1. Apa itu molekul nonpolar?

Jawaban:

Molekul nonpolar mungkin berisi dua atau lebih atom yang menggunakan elektron bersama; tiada batasan mengenai jumlah atom yang dapat membentuk molekul nonpolar dan polar Demikian pula, molekul nonpolar dan polar mungkin keduanya terdiri atas ikatan tunggal, rangkap, atau rangkap tiga. Lagi pula, molekul nonpolar relatif tidak larut dibandingkan dengan molekul polar. Ini terjadi karena molekul non-polar adalah molekul yang mempunyai distribusi elektron antara atom sama; karena molekul polar air mendistribusikan muatan parsial, ia cenderung lebih mudah melarutkan senyawa dengan muatan parsial.

2. Unsur berikut ini yang paling mungkin membentuk empat rantai kovalen adalah ....

Jawaban:

Hidrogen tidak dapat membentuk empat rantai kovalen, karena memiliki satu

elektron valensi, sehingga hidrogen hanya dapat membentuk satu ikatan kovalen.

Yodium mempunyai tujuh elektron valensi sehingga dapat berbagi pasangan

elektron tunggal dalam satu ikatan kovalen.

Oksigen mempunyai enam elektron valensi sehingga dapat membentuk dua ikatan

kovalen.

Nitrogen mempunyai lima elektron valensi sehingga dapat membentuk tiga ikatan

kovalen. Jika nitrogen berikatan dengan sesamanya, maka akan terbentuk ikatan

triplet yang menghasilkan gas nitrogen (N2).

Karbon mempunyai empat elektron valensi sehingga dapat berikatan dengan empat

atom lain membentuk rantai kovalen.3. Manakah dari senyawa berikut ini yang paling mudah larut dalam air?

Jawaban:

Gas hidrogen, grafit, dan intan sama-sama tersusun dari unsur tunggal. Ini menunjukkan bahwa ketiga senyawa tersebut tidak mungkin bersifat mudah larut karena tiada perbedaan elektronegativitas, dan karena itu penggunaan elektron bersama dalam molekul ini menjadikannya non-polar. Metana terdiri atas karbon dan hidrogen yang merupakan unsur-unsur dengan elektronegativitas berbeda. Namun, tidak seperti air, molekul metana simetris, dan sekali lagi, nonpolar.

Sebaliknya, penempatan karbon dalam inti hidrogen sianida tidak menghasilkan keseimbangan muatan. Hidrogen kurang elektronegatif dibanding karbon maupun nitrogen. Ikatan triplet antara karbon dan nitrogen memastikan molekul berada dalam bentuk linier dan polar. Dengan demikian, ujung hidrogen molekul tersebut bermuatan positif parsial, sedangkan ujung nitrogen bermuatan negatif parsial.

4. Mungkinkah besi cenderung membentuk senyawa kovalen? Mengapa mungkin, atau mengapa tidak?Jawaban: Unsur-unsur pada sisi kiri dan tengah Tabel Periodik adalah unsur logam. Sebagian besar unsur tersebut mempunyai jumlah elektron yang sama, tetapi faktor utama yang relevan dalam pembentukan ikatan kovalen adalah apakah elektron valensi membentuk kulit terluar yang penuh. Memang benar pula bahwa tidak ada unsur logam yang memiliki gugus elektron valensi lengkap, tetapi tetap bahwa unsur logam tidak membentuk senyawa kovalen. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya perbedaan elektronegativitas yang besar antara logam dan nonlogam; perbedaan ini cukup besar sehingga kombinasi dari dua jenis unsur biasanya menghasilkan ikatan ion alih-alih ikatan kovalen. Jadi, jawabannya adalah tidak; besi tidak mungkin membentuk senyawa kovalen apa pun.

5. Berapa banyak pasangan elektron yang digunakan bersama oleh tiap atom

oksigen dengan karbon dalam senyawa karbon dioksida (CO2)?

Jawaban: Dari rumus molekul yang menunjukkan adanya dua ikatan rangkap

karbon-oksigen, jelas bahwa kedua atom oksigen berbagi jumlah elektron yang

sama dengan karbon. Lagi pula, tiap atom oksigen mempunyai ikatan rangkap.

Karena setiap ikatan melibatkan penggunaan bersama dua elektron, tiap-tiap

oksigen berbagi total empat elektron dengan karbon. Empat elektron sama

dengan dua pasang. Karbon mempunyai dua ikatan rangkap sehingga berbagi

total empat pasang elektron.

6. Jenis-jenis ikatan kovalen apakah yang terdapat dalam molekul asam format,

HO-C (= O) H, dan berapakah jumlah ikatan yang ada pada tiap-tiap jenis? 

(Tanda kurung menunjukkan bahwa oksigen berikatan rangkap hanya dengan

atom karbon)

Jawaban: Semua ikatan kovalen tunggal terbentuk sebagai ikatan sigma. Ikatan

rangkap dan ikatan triplet berisi satu ikatan sigma, dan sisanya adalah ikatan pi. Satu

ikatan rangkap terdapat dalam asam format dan secara tepat menunjukkan adanya satu

ikatan pi dalam keseluruhan molekul tersebut. Semua ikatan antara hidrogen dengan

oksigen, oksigen dengan karbon, dan karbon dengan hidrogen harus berupa ikatan

sigma. Menambahkan ikatan sigma dari ikatan C=O membuatnya bertambah menjadi

empat. Dengan demikian, asam format berisi empat ikatan sigma dan satu ikatan pi.

