Ikatan Ion

Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk akibat gaya tarik listrik (gaya Coulomb) antara ion yang berbeda. Ikatan ion juga dikenal sebagai ikatan elektrovalen.

Pembentukan Ikatan Ion

Telah diketahui sebelumnya bahwa ikatan antara natrium dan klorin dalam narium klorida terjadi karena adanya serah terima elektron. Natrium merupakan logam dengan reaktivitas tinggi karena mudah melepas elektron dengan energi ionisasi rendah sedangkan klorin merupakan nonlogam dengan afinitas atau daya penagkapan elektron yang tinggi. Apabila terjadi reaksi antara natrium dan klorin maka atom klorin akan menarik satu elektron natrium. Akibatnya natrium menjadi ion positif dan klorin menjadi ion negatif. Adanya ion positif dan negatif memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom sehingga terbentuk natrium klorida. Pembentukan natrium klorida dapat digambarkan menggunakan penulisan Lewis sebagai berikut:

Pembentukan NaCl

Pembentukan NaCl dengan lambang Lewis

Ikatan  ion  hanya  dapat  tebentuk  apabila  unsur-unsur  yang  bereaksi mempunyai perbedaan daya tarik electron (keeelektronegatifan)  cukup  besar.  Perbedaan 

keelektronegati-fan yang  besar  ini  memungkinkan  terjadinya  serah-terima  elektron. Senyawa  biner  logam  alkali  dengan  golongan  halogen  semuanya bersifat ionik. Senyawa logam alkali tanah juga bersifat ionik, kecuali untuk beberapa senyawa yang terbentuk dari berilium.

Susunan Senyawa Ion

Aturan oktet menjelaskan bahwa dalam pembentukan natrium  klorida,  natrium  akan  melepas satu  elektron  sedangkan  klorin akan menangkap satu elektron. Sehingga terlihat bahwa satu atom klorin membutuhkan  satu  atom  natrium.  Dalam  struktur  senyawa  ion natrium  klorida,  ion  positif  natrium (Na+)  tidak  hanya  berikatan dengan satu ion negatif klorin (Cl-) tetapi satu ion Na+ dikelilingi oleh 6  ion  Cl- demikian  juga  sebaliknya.  Struktur  tiga  dimensi  natrium klorida dapat digunakan untuk menjelaskan susunan senyawa ion.

Struktur kristal kubus NaCl Kristal

Kristal Ionik

Dalam kristal ionik, seperti logam halida, oksida, dan sulfida, kation dan anion disusun bergantian, dan padatannya diikat oleh ikatan elektrostatik.  Banyak logam halida melarut dalam pelarut polar misalnya NaCl melarut dalam air, sementara  logam oksida dan sulfida, yang mengandung kontribusi ikatan kovalen yang signifikan, biasanya tidak larut bahkan di pelarut yang paling polar sekalipun.  Struktur dasar kristal ion adalah ion yang lebih besar (biasanya anion) membentuk susunan terjejal dan ion yang lebih kecil (biasanya kation) masuk kedalam lubang oktahedral atau tetrahedral di antara anion.  Kristal ionik diklasifikasikan kedalam beberapa tipe struktur berdasarkan jenis kation dan anion yang terlibat dan  jari-jari ionnya.  Setiap tipe struktur disebut dengan nama senyawa khasnya, jadi struktur garam dapur tidak hanya merepresentasikan struktur NaCl tetapi juga senyawa lainnya. Tipe struktur-struktur utama senyawa padat dan contoh masing-masing tipe diberikan di Tabel 2.4.

Struktur garam dapur Natrium khlorida NaCl adalah senyawa khas yang dalam strukturnya anion Cl- disusun dalam  ccp dan kation Na+ menempati lubang oktahedral (Oh) (Gambar 2.7).  Setiap kation Na+ dikelilingi oleh enam anion Cl-. Struktur yang sama akan dihasilkan bila posisi anion dan kation dipertukarkan.  Dalam  hal ditukar posisinya, setiap anion Cl- dikelilingi oleh enam kation Na+. Jadi, setiap ion berkoordinasi 6 dan akan memudahkan bila strukturnya dideskripsikan sebagai struktur (6,6).  Jumlah ion dalam sel satuan dihitung dengan menjumlahkan ion seperti diperlihatkan dalam Gambar 2.7.  Ion di dalam kubus dihitung satu, ion di muka kubus dibagi dua kubus, di sisi digunakan bersama empat kubus dan di pojok digunakan bersama oleh 8 kubus.  Sehingga untuk struktur NaCl ada 4 ion Cl dalam sel satuan NaCl yang didapatkan dengan mengalikan jumlah ion dalam sel dengan satu, di muka dengan 1/2, dan di sisi dengan 1/4 dan disudut dengan 1/8.  Jumlah ion Na dalam sel satuan juga 4 dan rasio jumlah Cl dan Na cocok dengan rumus NaCl.

