BAB IV SUSUNAN BERKALA DAN BEBERAPA SIFAT UNSUR

Tujuan mempelajari bab ini adalah untuk memperkenalkan beberapa sisat unsur dan reaksi yang terjadi membentuk senyawa, sehingga dapat mengetahui bagaimana daftar periodik disusun, bagaimana struktur yang ada dalam atom dan bagaimana penamaan kimia dilakukan

4.1. SIFAT-SIFAT UNSURPada temperatur kamar, unsur dapat bersifat gas, cair, dan padat. Sebagian yang lainnya bersifat logam (metal), bukan logam dan diantara keduanya. Sebagian lagi bersifat keras, lunak, padat dan ringan. Oleh karena sifat yang beragam tersebut sifat unsur diklasifikasikan kedalam tiga kategori: logam (metal), non logam (non metal) dan metaloid.

Sifat-sifat unsur logam yang umum adalah berbentuk padat, memiliki cahaya yang spesifik (metalic luster), dapat mengubah bentuk tanpa pecah (malleabilitas), dapat ditempa/lentur (ductility), dan dapat menghantar listrik dan panas (conductor), serta beberapa logam bersifat sangat reaktif. Lebih dari 70% unsur-unsur adalah logam, dengan beberapa contoh seperti, emas, tembaga, besi, seng, alumunium, krom dan lain-lain

Sifat-sifat unsur nonlogam yang umum adalah jarang dijumpai dalam bentuk unsur murninya, dapat bersifat cair, gas atau padat. Contoh unsur nonlogam seperti karbon yang berada dalam bentuk grafit (arang bakar dan pensil) dan berada dalam bentuk berlian (diamond). Unsur nonlogam yang paling banyak dijumpai adalah oksigen dan nitrogen yang berada dalam bentuk senyawanya O2 dan N2 serta unsur lainnya juga berada dalam bentuk molekul atau senyawanya.

Metaloid (semimetal) adalah unsur yang mempunyai sifat antara logam dan nonlogam, yang bersifat semikonduktor. Sebagai contoh unsur metaloid adalah silikon, Arsen atau Antimon, dari bentuk luar unsur ini berbentuk logam tapi warna gelapnya merupakan bentuk nonlogam.

4.2. SUSUNAN BERKALA UNSURPerkembangan susunan berkala unsur dimulai pada permulaan tahun 1800, dengan percobaan-percobaan yang sangat terbatas. Hingga pada tahun 1869 dua orang ahli kimia Dmitri Mendeleev dari Rusia dan Lothar Meyer dari Jerman yang mempresentasikan daftar periodik unsur. Mendeleev menemukan bahwa jika unsur disusun menurut massa atom yang menaik, unsur yang memiliki sifat yang sama akan dijumpai jarak (interval secara periodik (periodic interval)

Sebagai contoh Li, Na, K dan Rb merupakan unsur yang larut dalam air, jika direaksikan dengan klor akan membentuk senyawa dengann rumus MCl. Pada deret unsur selanjutnya dari daftar Mendeleev adalah Be, Mg, Ca dan Sr bereaksi dengan membentuk rumus MCl2, sehingga ia membagi daftar unsurnya menjadi beberapa seri barisan (row), dimana unsur yang terletak diatas deretan yang lain mempunyai sifat yang sama dalam kolom vertikal.

Pada saat Mendeleev membuat daftar unsur, belum semua unsur ditemukan, sehingga unsur yang sama dalam satu kolom atau group selalalu dikosongkannya. Hal ini merupakan keuntungan daftar Mendeleev yang memungkinkan membuat perkiraan sifat-sifat unsur yang masih kosong dalam daftar, karena unsur yang ada dalam setiap kolom tertentu mempunyai sifat yang sama.

Permasalahan daftar unsur Mendeleev adalah tidak berlakunya aturan massa atom, jika unsur-unsur disusun berdasarkan nomor atomnya, sehingga perlu adanya pandangan baru tentang atom.

Pada masa ini pandangan Dalton tentang atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi menjadi tidak benar.

Beberapa eksperimen yang dilakukan pada permulaan abad ke 19, memperlihatkan bahwa atom terdiri dari partikel sub atom yang terdiri dari proton, neutron dan elektron. Proton dan elektron merupakan partikel bermuatan listrik yang diberi tanda (+) dan (-), dimana muatan yang saling berlawanan akan saling tarik menarik dan muatan yang sama akan tolak menolak. Untuk neutron merupakan partikel yang tidak bermuatan, dengan dimikian muatan listriknya netral.

Dalam SI muatan listrik ditetapkan sebagai Coulomb (C), yang menyatakan jumlah muatan listrik yang melalui titik-titik tertentu dalam suatu kawat dengan arus sebesar 1 A dalam waktu satu detik. Sebagai contoh jika bohlam 100 watt bersinar, maka waktu yang dibutuhkan muatan listrik melalui kawat bohlam agar diperoleh muatan 1 C adalah 1,2 detik.

Jumlah muatan pada contoh diatas sangat besar, namun jumlah muatan yang dibawa 1 elektron sangat kecil, hanya 1,60 x 10-19 C dan karena muatan elektron adalah negatif menjadi -1,60 x 10 -

19 C. Proton memiliki muatan yang sama dengan elektron tetapi muatannya berlawanan sehingga menjadi +1,60 x 10-19 C. Untuk menghitung muatan listrik partikel dikalikan dengan 1,60 x 10 -19

C, sehingga didapat satu unit muatan negatif (1-) untuk elektron dan satu unit muatan positif (1+) untuk positron

Partikel sub atom juga mempunyai sifat lain yaitu massanya, proton dan neutron memiliki massa yang relatif berat yaitu satu unit massa atom (1µ), sedangkan elektron relarif lebih ringan dengan massa 1/1836 dari massa proton.

Tabel 4.1. Sifat pertikel sub atom

Sub atomMassa Muatan

Gram Unit massa atom (µ) Coulomb Unit muatan listrikProtonNeutronElektron

1,67 x 10-24

1,67 x 10-24

9,11 x 10-28

1,0072761,0086650,0005486

+ 1,602 x 10-19

0- 1,602 x 10-19

1+01-

Berdasarkan percobaan bahwa neutron terletak ditengah inti atom dan proton terletak dalam inti, sedangkan elektron tersebar disekeliling inti dan mengisi hampir semua volume atom. Jumlah prton didalam inti menunjukkan nomor atom, yang menunjukkan jumlah elektron yang harus dipunyai atom agar muatan listriknya menjadi netral. Jumlah proton dan neutron dalam inti menunjukkan massa atom, sehingga massa inti hampir sama dengan massa atom suatu atom.

Pandangan Dalton tentang atom menjadi tidak benar yang lain adalah tidak semua atom dari unsur yang sama mempunyai massa yang identik, bentuk atom yang bermacam-macam ini disebut dengan isotop. Hampir semua sifat-sifat unsur ditentukan oleh jumlah distribusi elektron disekeliling nukleus (inti), sehingga nomor atom secara tidak langsung membedakan suatu atom dari satu unsur dengan yang lainnya, karena jumlah elektron harus sama dengan nomor atom dalam atom yang bermuatan listrik netral.

