sebagai perubahan entalpi standar reaksi dekomposisi kristal ionik menjadi ion-ion gasnya ( s adalah solid, g adalah gas dan l adalah (lattice)).}

MX(s) → M⁺(g) + X^- (g)   ∆H_L

_{Tetapan Madelung}

Energi potensial Coulomb total antar ion dalam  senyawa ionik yang terdiri atas ion A dan B adalah penjumlahan energi potensial Coulomb interaksi ion individual, Vab.  Karena lokasi ion-ion dalam kisi kristal ditentukan oleh tipe struktur, potensial Coulomb total antar ion dihitung dengan menentukan jarak antar ion d. A adalah tetapan Madelung  yang khas untuk tiap struktur kristal.

_{NA adalah tetapan Avogadro dan  zA dan  zB adalah muatan listrik kation dan anion.  Interaksi elektrostatik antara ion-ion yang bersentuhan merupakan yang terkuat, dan tetapan Madelung biasanya menjadi lebih besar bila bilangan koordinasinya meningkat.  Sebab muatan listrik mempunyai tanda yang berlawanan, potensialnya menjadi negatif, menunjukkan penstabilan yang menyertai pembentukan kisi kristal dari ion-ion fasa gas yang terdispersi baik. Walaupun potensial listrik terendah biasanya menghasilkan struktur paling stabil, namun ini  tidak selalu benar sebab ada interaksi lain yang harus dipertimbangkan.}

_{Struktur Kristal Logam}

Face Centered Cubic (FCC)

• Gambar 2a menunjukkan model bola pejal sel satuan FCC,
• Gbr 2b: pusat-pusat atom digambarkan dengan bola padat kecil
• Sel satuan FCC yang berulang dalam padatan kristalin sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
• Struktur FCC mempunyai sebuah atom pada pusat semua sisi kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus. Beberapa logam yang memiliki struktur kristal FCC yaitu tembaga, aluminium, perak, dan emas .
• Sel satuan FCC mempunyai empat (4)
•  buah atom, yang diperoleh dari jumlah delapan seperdelapan-atom pada delapan titik sudutnya plus enam setengah-atom pada enam sisi kubusnya (8 1/8  + 6 1/2).
• Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepanjang diagonal sisi. Hubungan panjang sisi kristal FCC, a, dengan jari-jari atomnya, R, ditunjukkan oleh persamaan berikut.
Tiap atom dalam sel satuan FCC ini dikelilingi oleh duabelas (12) atom tetangga, hal ini berlaku untuk setiap atom, baik yang terletak pada titk sudut maupun atom dipusat sel satuan (lihat Gambar 2a). Jumah atom tetangga yang mengelilingi setiap atom dalam struktur kristal FCC yang nilainya sama untuk setiap atom disebut dengan bilangan koordinasi (coordination number). Bilangan koordinasi struktur FCC adalah 12. Faktor tumpukan atom (atomic packing factor, APF) adalah fraksi volum dari sel satuan yang ditempati oleh bola-bola padat, seperti ditunjukkan oleh persamaan berikut:

Body Centered Cubic (BCC)

Struktur kristal kubus berpusat badan (BCC): (a) gambaran model bola pejal sel satuan BCC, (b) Sel satuan BCC digambarkan dengan bola padat kecil, (c) Sel satuan BCC yang berulang dalam padatan kristalin

• Logam–logam dengan struktur BCC mempunyai sebuah atom pada pusat kubus dan sebuah atom pada setiap titik sudut kubus
• Sel satuan BCC mempunyai dua (2) buah atom, yang diperoleh dari jumlah delapan seperdelapan atom pada delapan titik sudutnya plus satu atom pada pusat kubus (8 1/8 + 1).
• Atom-atom atau inti ion bersentuhan satu sama lain sepanjang diagonal ruang. Hubungan panjang sisi kristal BCC, a, dengan jari-jari atomnya, R, diberikan sebagai berikut:

Tiap atom dalam sel satuan BCC ini dikelilingi oleh delapan (8) atom tetangga (lihat Gambar 3a), sebagai akibatnya bilangan koordinasi struktur BCC adalah 8.Karena struktur BCC mempunyai bilangan koordinasi lebih kecil dibandingkan dengan bilangan koordinasi FCC, maka faktor tumpukan atom struktur BCC, yang bernilai 0.68, adalah juga lebih kecil dibandingkan dengan faktor tumpukan atom FCC.

Hexagonal Close - Packed (HCP)

Gambar Struktur kristal heksagonal tumpukan padat (HCP): (a) sel satuan HCP digambarkan dengan bola padat kecil, (b) sel satuan HCP yang berulang dalam padatan kristalin.