Cesium khlorida Cesium khlorida, CsCl, adalah struktur khas yang diberikan di Gambar 2.8.  Ada satu ion Cs+ di pusat kubus dan delapan ion Cl- berada di sudut-sudut kubus. 

Sebaliknya, bahkan bila Cl- di pusat dan delapan Cs+ di sudut-sudut kubus, jumlah masing-masing ion tetap sama.  Jadi, struktur ini dirujuk sebagai struktur (8, 8).  Ada satu ion Cs+ dan satu ion Cl- dalam satu sel satuan cocok dengan rumus CsCl.

Struktur zink blenda Zink blenda memiliki komposisi ZnS dan sel satuannya digambarkan di Gambar 2.9.  Anion S2- tersusun dalam ccp dan kation Zn2+ menempati separuh lubang tetrahedral (Td).  Dalam susunan ini, setiap kation berkoordinasi dengan empat anion, dan masing-masing anion dengan empat kation.  Jadi zink blenda adalah struktur (4, 4).  Ada masing-masing empat ion Zn2+ dan S2- dalam sel satuan dan rasio ini cocok dengan rumus ZnS.

Struktur fluorit Komposisi flourit adalah CaF2.  Karena jumlah F- dua kali lebih banyak dari jumlah Ca2+, semua lubang tetrahedral dalam susunan  ccp Ca2+ ditempati oleh F-, sebagaimana diperlihatkan dalam Gambar 2.10.  Ada empat Ca2+ dan delapan F- dalam

sel satuan, empat kali rumus empirisnya.  Struktur anti-fluorit didapatkan dengan menukar posisi kation dan anion, dan struktur ini diadopsi misalnya oleh kalium oksida K2O.

Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion- ion yang memiliki hantaran listrik.

Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikat oleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus, dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal, walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengan semua ion natrium dalam kristal.

Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalah susunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengan kata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukuran anion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dan kation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion.

Dalam kasus natrium khlorida, anion khlorida (jari-jari 0,181 nm) akan membentuk susunan kisi berpusat muka dengan jarak antar atom yang agak panjang sehingga kation natrium yang lebih kecil (0,098 nm) dapat dengan mudah diakomodasi dalam ruangannya (Gambar 8.9(a)). Setiap ion natrium dikelilingi oleh enam ion khlorida (bilangan koordinasi = 6). Demikian juga, setiap ion khlorida dikelilingi oleh enam ion natrium (bilangan koordinasi = 6)

Dalam cesium khlorida, ion cesium yang lebih besar (0,168nm) dari ion natrium dikelilingi oleh 8 ion khlorida membentuk koordinasi 8:8. Ion cesium maupun khlorida seolah secara independen membentuk kisi kubus sederhana, dan satu ion cesium terletak di pusat kubus yang dibentuk oleh 8 ion khlorida.

Jelas bahwa struktur kristal garam bergantung pada rasio ukuran kation dan anion. Bila rasio (jarijari kation)/(jari- jari anion) (rC/rA) lebih kecil dari nilai rasio di natrium khlorida, bilangan koordinasinya akan lebih kecil dari enam. Dalam zink sulfida, ion zink dikelilingi hanya oleh empat ion sulfida.

Elektronegativitas

Elektronegativitas atau keelektronegatifan (Simbol: χ) adalah sebuah sifat kimia yang menjelaskan kemampuan sebuah atom (atau lebih jarangnya sebuah gugus fungsi) untuk menarik elektron (atau rapatan elektron) menuju dirinya sendiri pada ikatan kovalen.[1] Konsep elektronegativitas pertama kali diperkenalkan oleh Linus Pauling pada tahun 1932 sebagai bagian dari perkembangan teori ikatan valensi [2] . Elektronegativitas tidak bisa dihitung secara langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa metode kalkulasi telah diajukan. Walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil dalam nilai numeris elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di antara unsur-unsur. Ikatan ion biasanya terjadi antara atom-atom yang mudah melepaskan elektron (logam-logam golongan utama) dengan atom-atom yang mudah menerima elektron (terutama golongan VIA den VIIA). Makin besar perbedaan elektronegativitas antara atom-atom yang membentuk ikatan, maka ikatan yang terbentuk makin bersifat ionik.