Isotop ditetapkan dengan lambang Z dan nomor massanya A, nomor massa adalah jumlah proton dan neutron dengan demikian nomor neutro adalah perbedaan Z – A.

Sebagai contoh atom karbon dengan Z = 6 yang mengandung 6 neutron mempunyai lambang

, yang menunjukkan karbon dengan 12 isotop

Contoh soalHitung massa atom rata-rata dari tembaga dengan berat relatif 63Cu adalah 69,09% dengan massa 1 mol 63Cu adalah 62,9298 g dan 65Cu adalah 30,91% dengan massa 1 molnya 64,9278 g

Jawaban69,09 % massa dari 1 mol 63Cu adalah 62,9298 g x 0,6909 = 43,48 g30,91 % massa dari 1 mol 65Cu adalah 64,9278 g x 0,0,3091 = 20,07 gJadi jumlah massa 1 mol atom Cu adalah 43,48 g + 20,07 g = 63,55 g

Berdasarkan perkembangan susunan berkala yang dijelaskan pada uraian diatas, maka dikenal susunan berkala yang digunakan sekarang. Angka yang terdapat diatas simbol kimia adalah nomor atom dan yang dibawahnya adalah massa atom. Sama halnya dengan daftar mendeleev tabel ini terdiri dari kolom sejajar (row) yang disebut dengan berkala/periodik yang ditandai dengan angka arab dan kolom vertikal yang disebut kelompok/golongan yang ditandai dengan angka dan huruf romawi

Dalam perkembanganya susunan berkala ini diklasifikasi kedalam beberapa bagian yaitu, elemen representatif (golongan IA –VIIA dan golongan O), elemen transisi (golongan IB – VIIB dan golongan VIII). Penandaan golongan A dan B disebabkan karena ada beberapa kesamaan sifat antara unsur kelompok A dan B, walau persamaannya sedikit.

Dua baris unsur yang diletakkan dibawah bagian utama disebut dengan unsur transisi bagian dalam dengan baris pertama disebut dengan unsur lantanida dan baris keduanya disebut actinida.

Sebagian unsur memiliki nama khusus dalam kelompoknya seperti, logam alkali (golongan IA), logam alkali tanah (golongan IIA), halogen (golongna VIIA) dan gas mulia (golongan O).

4.3. REAKSI LOGAM DENGAN NONLOGAMLogam cendrung bereaksi dengan nonlogam membentuk senyawa ion, dalam reaksi ini setiap logam kehilangan satu atau lebih elektron dan menjadi ion positif atau kation, dan setiap atom nonlogam menerima satu atau lebih elektron akan menjadi negatif atau anion.

Sebagai contoh2Na(s) + Cl2 (g) 2NaCl(s)

Natrium netral mempunyai 11 proton dalam inti dan 11 elektron diluarnya, jadi hilangnya satu elektron meninggalkan partikel satu muatan positif, sehingga ion natrium bermuatan 1+ dan ditulis sebagai Na+. Ketika atom klor menerima satu elektron berarti bertambah muatan negatifnya menjadi bermuatan 1- dan ditulis sebagai Cl-, dan senyawa NaCl mengandung ion-ion ini, maka disebut senyawa ion.

Ion yang dibentuk dari unsur logam alkali bermuatan 1+, ion yang dibentuk oleh unsur halogen bermuatan 1-, ion yang dibentuk dari unsur logam alakali tanah bermuatan 2+. Untuk lebih lengkapnya tertera pada tabel berikut

Tabel 4.2. ion yang dibentuk dari unsur yang diketahuiNomor golongan

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA1+

Li, Na, K, Rb, Cs

2+Be, Mg,

Ca, Sr, Ba

3+Al

4-C, Si

3-N, P

2-O, S, Se,

Te

1-F, Cl, Br, I

Tabel 4.3. kation yang dibentuk dari beberapa unsur transisi dan post-transisiCr : 2+, 3+Cd : 2+Bi : 3+Cu : 1+, 2+

Au : 1+, 3+Fe : 2+, 3+Ni : 2+Ag : 1+

Mn : 2+, 3+Hg : 2+Pb : 2+, 4+

Zn : 2+Co : 2+, 3+Sn : 2+, 4+

CO32-

HCO3-

C2O42-

CN-

HPO42-

MnO4-

NO3-

NO2-

OH-

SO42-

H2PO4-

C2H3O2-

HSO4-

SO32-

HSO3-

ClO4-

CrO42-

NH4+

ClO3-

ClO2-

ClO-

PO43-

Cr2O72-

H3O+

Tabel 4.4. kation dan anion poliatom yang umum

4.4. REAKSI DIANTARA UNSUR NONLOGAMUnsur nonlogam juga dapat bereaksi dengan sesamanya dengan membentuk molekul netral yang tidak bermuatan listrik. Umumnya adalah senyawa organik seperti

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l)

Kecuali gas mulia, semua unsur nonlogam dan metaloid membentuk senyawa dengan hidrogen melalui reaksi tidak langsung, dengan jumlah hidrogen dalam suatu senyawa sama dengan jumlah muatan negatif ion nonmetal. Contoh lain dari senyawa molekular lainnya seperti, CH4, NH3 dan lain-lain.

Semua nonlogam, metaloid dan gas mulia membentuk senyawa molekular yang disebut oksida dengan oksigen melalui reaksi langsung. Misalnya belerang bereksi langsung dengan oksigen membentuk belerang dioksida. Namun tidak dengan nitrogen oksida dibuat dari reaksi langsung, melainkan dibuat dengan senyawa lain yang mengandung nitrogen.

Korelasi antara rumus bangun oksida nonlogam dan posisi nonlogam dalam daftar periodik tidak semudah seperti senyawa hidrogen, sebab unsur-unsur ini dapat membentuk lebih dari satu oksida. Misalnya nitrogen dapat berupa N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4 dan N2O5.

Oksida nonlogam disekitar kita seperti karbondioksida, CO2 adalah hasil metabolisme, karbon monoksida, CO merupakan gas beracun pada asap knalpot, belerang oksida, SO2 dan SO3

merupakan hasil pembakaran belerang yang mengandung bahan bakar gas dan penyebab terjadinya hujan asam, nitrogen oksida sebagai penyebab pembentukan asap dan hujan asam, serta silikon dioksida SiO2, terdapat dalam kuarsa dan pasir kuarsa merupakan bahan pembuatan gelas.

SIFAT SENYAWA IONIK DAN MOLEKULAR

Senyawa ionik memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi, mudah larut dalam air, menghantarkan arus listrik dalam larutannya, dan merupakan padatan yang rapuh. Sedangkan senyawa molekular memiliki sifat kebalikan dari sifat senyawa ionik.