7. Mengingat klorin memiliki tujuh elektron valensi, molekul kovalen manakah yang

kemungkinan besar akan terbentuk?

Jawaban: Karena kalium adalah unsur logam, kalium mempunyai perbedaan

elektronegativitas yang terlalu besar dengan klorin untuk membentuk senyawa kovalen.

Walaupun merupakan senyawa aktif, KCL pun dihasilkan melalui pembentukan ikatan

ion, bukan ikatan kovalen. 

Karbon memiliki empat elektron valensi, yang menunjukkan kesanggupannya untuk

mendukung kombinasi empat ikatan sigma dan pi. Tujuh elektron valensi pada tiap atom

klor menunjukkan bahwa atom ini paling cocok untuk berbagi pasangan elektron tunggal

sebagai ikatan sigma untuk mendapatkan gugus elektron valensi lengkap. Jadi, CCl

akan memberi gugus elektron valensi lengkap kepada klorin, tetapi akan meninggalkan

hanya lima untuk karbon. Dengan menambahkan atom klorin lagi, CCl4 akan

memungkinkan atom karbon dan tiap atom klorin mempunyai gugus elektron valensi

lengkap melalui pembentukan empat ikatan sigma.

8. Apa perbedaan utama antara ikatan sigma dan ikatan pi?Jawaban: Ikatan sigma dapat terbentuk pada elektron orbital-s, antara elektron orbital-p dan s, dan bahkan antara elektron orbital-d. Tiada batasan bagi elektron valensi untuk membentuk ikatan sigma, dan tidak juga terbatas pada jenis unsur tertentu, sejauh dapat membentuk ikatan kovalen. Lagi pula, ikatan sigma terjadi pada ikatan tunggal, rangkap, dan triplet. Dalam semua kasus, hanya ada satu ikatan sigma; ikatan-ikatan level lebih tinggi tersusun dari satu ikatan sigma dan satu atau dua ikatan pi. Maka, perbedaan utama antara ikatan sigma dan ikatan pi adalah geometri. Orbital ikatan sigma bertumpang tindih secara langsung, sedangkan orbital ikatan pi berdekatan. Perbedaan ini berpengaruh besar terhadap berbagai kekuatan ikatan yang berbeda.

9. Seorang siswa telah mengisolasi suatu senyawa padatan dalam laboratorium. Percobaan manakah yang merupakan cara terbaik untuk menguji apakah zat itu adalah senyawa kovalen nonpolar atau jenis senyawa lain?Jawaban: Karena senyawa ion maupun kekisi kovalen bersifat rapuh, menguji kerapuhannya mungkin tidak banyak membantu seperti beberapa pengujian lainnya. Demikan pula, mungkin tidak berguna pula untuk menguji apakah senyawa itu dapat menghantar listrik; senyawa ion biasanya bersifat konduktif hanya jika berupa larutan, dan hanya beberapa senyawa kovalen yang konduktif. Menentukan titik lebur tidak akan memberikan informasi yang memadai, karena baik senyawa ion maupun kekisi kovalen mempunyai titik lebur tinggi. Menentukan unsur penyusun senyawa akan memberikan kepastian tentang apakah zat itu senyawa kovalen nonpolar atau bukan, tetapi cara ini secara teknis sangat sulit. Sebaliknya, siswa itu harus mencoba melarutkan senyawa itu dalam air. Molekul kovalen nonpolar tidak akan larut dalam air, sedangkan molekul kovalen polar maupun senyawa ion setidaknya akan larut dalam air.

10.Mengapa grafit berbentuk lapisan molekul, sementara intan berbentuk kristal tiga

dimensi?

Jawaban: Struktur grafit dan intan seluruhnya terdiri atas karbon, walaupun ada kemungkinan terdapat unsur lain sebagai materi asing. Karena tersusun dari karbon, keduanya mempunyai jumlah elektron valensi yang sama, dan sama-sama menggunakan jumlah total elektron yang sama untuk tiap atom.

Intan terkenal sebagai senyawa yang paling keras, dan terbentuk ketika batu bara, grafit, atau bentuk karbon lainnya mengalami panas atau tekanan sangat besar. Grafit dan intan secara eksklusif terdiri atas ikatan-ikatan tunggal, tetapi sudut-sudut ikatan untuk atom karbon berbeda antara kedua kekisi kovalen tersebut. Pola sudut ikatan yang bersisi empat (tetrahedral) untuk intan menyiratkan makna struktur tiga dimensi dengan sudut antara dua ikatan selalu sebesar 109o.  Struktur heksagonal lapisan grafit menunjukkan adanya sudut ikatan yang mendekati 120o, dengan semua ikatan rata-rata berada pada posisi datar.