Metode yang umumnya sering digunakan adalah metode Pauling. Hasil perhitungan ini menghasilkan nilai yang tidak berdimensi dan biasanya dirujuk sebagai skala Pauling dengan skala relatif yang berkisar dari 0,7 sampai dengan 4,0 (hidrogen = 2,2). Bila metode perhitungan lainnya digunakan, terdapat sebuah konvensi (walaupun tidak diharuskan) untuk menggunakan rentang skala yang sama dengan skala Pauling: hal ini dikenal sebagai elektronegativitas dalam satuan Pauling.

Elektronegativitas bukanlah bagian dari sifat atom, melainkan hanya merupakan sifat atom pada molekul [3] . Sifat pada atom tunggal yang setara dengan elektronegativitas adalah afinitas elektron. Elektronegativitas pada sebuah unsur akan bervariasi tergantung pada lingkungan kimiawi,[4] namun biasanya dianggap sebagai sifat yang terpindahkan, yaitu sebuah nilai elektronegativitas dianggap akan berlaku pada berbagai situasi yang bervariasi.

Keelektronegatifan

Adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu

senyawa (dalam ikatannya).

Diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7

(keelektronegatifan Cs) sampai 4 (keelektronegatifan F).

Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima

elektron dan akan membentuk ion negatif (anion).

Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan

elektron dan akan membentuk ion positif (kation).

Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin

kecil.

Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin

besar.

Elektronegativitas Pauling

Pauling pertama kali mengajukan[2] konsep elektronegativitas pada tahun 1932 sebagai penjelasan dari fenomena lebih kuatnya ikatan kovalen antar dua atom berbeda (A–B) dari yang diperkirakan dengan mengambil kekuatan rata-rata ikatan A–A dan B–B. Menurut teori ikatan valensi, "stabilisasi tambahan" dari ikatan heteronuklir ini disebabkan oleh kontribusi bentuk kanonis ion kepada ikatan.

Perbedaan elektronegativitas antara dua atom A dan B dapat dihitung dengan:

dengan Energi disosiasi (Ed) ikatan A–B, A–A dan B–B diekspresikan dalam elektronvolt. Faktor (eV)−½ disisipkan untuk menghasilkan nilai yang tidak berdimensi. Dengan metode ini, perbedaan elektronegativitas antara hidrogen dan bromin adalah 0.73 (energi disosiasi: H–Br, 3.79 eV; H–H, 4.52 eV; Br–Br 2.00 eV)

Oleh karena hanya perbedaan elektronegativitas yang dapat dihitung, kita perlu memilih sebuah titik acuan untuk membangun skala. Hidrogen dijadikan acuan karena ia membentuk ikatan kovalen dengan hampir semua unsur. Nilai elektronegativitasnya pertama kali ditentukan[2] sebagai 2,1, namun kemudian direvisi[5] menjadi 2,20. Selain itu, kita juga perlu memutuskan unsur manakah (dari dua unsur) yang memiliki elektronegativitas lebih besar. Pemutusan ini dapat dilakukan dengan menggunakan "intuisi kimia", misalnya pada hidrogen bromida yang terlarut dalam air membentuk H+

dan Br−, kita dapat berasumsi bahwa bromin lebih elektronegatif daripada hidrogen.

Untuk menghitung elektronegativitas Pauling sebuah unsur, kita memerlukan data energi disosiasi dari paling sedikit dua jenis ikatan kovalen yang dibentuk oleh unsur tersebut. Allred memutakhirkan nilai elektronegativitas Pauling pada tahun 1961 dengan melibatkan data-data termodinamika[5]. Nilai-nilai elektronegativitas Pauling yang direvisi inilah yang biasanya sering digunakan.

Kristal ionik

Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.

Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikat oleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus, dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal, walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengan semua ion natrium dalam kristal.

Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalah susunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengan kata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukuran anion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dan kation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion.