4.5. REAKSI OKSIDASI REDUKSIJika oksigen bereaksi dengan kebanyakan unsur membentuk senyawa disebut oksida, oleh karena itu reaksi ini dihubungkan dengan istilah oksidasi. Sebagai contoh magnesium dioksidasi oleh oksigen membentuk magnesium oksida MgO, besi juga dapat dioksidasi menjadi karat Fe2O3. Sejak zaman besi oksida besi dapat dipecah atau direduksi menjadi logamnya, logam yang diperoleh kembali dari oksida besi ini dikenal dengan nama reduksi

Fe2O3 terdiri dari Fe3+ dan O2-, jika besi ini bereaksi dengan oksigen:4Fe (s) + 3O2 (g) 2 Fe2O3 (s)

Besi yang semula merupakan atom netral bermuatan listrik melepaskan elektron membentuk ion Fe3+, jika direduksi maka mengambil elektron menjadi logam besi. Jadi ada kejadian pelepasan dan penerimaan elektron, peristiwa ini disebut dengan reaksi oksidasi dan reduksi atau reaksi redoks

2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s)

Mg Mg2+ + 2e- (oksidasi)O2 + 4e- 2O2- (reduksi)

Istilah yang digunakan untuk menerangkan reaksi redoks adalah senyawa pengoksidasi (zat yang mengambil elektron) dan senyawa pereduksi (zat yang memberi elektron)

4.5.1. BILANGAN OKSIDASIBilangan oksidasi adalah bilangan (bertanda + ataupun -) pada atom atau senyawa, untuk mengetahui perubahan yang terjadi dalam reaksi redoks.

Aturan bilangan oksidasi1. Bilangan oksidasi setiap unsur dalam bentuk unsurnya adalah nol. Misal Ne, F2, P4 dan

S8.2. Bilangan oksidasi setiap ion dari satu atom (mono atom) sama dengan muatan yang ada

dalam ion. Misal Na+, Al3+ dan S2-, memiliki bilangan oksidasi +1, +3 dan -2.3. Jumlah bilangan oksidasi dari atom dalam suatu senyawa (poliatom) adalah nol, dan

jumlah bilangan oksidasinya harus sama dengan muatan yang ada pada ion4. Bilangan oksidasi flor -15. Bilangan oksidasi hidrogen +16. Bilangan oksidasi oksigen -2

Contoh soalTentukan bilangan oksidasi yang ada dalam setiap atom pada senyawa berikuta. FeCl3 b. KNO3 c. H2O2 d. Fe2(SO4)3

Jawabana. Cl 3 x (-1) = -3

Fe 1 x ( x ) = x Jumlah = 0Jadi bilangan oksidasi Fe = +3

b. K 1 x (+1) = -3O 3 x (-2) = -6N 1 x ( x ) = x Jumlah = 0Jadi bilangan oksidasi Fe = +5

c. H2O2 merupakan senyawa molekularH = +1 maka biloks H = -1O = -2 maka biloks H = +2Jadi H = +1 maka biloks O = -1

d. Fe 2 x (+3) = +6S 3 x (x) = 3xO 12 x (-2) = -24 Jumlah = 0Jadi bilangan oksidasi 3x = +18 = +6

Kegunaan bilangan oksidasiDalam reaksi redoks bilangan oksidasi dari dua unsur atau unsur-unsur berbeda, misalnya reaksi berikut

2Mg + O2 2MgO

0 0 +2 -2

Oksidasi adalah bertambahnya bilangan oksidasi, sedangkan reduksi adalah berkurangnya bilangan oksidasi. Senyawa pengoksidasi adalah zat yang direduksi dan senyawa pereduksi adalah zat yang dioksidasi

S + O2 2MgO

0 0 +4 -2

Contoh penentuan oksidasi dan reduksi dalam reaksiTentukan zat-zat pengoksidasi dan pereduksi, serta yang dioksidasi dan yang direduksi pada reaksi berikut

14HCl + K2Cr2O7 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

Jawaban14HCl + K2Cr2O7 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O +1 -1 +1 +6 -2 +1 -1 +3 -1 0 +1 -2

Biloks Cl dari -1 menjadi 0 (bertambah biloksnya), sehingga zat yang dioksidasi adalah HCl dan disebut sebagai pereduksiBiloks Cr dari +6 menjadi +3 (berkurang biloksnya), sehingga K2Cr2O7 direduksi dan disebut sebagai pengoksidasi

4.6. PENAMAAN SENYAWA KIMIADengan penamaan kimia, para ilmuan dapat berkomunikasi untuk menjelaskan penelitian-penelitian yang telah dilakukan untuk menjelaskan tentang penggunaan bahan-bahan kimia, baik bahan kimia anorganik maupun organik.

4.6.1. Penamaan senyawa kimia dari dua unsur/senyawa (binary compound) logam dan bukan logam

Nama dari logam ditulis dahulu, baru diikuti oleh nonlogamnya. Untuk logam dengan satu bentuk oksidasi ditulis dalam bahasa inggris, dan nama unsur keduanya ditambahkan akhiran –ida.

NaCl natrium kloridaSrO strontium oksidaAl2S3 alumunium sulfidaMg3P2 magnesium fosfida

Untuk logam transisi, mempunyai lebih dari satu bentuk oksidasi positif. Cara penamaan yang pertama dengan memberi akhiran –i (ic) dan –o (ous) untuk menyatakan keadaan oksidasi yang lebih tinggi dan lebih rendah

Cr3+ ion kromi CrCl3 kromi kloridaCr2+ ion kromo CrCl2 kromo klorida

Cara penamaan kedua adalah jika lambang unsur tersebut berasal dari nama latin, maka tulisan latin tersebut yang digunakanFe2+ ferrous ion/ion fero Fe3+ ferric ion/ion feri

Sistem penamaan seperti yang dijelaskan diatas disebut dengan sistem stock, yang berasal dari seorang ahli kimia dari Jerman Alfred Stock. Dalam sistem ini angka romawi yang sama dengan bentuk oksida logam ditempatkan diantara tanda kurung setelah nama unsur tersebut dalam bahasa inggris

FeCl2 fero klorida atau besi(II) kloridaFeCl3 feri klorida atau besi(III) kloridaCu2O tembaga(I) oksidaCuO tembaga(II) oksida

4.6.2. Penamaan senyawa kimia yang mengandung ion dari dua komponen (binary compound) bukan logam

Cara penamaan ketiga, menggunakan awalan dalam bahasa Yunani untuk menunjukkan jumlah atom setiap unsur dalam satu molekul zat

di- dua penta- lima okta- delapantri- tiga heksa- enam nona- sembilantetra- empat hepta- tujuh deka- sepuluh

Unsur pertama dalam rumus kimia diberi nama dalam bahasa inggris (indonesia), unsur kedua ditunjukkan dengan memberikan akhiran –ida (ide) pada nama asal unsur tersebut.

NO2 nitrogen dioxide (nitrogen dioksida)N2O4 dinitrogen tetraoxide (dinitrogen tetroksida), huruf a dalam tetra dihilangkan)PCl3 phosphorus trichlride (fosfor triklroda)CO carbon monoxide (karbon monoksida)

4.6.3. Penamaan senyawa kimia yang mengandung ion dari banyak atom (polyatomic ion)Senyawa ionik ini merupakan unit tersendiri dan tetap utuh dalam reaksi kimia, zat yang mengandung ion ini diberi nama dimulai dengan ion yang bermuatan positif.