• Ciri khas logam–logam dengan struktur HCP adalah setiap atom dalam lapisan tertentu terletak tepat diatas atau dibawah sela antara tiga atom pada lapisan berikutnya
• Sel satuan HCP mempunyai enam (6) buah atom, yang diperoleh dari jumlah dua-belas seperenam-atom pada dua belas titik sudut lapisan atas dan bawah plus dua setengah-atom pada pusat lapisan atas dan bawah plus tiga atom pada lapisan sela/tengah (12 1/6 + 2  1/2 + 3).
• Jika a dan c merupakan dimensi sel satuan yang panjang dan pendek (lihat Gambar 4), maka rasio c/a umumnya adalah 1.633. Akan tetapi, untuk beberapa logam HCP, nilai rasio ini berubah dari nilai idealnya.
• Bilangan koordinasi struktur HCP dan faktor tumpukannya sama dengan struktur FCC, yaitu 12 untuk bilangan koordinasi dan 0.74 untuk faktor tumpukan.

Kristal Ionik
Struktur dasar kristal ionik adalah ion yang lebih besar (biasanya anion) membentuk susunan terjejal dan ion yang lebih kecil (biasanya kation) masuk kedalam lubang oktahedral dan tetrahedral diantara anion.

Variasi Ungkapan Struktur Padatan

Banyak padatan anorganik memiliki struktur 3-dimensi yang rumit. Senyawa anorganik yang rumit menggambarkan ikatan antar atom. Walaupun terdapat ikatan antar anion, strukturnya akan disederhanakan bila polihedra anion menggunakan dua sudut (muka atau sisi). Struktur ionik dianggap struktur terjejal anion.

3. Faktor Elektronik

a. Muatan Inti Efektif 

Muatan ini adalah muatan total dari inti yang dirasakan elektron terluar. Muatan inti efektif dinyatakan dengan (Zeff).

b. Energi Ionisasi

Energi yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari tiap mol spesies dalam keadaan gas. Energi untuk mengeluarkan satu elektron pertama (dari atom netralnya) disebut sebagai energi ionisasi pertama dan untuk mengeluarkan satu elektron ke dua disebut energi ionisasi kedua, dan begitu seterusnya untuk pengeluaran satu elektron berikutnya. Mudah dipahami bahwa mengeluarkan satu elektron pertama dari atom netralnya akan lebih mudah daripada mengeluarkan satu elektron kedua dan seterusnya dari kation yang bersangkutan karena pengaruh muatan inti menjadi semakin lebih efektif terhadap elektron yang semakin berkurang jumlahnya.

c. Afinitas Elektron

(electron affinity) yaitu negatif dari perubahan energi yang terjadi ketika satu elektron diterima oleh atom suatu unsur dalam keadaan gas. Afinitas elektron juga dinyatakan dalam kJ mol–1. Unsur yang memiliki afinitas elektron bertanda negatif, berarti mempunyai kecenderungan lebih besar dalam menyerap elektron daripada unsur yang afinitas elektronnya bertanda positif. Makin negatif nilai afinitas elektron, maka makin besar kecenderungan unsur tersebut dalam menyerap elektron (kecenderungan membentuk ion negatif).

d. Keelektronegatifan

L.Pauling

Merupakan parameter paling fundamental yang mengungkapkan secara numerik kecenderungan atom untuk menarik elektron dalam molekul.

A.L Allerd dan E.G Rochow 

Merupakan medan listrik di permukaan atom

R. Mulliken

Sebagai rata-rata energi ionisasi dan afinitas elektron (HOMO dan LUMO)

e. Orbital Molekul

Jumlah orbital molekul adalah jumlah atom dan orbital molekul diklafikasikan menjadi orbital molekul ikatan, non-ikatan atau anti-ikatan sesuai dengan besarnya partisipasi orbital dalam ikatan antar atom.

DAFTAR PUSTAKA :

https://www.utakatikotak.com/kongkow/detail/10121/Ikatan-Kimia-Pengertian-Jenis-Ikatan-Beserta-Contohnya#targetText=Atom%2Datom%20yang%20melepas%20elektron,atom%20unsur%20logam%20dan%20nonlogam.

Contohnya#targetText=Atom%2Datom%20yang%20melepas%20elektron,atom%20unsur%20logam%20dan%20nonlogam.

http://sersan-mulyono.blogspot.com/2011/10/entalpi-kisi-dan-tetapan-madelung.html

https://www.sridianti.com/struktur-kristal-logam.html#targetText=Kebanyakan%20bahan%20logam%20mempunyai%20tiga,(hexagonal%20close%2Dpacked).

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_ionisasi

https://id.wikipedia.org/wiki/Afinitas_elektron