Dalam kasus natrium khlorida, anion khlorida (jari-jari 0,181 nm) akan membentuk susunan kisi berpusat muka dengan jarak antar atom yang agak panjang sehingga kation natrium yang lebih kecil (0,098 nm) dapat dengan mudah diakomodasi dalam ruangannya (Gambar 8.9(a)). Setiap ion natrium dikelilingi oleh enam ion khlorida (bilangan koordinasi = 6). Demikian juga, setiap ion khlorida dikelilingi oleh enam ion natrium (bilangan koordinasi = 6) (Gambar 8.9(b)). Jadi, dicapai koordinasi 6:6.

Gambar 8.9 Struktur kristal natrium khloridaMasing-masing ion dikelilingi oleh enam ion yang muatannya berlawanan.Struktur ini bukan struktur terjejal.

Dalam cesium khlorida, ion cesium yang lebih besar (0,168nm) dari ion natrium dikelilingi oleh 8 ion khlorida membentuk koordinasi 8:8. Ion cesium maupun khlorida seolah secara independen membentuk kisi kubus sederhana, dan satu ion cesium terletak di pusat kubus yang dibentuk oleh 8 ion khlorida (Gambar 8.10)

Gambar 8.10 Struktur kristal cesium khlorida.Setiap ion dikelilingi oleh delapan ion dengan muatan yang berlawanan.Struktur ini juga bukan struktur terjejal.

Jelas bahwa struktur kristal garam bergantung pada rasio ukuran kation dan anion. Bila rasio (jarijari kation)/(jari-jari anion) (rC/rA) lebih kecil dari nilai rasio di natrium khlorida, bilangan koordinasinya akan lebih kecil dari enam. Dalam zink sulfida, ion zink dikelilingi hanya oleh empat ion sulfida. Masalah ini dirangkumkan di tabel 8.3.

Tabel 8.3 Rasio jari-jari kation rC dan anion rA dan bilangan koordinasi.

Rasio jari-jari rC/rA Bilangan koordinasi contoh

0,225-0,414 4 ZnS

0,414-0,732 6 Sebagian besar halida logam alkali

>0,732 8 CsCl, CsBr, CsI

Latihan 8.4 Penyusunan dalam kristal ion

Dengan menggunakan jari-jari ion (nm) di bawah ini, ramalkan struktur litium fluorida LiF dan rubidium bromida RbBr. Li+ = 0,074, Rb+ = 0,149, F- = 0,131, Br- = 0<196>

Jawab

Untuk LiF, rC/rA = 0,074/0,131 = 0,565. Nilai ini berkaitan dengan nilai rasio untuk kristal berkoordinasi enam, sehingga LiF akan bertipe NaCl. Untuk RbBr, rC/rA = 0,149/0,196 = 0,760, yang termasuk daerah berkoordinasi 8, sehingga RbBr diharapkan bertipe CsCl.

Kisi Ruang Bravais Dan Susunan Atom Pada KristalKisi ruang (space lattice) adalah susunan titik-titik dalam ruang tiga dimensi dimana setiap titik memiliki lingkungan yang serupa. Titik dengan lingkungan yangserupa itu disebut simpul kisi (lattice points). Simpul kisi dapat disusun hanyadalam 14 susunan yang berbeda, yang disebut kisi-kisi Bravais.Jika atom-atom dalam kristal membentuk susunan teratur yang berulang maka atomatomdalam kristal haruslah tersusun dalam salah satu dari 14 bentuk kisi-kisitersebut. Perlu dicatat bahwa setiap simpul kisi bisa ditempati oleh lebih dari satuatom, dan atom atau kelompok atom yang menempati tiap-tiap simpul kisi haruslahidentik dan memiliki orientasi sama sesuai dengan pengertian simpul kisi.Karena kristal yang sempurna merupakan susunan atom secara teratur dalam kisiruang, maka susunan atom tersebut dapat dinyatakan secara lengkap denganmenyatakan posisi atom dalam suatu kesatuan yang berulang. Kesatuan yangberulang di dalam kisi ruang itu disebut sel unit (unit cell). Jika posisi atom dalampadatan dapat dinyatakan dalam sel unit ini, maka sel unit itu merupakan sel unitstruktur kristal. Rusuk dari suatu sel unit dalam struktur kristal haruslah merupakantranslasi kisi, yaitu vektor yang menghubungkan dua simpul kisi. Jika sel unitdisusun bersentuhan antar bidang sisi, mereka akan mengisi ruangan tanpa84 Sudaryatno S, Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Materialmeninggalkan ruang kosong dan membentuk kisi ruang. Satu kisi ruang yang samamungkin bisa dibangun dari sel unit yang berbeda; akan tetapi yang disebut sel unitdipilih yang memiliki geometri sederhana dan mengandung hanya sejumlah kecil

simpul kisi.