Na2CO3 sodium carbonat (natrium karbonat)Ba(OH)2 barium hydroxide (barium hidroksida)Ca(C2H3O2)2 calcium acetat (kalsium asetat)(NH4)2SO4 ammonium sulfate (amonium sulfat)

4.6.4. Penamaan senyawa kimia dari asam yang terdiri dua komponen (binary acids)Asam adalah zat yang membebaskan ion H+ dalam air. Hal yang penting bagaimana asam terbentuk adalah bila senyawa yang mengandung dua komponen dari hidrogen dan suatu nonlogam dilarutkan dalam air. Larutan dari senyawa ini disebut dengan asam biner (binary

acids) atau asam hidro (hydro acid), diawali dengan nama hydro kemudian diikuti nama nonlogam yang ditambahkan dengan akhiran -ic acid.

HF(aq) hydrofluoric acid (asam hidrofuorida)HCl(aq) hydrochloric acid (asam hidroklorida)HBr(aq) hydrobromic acid (asam hidrobromida)HI(aq) hydroiodic acid (asam hidroiodida)H2S (aq) hydrosulfuric acid (asam hidrosulfida)

Jika suatu asam bereaksi dengan ion hidroksida (terjadi reaksi netralisasi), maka akan terbentuk senyawa ion

NaOH + HCl H2O + NaCl2KOH + H2S 2H2O + K2S

Hasil dari reaksi ini menghasilkan senyawa yang disebut garam, yaitu senyawa yang tidak mengandung ion oksida atau ion hidroksida

4.6.5. Asam OksoAsam okso adalah asam yang mengandung hidrogen, oksigen dan paling sedikit satu unsur lainnya (nonlogam). Cara pemberian namanya dengan asam unsur dalam bentuk oksidasi yang tinggi diberi akhiran –ic dan asam unsur dalam bentuk oksidasi yang rendah diberi akhiran –ous. Jadi tidak memberikan awalan hidro pada jenis asam ini.

Senyawa yang diperoleh dari hasil netralisasi asam okso mengandung ion yang mengandung atom banyak (polyatom), anion dari -ic acid diberi nama dengan akhiran –ate dan anion dari –ous diberi nama dengan akhiran –ite.

H2SO4 sulfuric acid SO42- sulfate (sulfat)

H2SO3 sulfurous acid SO32- sulfite (sulfit)

HNO3 nitric acid NO3- nitrate (nitrat)

HNO2 nitrous acid NO2- nitrite (nitrit)

HClO3 chloric acid ClO3- chlorate (klorat)

HClO2 chlorous acid ClO2- chlorite (klorit)

Sebagian nonlogam (terutama halogen) membentuk lebih dari dua asam okso, penamaannya diawali dengan awalan hipo untuk asam yang memiliki sedikit oksigen dibandingkan asam it dan awalan per untuk asam dengan oksigen lebih banyak dibandingkan bukan asam at.

HClO asam hipoklorit ClO- hipokloritHClO2 asam klorit ClO2

- kloritHClO3 asam klorat ClO3

- kloratHClO4 asam perklorat ClO4

- perklorat

4.6.4. Garam asamGaram asam berasal dari netralisasi sebagian dari suatu asam yang menghasilkan garam lebih dari satu H+ per satu molekul garam. Jika hanya satu garam asam yang terbentuk garam dapat diberi nama dengan menambahkan awalan bi- pada nama anion dari asam.

NaHSO4 sodium bisulfate (natrium bisulfat)NaHCO3 sodium bicarbonate (natrium bikarbonat)

Garam juga diberi nama untuk menunjukkan adanya H, dengan menuliskan hidrogenNaHSO4 sodium hydrogen sulfate (natrium hidrogen sulfat)NaH2PO4 sodium dihydrogen phosphate (natrium dihidrogen fosfat)NaHPO4 sodium hydrogen phosphate (natrium hidrogen fosfat) (disodium hydrogen

phosphate/dinatrium hidrogen fosfat)

BAB VENERGI DAN PERUBAHANNYA

5.1. PERPINDAHAN ENERGIMateri ini bertujuan memahami energi yang dipunyai oleh suatu zat/bahan (materi), dan perubahan energi yang terjadi pada reaksi kimia.

Energi tidak dapat dilihat, disentuh dan diletakkan pada wadah untuk mempelajarinya, tetapi yang dapat dipelajari adalah pengaruh energi pada suatu objek.

Energi adalah sebagai kemampuan materi untuk melakukan usaha, dengan cara mempengaruhi materi lainnya dengan cara melakukan kerja. Sebagai contoh minyak dan batubara mempunyai energi yang dilepaskan sebagai panas pada saat pembakaran, dan panas ini dapat diubah menjadi tenaga (gaya) sehingga mesin dapat bekerja.

Suatu materi memiliki dua energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial. Energi kinetik adalah energi yang ditimbulkan bila materi tersebut bergerak

Dimana m = massa materiv = kecepatan

Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu materi yang disebabkan oleh materi itu tertarik atau ditolak oleh materi lain, atau dengan kata lain bila suatu benda tidak mempunyai gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak, maka materi tersebut tidak mempunyai energi potensial.

Bila suatu materi yang saling tarik menarik dipisahkan, maka energi potensialnya akan bertambah, tetapi saling mendekati satu dengan lainnya energi potensialnya akan berkurang. Bila suatu materi yang saling tolak menolak didekatkan, maka energi potensialnya akan bertambah, namun bila saling dijauhkan energi potensialnya akan berkurang.

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, namun hanya dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain. Hukum ini berfungsi untuk mengawasi kejadian ketika energi mengalami perubahan fisika atau perubahan kimia. Sebagai contoh bahwa energi kinetik dapat berubah menjadi energi potensial atau sebaliknya.

Setiap ion, atom, molekul, senyawa dan campuran merupakan materi yang memiliki energi potensial maupun energi kinetik. Untuk setiap materi, nilai rata-rata dari energi kinetik pertikel-partikel berukuran atom, berbanding lurus dengan temperatur absolutnya. Bila suatu materi itu panas, maka memiliki nilai energi kinetik yang besar dan pergerakannya juga cepat dibandingkan dengan materi yang lebih dingin. Energi potensial yang dimiliki oleh suatu materi disebut juga sebagai energi kimia, bila materi kimia bereaksi maka ada perubahan dalam sifat tarikan (ikatan kimia) antara atom tersebut ketika bereaksi.

Kebanyakan energi yang tersebar dialam adalah energi panas; panas mengalir dari tempat yang panas ketempat yang dingin dan merupakan energi kinetik dari atom-atom atau molekul.

5.2. PERUBAHAN ENERGIReaksi kimia menghasilkan produksi energi, yaitu pengambilan ataupun pengeluaran energi dari materi yang bereaksi. Perubahan yang melepaskan energi kesekelilingnya disebut dengan perubahan eksoterm, dimana temperatur campuran akan naik dan energi potensial dari masing materi/zat akan menurun.

Bila perubahan kimia yang terjadi mengakibatkan kenaikkan energi potensial dari zat-zat yang bersangkutan, maka energi kinetik dan temperaturnya akan turun. Bila sistemnya terbuka, panas dapat mengalir kecampuran sehingga terjadi perubahan yang disebut dengan perubahan endoterm.

Selain panas, energi juga dapat berbentuk sebagai cahaya dan listrik. Satuan Internasional standar untuk energi adalah Joule (J), satu joule = 1 kg m2/detik2.

Satuan energi yang terkecil dalam fisika adalah erg, 1 erg = 1 x 10-7 J, 1 kJ = 1000 J.

Dalam ilmu kimia panas dinyatakan sebagai kalor, dengan cara pernyataannya sebagai kalori (kal). Kalori didifenisikan sebagai pengaruh panas pada suhu benda yaitu, jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gram air pada suhu 15 0C sebesar 1 0C.

Satuan yang sesuai untuk menyatakan perubahan energi dalam reaksi kimia adalah kilokalori (kkal).1 kal = 4,184 J1 kkal = 4,184 kJ

Sifat-sifat air yang memberikan definisi terhadap kalori, adalah banyaknya perubahan temperatur yang dialami air ketika mengambil dan melepaskan sejumlah panas, dinyatakan sebagai kapasitas kalor; yaitu jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur suatu benda sebesar 1 0C.

Kapasitas panas merupakan sifat ekstensif, berarti jumlahnya tergantung dari besar sampel. Misalnya untuk menaikkan 1 g air sebesar 1 0C diperlukan 4,184 J (1 kal), tetapi untuk menaikkan suhu 100 g air sebesar 1 0C diperlukan energi 100 kali lebih banyak yaitu 4184 J. Dengan demikian 100 g air memiliki kapasitas panas sebesar 4184 J/0C.

Untuk sifat intensif yang berhubungan dengan kapasitas panas adalah kalor jenis (panas spesifik), yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 10C. Untuk air panas spesifiknya adalah 4,184 J.g-1.0C-1 dan kebanyakan benda lain memiliki panas spesifik lebih rendah dari pada air, sehingga jumlah panas yang dibutukannya akan lebih besar.

Contoh soalBerapa kapasitas panas (kJ/0C) dari 2,00 kg tembaga, bila panas spesifik (kalor jenis) tembaga 0,387 J.g-1.0C-1.

JawabanKalor jenis x massa = kapasitas panas

1/g0C x g = J0C-1

(0,387 J.g-1.0C-1) x 2000 g = 774 J0C-1 = 0,774 kJ0C-1

Berapa joule yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebuah paku dengan massa 7,05 g dari 25 0C ke 100 0C, dengan kalor jenis besi adalah 0,452 J.g-1.0C-1.

JawabanKalor jenis x massa x perubahan suhu = energi panas1/g0C x g x 0C = J(0,452 J.g-1.0C-1) x 7,5 g x (100 – 25) 0C = 240 J

Alat yang digunakan untuk mengukur panas reaksi disebut dengan kalorimeter bomb, digunakan untuk mempelajari reaksi eksotermik.Sebagai contohPada percobaan, 0,100 g H2 dan 0,800 g O2 diletakkan dalam bomb 1,00 L, bomb ini kemudian diletakkan kedalam kalorimeter dengan kapasitas panas 9,08 x 104 J/0C. Temperatur awal kalorimeter adalah 25,000 0C dan setelah reaksi 25,155 0C. Tentukan panas yang dikeluarkan setelah reaksi antar H2 dan O2 untuk membentuk H2O dalam (a) kilojoule dan (b) kilojoule per mol H2O yang terbentuk.

Jawaban a. ((9,08 x 104 J) / 10C) x (25,155 – 25,000 0C) = 1,41 x 104 J = 1,41 x 101 kJ = 14,1 kJ

b. 2H2 + O2 2H2O

5.3. TERMOKIMIAPanas reaksi dinamakan termokimia, merupakan cabang ilmu pengetahuan termodinamika. Istilah-istilah dalam termikimia; sistem adalah bagian alam semesta yang diamati, sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang ada diluar sistem. Semua sifat-sifat sistem yang pasti disebut dengan keadaan sistem, seperti penentuan variabel suhu, tekanan, zumlah mol zat dan beruapa cairan, gas atau padatan.

Perubahan yang terjadi dalam sistem, mengakibatkan sistem bergerak dari satu keadaan ke keadaan lainnya. Dan bila sistem terisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang mengalir, maka disebut dengan perubahan adiabatik, mengakibatkan suhu sistem menggeser naik bila reaksinya eksotermik dan menurun bila reaksinya endotermik. Bila sistem tidak terisolasi dari lingkungan maka panas akan mengalir diantara keduanya, maka bila bereaksi suhu sistem dapat dibuat tetap, perubahan ini dinamakan perubahan isotermik.

Reaksi eksoterm dan endoterm pada zat-zat kimia, mengakibatkan terjadinya perubahan energi potensial yang jumlahnya sama dengan panas yang diukur. Dalam perubahan eksotermik, energi potensial hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi, artinya EP akhir lebih rendah dari

EPawal, sehingga harga ΔEP bertanda negatif, begitunya juga sebaliknya untuk reaksi endoterm ΔEP bertanda positif.

ΔEP = EPakhir - EPawal

Perubahan eksotermik = ΔEP negatifPerubahan endotermik = ΔEP positif

Bila tekanan pada sistem membesar dan berubah dan tidak dapat keluar (terisolasi) disebut dengan pengukuran panas reaksi pada volume tetap, sedangkan bila tekanan pada sistem berhubungan dengan udara luar (terjadi penguapan), maka disebut dengan pengukuran panas reaksi pada tekanan tetap. Panas reaksi pada tekanan tetap disebut dengan perubahan entalpi (ΔH)

ΔH = Hakhir - Hawal

Perubahan eksotermik = ΔEP negatifPerubahan endotermik = ΔEP positif

Suatu fungsi keadaan adalah suatu junlah yang harganya hanya tergantung pada keadaan sistem pada saat tersebut, dan tidak tergantung dari keadaan sistem sebelumnya. Seperti suhu dan juga termasuk entalpi.

5.4. HUKUM HESSHukum Hess menerangkan tentang jumlah panas, yaitu keseluruhan perubahan panas yang terjadi merupakan urutan proses (langkah), dan harga ΔH untuk keseluruhan proses adalah jumlah dari perubahan entalpi yang terjadi pada proses tersebut.