Karakteristik

Ikatan Ion

- Atom-atom membentuk ikatan ion melalui serah terima elektron. Atom yang melepas elektron membentuk ion positif (kation), atom yang menerima elektron membentuk ion negatif (anion).- Ion-ion memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia.- Ikatan ion merupakan gaya tarik menarik elektrostatis antara ion positif dengan ion negatif.- Ikatan ion terbentuk dari atom logam dengan atom nonlogam.- Dalam senyawa ion banyaknya muatan positif dan muatan negatif adalah seimbang.

SIFAT-SIFAT SENYAWA IONIK

1.Struktur/susunan kristal

Dalam keadaan padat, senyawa ionis terdapat dalam bentuk kristal dengan susunan tertentu. Penafsiran

terhadap hasil difraksi sinar-X pada senyawa ion dapat memberi petunjuk mengenai susunan internal dari

kristal ion tersebut. Misalnya pada kristal NaCl dapat diketahui bahwa setiap ion Na+ dikelilingi oleh 6 ion Cl-,

dan setiap ion Cl- juga dikelilingi oleh 6 ion Na+.

2. Isomorf

Senyawa-senyawa ion yang mempunyai susunan yang mirip satu sama lain seperti NaCl dan KNO3 mempunyai bentuk kristal yang sama yang disebut isomorf. Di

samping itu terdapat pula senyawa-senyawa yang mempunyai muatan ion berbeda, tetapi mempunyai susunan kristal yang sama, misalnya NaF dan MgO, CaCl2 dan K2S masing-masing mempunyai susunan kristal yang sama. Fakta tersebut dapat

dijelaskan dengan meninjau konfigurasi elektron ion-ion penyusun kristal tersebut.

3. Daya hantar listrik

Baik dalam keadaan cair (meleleh) maupun dalam larutannya senyawa ionis dapat menghantarkan arus listrik.

Pada table 1.1 dapat dilihat daya hantar berbagai senyawa klorida dalam keadaan  cair (meleleh) pada suhu titik lelehnya.

4. Titik leleh dan titik didih

Ion positif dan ion negative pada senyawa ionis, terikat satu sama lain oleh gaya elektrostatis yang sangat kuat. Untuk memisahkan ion-ion tersebut baik yang

terdapat dalam bentuk kristal maupun dalam bentuk cairnya, diperlukan energy yang cukup besar, yang mengakibatkan titik leleh dan titik didih senyawa ionis juga

tinggi.Pada table 1.2 dapat dilihat titik didih berbagai senyawa klorida.

5. Kelarutan

Pada umumnya senyawa ionis larut dalam pelarut yang mengandung gugs OH- seperti H2O dan C2H5OH yang merupakan senyawa kovalen polar, sedangkan

senyawa kovalen larut dalam pelarut nonpolar.

6. Reaksi ion

Pada reaksi senyawa ionis, ion-ion tidak tergantung pada ion pasangannya, misalnya bila NaCl dan AgNO3 (dalam larutan) dicampurkan, maka segera

terbentuk endapan AgCl. Reaksi yang terjadi adalah:

 Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl (s)

7. Keras, kaku dan rapuh

DAFTAR PUSTAKA

http://mirror.unej.ac.id/pub/artikel/bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Kimia/0232%20Kim%202-12b.htmhttp://www.blogpribadi.com/2009/07/ikatan-ion.htmlhttp://www.google.co.id/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=13&ved=0CCoQFjAM&url=http%3A%2F%2Fwww.freewebs.com%2Fkimiadb2%2FMateriBab4Sem10809.doc&rct=j&q=ikatan+ion&ei=MAqeS6mjJdPGrAf5xOmNBA&usg=AFQjCNHJCqw37zrGuULaWSR0K7uB1EB3bw

www.chemistry.wustl.edu [30 januari 2008]

Syarifudin, Nuraini. 1994. IKATAN KIMIA. Yogyakarta: Gadjah mada University Press

 http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/MULYANI%20DWI%20M%20(0606421)/sifatsenyawaion.html

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/padatan1/berbagai-kristal/

http://gemarkimia.blogspot.com/2009/10/struktur-kristal-nacl.html

http://www.google.co.id/#hl=id&q=keelektronegatifan+senyawa+ionik&meta=&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=9c053c740acafac3