H2O (l) H2 (g) + 1/2O2 (g) ΔH = + 283 kJH2(g) + 1/2O2 (g) H 2O (g) ΔH = - 242 kJ + H2O (l) + H2(g) + 1/2O2 (g) H2O (g) + H2(g) + 1/2O2 (g)

H2O (l) H2O (g) ΔH = + 41 kJ

Contoh soalTermokimia pembakaran esetilen gas pembuat obor pada suhu 25 0C dan 1 atm2C2H2 (g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH1 = -2602 kJ

Etena suatu senyawa hidrokarbon bereaksi sebagai berikut

H2O (l) (-283 kJ)

H2(g) + 1/2O2 (g) (0,0 kJ)

H2O (g) (-242 kJ)

ΔH = +283Energi diserap

ΔH = -242Energi dibebaskan

ΔH = +41 kJ

0

Ene

rgi

2C2H6 (g) + 7O2 (g) 4CO2 (g) + 6H2O (l) ΔH2 = -3123 kJ

Oksigen dan hidrogen bergabung menjadiH2(g) + 1/2O2 (g) H2O (g) ΔH3 = - 286 kJ

Hitung ΔH untuk reaksiC2H2 (g) + 2H2 (g) C2H6 (g) ΔH4 = ...

JawabanC2H2 (g) + 5/2O2 (g) 2CO2 (g) + H2O (l) ΔH5 = -2602/2 kJ = -1301 kJ2H2(g) + O2 (g) 2H2O (l) ΔH6 = 2(- 286 kJ) = -572 kJ2CO2 (g) + 3H2O (l) C 2H6 (g) + 7/2O2 (g) ΔH 7 = +3123/2 kJ = +1561 kJ + C2H2 (g) + 2H2(g) + 7/2O2 (g) + 2CO2 (g) + 3H2O (l) 2CO2 (g) + 3H2O (l) + C2H6 (g) + 7/2O2

(g)

C2H2 (g) + 2H2 (g) C2H6 (g) ΔH4 = -312 kJ

Persamaan termokimia yang berhubungan dengan pembentukan satu mol senyawa dari unsurnya disebut dengan panas pembentukan (entalpi pembentukan), ΔHf.

H2(g) + 1/2O2 (g) H2O (l) ΔHf = - 283 kJ/molH2(g) + 1/2O2 (g) H2O (g) ΔHf = - 242 kJ/mol

Eksoterm H2(g) + 1/2O2 (g) H2O (l) ΔHf = - 283 kJ/molEndoterm H 2O (l) H 2(g) + 1/2O2 (g) ΔH f = + 242 kJ/mol

H2O (l) H2O (g) ΔH = 41kJ/mol

Besarnya ΔHf tergantung pada keadaan suhu, tekanan dan bentuk fisik (gas, padat, cair, bentuk kristal) dari pereaksi dan hasil reaksi. Misalnya pada suhu 100 0C dan tekanan 1 atm, panas pembentukan cairan air = -283 kJ/mol. Namun pada suhu 25 0C dan tekanan 1 atm, panas pembentukan H2O(l) = -286 kJ/mol. Oleh karena itu untuk menghindari pengulangan pengukuran terhadap panas pembentukan, di buat acuan pengukuran keadaan standar yaitu pada suhu 25 0C dan tekanan 1 atm (ΔH0

f).Panas pembentukan standar setiap elemen, ΔH0

f = 0 (tabel pembentukan standar beberapa zat)

Contoh soalHitung ΔH0 untuk reaksi2Na2O2(s) + 2H2O(l) 4NaOH(s) + O2(g)

Berapa kJ yang dilepaskan bila 25,0 g Na2O2 akan bereaksi

Jawaban

= - 126 kJ

2 mol Na2O2 = -126 kJMassa Na2O2 = 78,0 g maka,

Maka 25,0 g Na2O2 akan melepaskan 20,2 kJ

BAB VI SUSUNAN ELEKTRONIK ATOM DALAM SUSUNAN BERKALA

Untuk mempelajari struktur elektronik suatu atom, kita harus menganalisa cahaya yang dipancarkan oleh atom, ketika atom memancarkan energi atau tereksitasi dengan cara dipanaskan atau dengan cara melepaskan muatan listriknya.

Materi/zat dapat mempunyai energi dalam dua cara yaitu energi kinetik dan energi potensial, energi juga dapat ditransfer/dipindah dalam bentuk panas atau dalam bentuk cahaya. Cahaya mempunyai bermacam-macam bentuk, seperti sinar X, cahay tampak, infra merah, ultraviolet dan gelombang radio; yang kesemuanya itu disebut dengan radiasi elektromagnetik.

Cahaya bergerak dalam bentuk gelombang dengan kecepatan tetap (3 x 108 m/s)Sifat-siafat cahaya

1. Sifat dalam bentuk intensitas gelombang (amplitudo) yaitu tinggi maksimum gelombang, 2. Sifat panjang gelombang (λ) yaitu jarak antara dua puncak suatu gelombang cahaya3. Sifat frekuensi (v) adalah jumlah puncak gelombang yang melalui titik tertentu dalam

satu detik

(panjang gelombang) x (frekuensi) = kecepatan gelombangλ x v = c1 Hz = 1 s-1

Cahaya memancarkan bermacam-macam panjang gelombang yang menghasilkan spektrum elektromagnetik, yang menunjukkan panjang gelombang daerah spektrum tempat terjadinya radiasi.

Contoh soalSeorang penyiar radio berbicara pada frekuensi 14,2 MHz, berapa panjang gelombang radio yang dipancarkan

Amplitudo

λ

Lebih panjang

Sinar kosmik Dan gamma

Sinar X UV VIS IR Gelombang mikro dan gelombang radio

10-510-6 10-4 10-3 10-2 10-1Panjang gelombang (cm)

Panjang gelombang membesar, energi mengecil

Jawabλ x v = c

Spektrum atom1. Jika sinar bola lampu melalui celah sempit, kemudian melewati prisma dan ditangkap

oleh layar, maka akan terbentuk sinar warna pelangi. Prisma memecah sinar putih dengan cara refraksi menjadi spektrum yang terdiri dari cahaya dari semua warna, sehingga muncul sinar warna pelangi yang disebut spektrum yang terus menerus

2. Jika sinar berasal dari gas (seperti uap hidrogen atau natrium) atau sinar yang berasal dari sennyawa yang menyala melewati prisma, maka spektrum teridiri dari beberapa garis dengan warna yang tak terlihat. Garis ini dihasilkan oleh cahaya yang melalaui celah sempit dengan bentuk garis disebut dengan spektrum garis

3. Jika sinar berasal dari atom yang mengeluarkan energi, maka sinar itu disebut spektrum emisi atom. spektrum emisi atom tidak terdiri dari radiasi semua gelombang dan setiap unsur dapat menggambar hasil garis emisi yang spesifik

Spektrum atom pertama kali diperkenalkan pada akhir abad ke 19 dengan persamaan Rydberg

Contoh soalHitung panjang gelombang, dalam nanometer garis spektrum hidrogen, jika n1 = 2 dan n2 = 4 dalam persamaan Rydberg

Jawab

Kemudian ahli fisika dari Jerman, Max Plank menganalisa cahaya berdasarkan pemanasan objek, menyimpulkan bahwa terkadang cahaya dianggap merupakan pertikel halus (kuanta) yang disebut dengan foton

Efoton = hv

h = Tetapan Planck= 6,63 x 10-34 J.s (unit energi x waktu)

v = frekuensi

Fenomena lain yang dijumpai adalah sifat partikel cahaya mempunyai efek fotoelektrik, yaitu cahaya dapat mengeluarkan elektron dari permukaan logam (logam alkali) yang banyak digunakan sebagai sistem alarm. Jika cahaya yang mempunyai frekuensi rendah (panjang gelombangnya panjang) tidak ada elektron yang dikeluarkan, walau cahayanya sangat kuat. Namun jika frekuensi cahayanya dinaikkan secara bertahap, maka elektron mulai terlepas bila terjadi sejumlah frekuensi minimum, setelah frekuensi cahay bartambah banyak, maka energi kinetik dari elektron juga akan naik.

Kemuadian pada sekitar tahun 1905, Albert Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya, jika energinya rendah maka setiap foton juga memiliki energi yang sangat rendah pula dan tidak dapat menyebabkan elektron keluar dari permukaan logam, begitu sebaliknya.

Ahli yang pertama kali mengembangkan teori struktur atom adalah Neils Bohr, seorang fisikawan dari Denmark yang mengemukakan bahwa, elektron pada atom hidrogen dapat mengembara mengelilingi inti dalam orbit dengan bentuk ukuran dan energi yang tetap

A = 2,18 x 10-18 Jn = orbital elektron

= 1, 2, 3, ...,

+

n = 1

n = 2

n = 3

e-

n = 1

n = 2

n = 3

n = 4n =

Absorpsi energi

Pancaran energi

- A

- A/4

- A/9

- A/16

Ener

gi d

alam

uni

t A

Teori atom Bohr hanya berlaku untuk atom hidrogen yang sederhana saja, namun untuk atom-atom lain yang komplek tidak sesuai

Contoh soalBerapa energi foton yang dipancarkan jika suatu elektron pindah dari tingkat energo kelima ketingkat kedua dalam atom hidrogen, hitung juga frekuensi dan panjang gelombang (nm) foton tersebut.

Jawab

ΔE = E1 – E2

E = hv

c = λv

Mekanika GelombangPertama kali diperkenalkan oleh hipotesa Lois de Broglie pada tahun1924, yang menyatakan bahwa cahaya dapat bersifat sebagai partikel dan dapat bersifat sebagai gelombangE = mc2 (Einstein)E = hv = hc/λ (Planck)

Kemudian pada tahun 1926, Edwin Schrodinger menyempurnakan teori mekanika gelombang.1. Bilangan kuantum utama, n. tingkat energi dalam atom diatur dalam tingkat utama yang

disebut kulit dan ditetapkan dalam angka kuantum utama n.2. Bilangan kuantum azimut, l. Setiap kulit terdiri dari stu atau lebih sub kulit.3. Bilangan kuantum magnetik, ml. Setiap subkulit terdiri dari satu atau lebih orbital4. Bilangan kuantum berputar (spin). Dihasilkan dari perputaran elektron sehingga

menimbulkan medan elektromagnetik dengan nilai -1/2 atau +1/2. Fenomena ini menerangkan bahwa suatu bahan dapat bersifat diamagnetik (ada sejumlah elektron yang sama untuk setiap putaran), paramagentik (lebih banyak elektron yang terdapat dalam satu putaran) dan feromagnetik (ekstra elektron yang terlibat dalam satu putaran)

Bilangan kuantum utama, n

Bilangan kuantum azimut, l

Sub kulit Bilangan kuantum magnetik, ml

Bilangan orbital sub kulit

12

3

4

0010120123

1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f

00

-1 0 +10

-1 0 +1-2 -1 0 +1 +2

0-1 0 +1

-2 -1 0 +1 +2-3 -2 -1 0 +1 +2 +3

1131351357

Sub kulit Jumlah orbital Jumlah maksimum elektronspd

135

2610

f 7 14

Konfigurasi ElektronMenjelaskan bagaimana elektron tersebar diantara orbital suatu atom berdasarkan nomor atomnya.

Contoh

H = 1s1 Li = 1s22s1 atau Li [He] = [He] 2s1

He = 1s2 Be = 1s22s2 atau Li [He] = [He] 2s2

Contoh soalBagimana konfigurasi elektron antimon, Sb.Jawab51Sb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105s25p3

51Sb [Kr] 4d105s25p3

Bagaimana konfugarasi elektron timah hitam, Pb.Jawab82Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d104f145s25p65d106s26p2

Bagaimana diagram orbital valensi kulit telurium, Te.Jawab52Te 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105s25p4

52Te [Kr] 4d105s25p4

Konfigurasi valensi kulitnya adalah52Te [Kr] 5s25p4

52Te

Bentuk orbital sKepadatan elektronnya tersebar dalam bentuk bola yang simetris. Bertambah besarnya suatu nilai bilangan kuantum utama suatu orbital, bertambah besar pula ukuran orbital tersebut dan ukuran kepadatannya akan semakin berkurang. Kepadatan ini berkurang disebabkan adanya node, yaitu tempat terjadinya penurunan amplitudo atau kepadatan gelombang turun sampai nol

nodes

Bentuk orbital pKepadatan elektron orbital p terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi dua sama besar dan terletak pada dua sisi yang berhadapan dari inti dengan titik tengah terletak pada garis lurus titik tengah atom

Px, Px dan Pz

Bentuk orbital dBentuk dari orbital d tidak sama, dan setiap orbital mempunyai empat lobe (kepadatan elektron) yang sama yaitu dxy, dxz, dyz dan dx2-y2 dengan arah orbital yang berbeda. Sedangkan untuk dz2

terdiri dari dua lobe dengan kepadatan elektron yang besar

dx2-y2 dxy

dxz dyz dz2

1s2s

3s

y

z

x

pz

px py

y

x

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

Sifat-sifat Atom

Uk ur an

m en ur un

Ukuran menaik

En er gi

io nis

asi

Energi ionisasi

Afi nit

as

ele

ktr

on

Afinitas elektron

BAB VIIIKATAN KIMIA

Ikatan kimia adalah daya tarik menarik antar atom yang menyebabkan suatu senyawa kimia dapat bersatu. Ikatan kimia terbagi dua yaitu:

1. Ikatan ion yang terbentuk dari perpindahan elektron antara atom untuk membentuk pertikel yang bermuatan listrik dan mempunyai daya tarik menarik.

ContohLiF terbentuk dari Li+ dan F- berdasarkan konfigurasi elektron dari kedua atom

3Li 1s22s1

9F 1s22S22P5

Li (1s22s1) Li+ (1s2) + e-

F (1s22S22P5) + e- F- (1s22S22P6)

Untuk CaO

20Ca (1s22S22P63s23p64s2) Ca2+(1s22S22P63s23p6) + 2e-

8O (1s22S22P4) + 2e- O2-(1s22S22P6)

Bila logam dan nonlogam dari golongan A bereaksi, senyawa ini cendrung mengambil atau melepaskan elektron hingga berjumlah delapan elektron dikulit terluarnya (rumus oktet/aturan gas mulia), kecuali untuk logam golongan IA, IIA dan alumunium. Selain itu juga untuk unsur transisi (sebelah kanan deret unsur transisi Pb) akan membentuk ion positif yang tidak mengikuti aturan oktet, dan disebut dengan kofigurasi pseudo-gas-mulia

30Zn ([Ar] 3d104s2) Zn2+ ([Ar] 3d10) + 2e-

Zn2+ ([Ne] 3s23p63d10

Simbol Lewis untuk golongan AGolongan IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

Simbol

Untuk LiF struktur lewisnya adalah

Untuk CaCl2 struktur Lewisnya adalah

. :X. . . :X

.. . . :X

.. ..

: :X.. ..

. .X. . . .X

.X

. .X

.

Untuk LiO2 struktur Lewisnya adalah

Energi ikatan ion berasal dari energi ionisasi dan afinitas elektron atom-atom yang bergabung

2. Ikatan kovalen terbentuk dari terbaginya (sharing) elektron di antara atom.Kekuatan ikatan kovalen berasal dari tarik menarik antara elektron yang bersekutu dan inti yang positif dari atom yang membentuk ikatan. Semakin dekat ikatannya maka energinya akan berkurang

Untuk H2 struktur Lewisnya adalah

Untuk CH4 struktur Lewisnya adalah

Untuk CO2 struktur Lewisnya adalah

Pengecualian aturan oktetMisalnya BeCl2 yang berada pada fasa gas dan temperatur tinggi, maka terbentuk pasangan dua Be elektron valensi dengan elektron pada dua atom klor. Dalam molekul ini atom Be hanya mempunyai empat elektron dalam kulit valensinya

Begitu juga dengan BCl3

Contoh lain adalah PCl5 dan SF6

Orde IkatanPanjang ikatan adalah jarak antara dua inti atom yang dihubungkan oleh ikatan, sedangkan yang dimaksud dengan energi ikatan adalah energi yang dibutuhkan untuk mendorong atom berpisah untuk menghasilkan bagian-bagian yang netral

Sebagai contoh H2

Untuk C2H6

Faktor yang mempengaruhi panjang ikatan dan energi ikatan adalah jumlah kepadatan elektron diantara inti, hal ini dapat dijelaskan dengan membentuk orde ikatan, yaitu jumlah ikatan kovalen yang ada diantara sepasang atom.

Untuk contoh

etenaetilena

asetilena

Orde ikatan karbon-karbon untuk etena = 1Orde ikatan karbon-karbon untuk etilena = 2Orde ikatan karbon-karbon untuk asetilena = 3

Panjang ikatan menurun bila orde ikatan menaik dan energi ikatannya juga menaik, sehingga ikatan atom tersebut sukar dipisahkan.

Untuk sepasang atom dengan orde ikatan menaik, maka frekunsi getaran atom juga menaik, hal ini disebabkan karena menaiknya daya tarik menarik yang mengikuti inti menjadi satu, sehingga bertambah kaku “pegas” antara kedua atom.

Resonansi

Menjelaskan bahwa ikatan yang terbentuk oleh atom-atom merupakan bentuk yang sebenarnya tidak dapat digambarkan dengan tepat menurut ketentuan Lewis yang disebut hibrida resonansi, dan struktur yang dapat digambarkan yang disebut dengan struktur resonansi. Sifat ikatan hibrida resonansi berada diantara sifat ikatan struktur resonansi.

Sebagai contoh NO2-

Struktur Lewisnya adalah

Menurut aturan nitrogen memiliki elektron kurang dari satu oktet, sehingga perlu adanya ikatan rangkap dua pada struktur senyawa ini. Namun kita mempunyai dua pilihan, sebelah kiri atau sebelah kanan. Pemilahan penempatan posisi kedua ikatan rangkap ini disebut dengan resonansi

Muatan ResmiAdalah suatu perhitungan yang kita gunakan pada struktur Lewis, dimana jumlah muatan resmi harus sama dengan muatan listrik partikel. Namun demikian muatan resmi tidak harus sama dengan muatan yang sebenarnya pada atom dalam suatu molekul atau ion. Dengan bertambah rendahnya energi suatu struktur, maka struktur tersebut bertambah stabil dan bertambah mungkin terbentuk

Sebagai contoh H2SO4

Struktur Lewisnya adalah

Muatan resmi = (jlh e- kulit valensi atom yg terisolasi) – (jumlah ikatan yang ada) – (jlh e- yg tdk terbagi)

Untuk belerang dalam struktur Lewis muatan resmi = 6 – 4 – 0= +2

Untuk oksigen dalam struktur Lewis muatan resmi = 6 – 1 – 6= -1

2 ikatan 1 ikatan

Jumlah ikatan = 3Jumlah struktur = 2Jumlah orde ikatan = 2/3

= 1,5

Untuk atom dgn 2 ikatan rangkap S muatan resmi = 6 – 6 – 0 = 0

Untuk atom O yg tdk terikat dengan H muatan resmi = 6 – 2 – 4 = 0

Aturan lain yang harus diperhatikan bahwa, struktur dengan muatan resmi yang paling kecil dan paling stabil yang dipilihKepolaran dan KeelektronagativitasanElektronegativitas adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan daya tarik menarik atom pada elektron dalam suatu ikatan

Misalkan pada H2, molekul ini memiliki keelektronagativitasan yang sama, karena mempunyai daya yang sama untuk menarik pasangan elektron dalam ikatan.

Namun pada HCl, molekul ini memiliki keelektronagativitasan yang berbeda, sehingga pasangan elektron tertarik keatom yang mempunyai elektronegativitas yang tinggi, dalam hal ini adalah Cl.

δ+ dan δ- menunjukkan muatan parsial (parsial positif dan parsial negatif), dalam hal ini muatan parsial untuk H sekitar +0,17 dan untuk Cl -0,17.

Dalam suatu molekul, muatan positif dan negatif yang sama dipisahkan oleh jarak yang menunjukkan suatu yang disebut dipol. Oleh karena itu HCl dengan inti positif dan negatif adalah proton dipol yang disebut dengan polar. Kepolaran dibentuk dari dua unsur yang memiliki keelektronagativitasannya berbeda akan membentuk molekul polar.

Secara kuantitatif dipol ditentukan oleh momen dipol, yaitu hasil muatan pada setiap ujung dipol dikalikan dengan jarak kedua muatan. Dengan demikian molekul yang sangat polar akan memiliki momen dipol yang sangat besar, sedangkan molekul yang tidak mempunya momen dipol disebut dengan molekul non polar.

Untuk molekul yang memiliki tiga atom atau lebih, akan memungkinkan memiliki molekul nonpolar walaupun sebenarnya molekul tersebut polar

Contoh CO2

Molekul ini berbentuk linier karena arah ikatan dipol berlawanan yang mengakibatkan dipol saling meniadakan, sehingga molekul ini bersifat nonpolar

δ+ δ-

δ+

δ- δ+

δ-

Ele

ktr

on eg ati vit

as Elektronegatifitas