Ikatan Kimia :

Siklus Born Haber untuk NaCl

• Sublimasi Na:

2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) ?

• Sublimasi Na: ΔHsub = 107.8 kJ/mol

• Ionisasi Na:Ionisasi Na: IE1 = 495.4 kJ/mol

• Pemutusan ikatan Cl : ½( DCl-Cl) = 121.3 kJ/mol

• Ionisasi Cl:EA = -348.8 kJ/mol

• Pembentukan ikatan: U 787 kJ/ l-U = -787 kJ/mol

Energi Kisi, UE i dib t hk d b h• Energi yang dibutuhkan pada perubahanpadatan ionik menjadi ion dalam bentuk gas

AxBy(s)→xBy+(g) + yBx-

(g)

Compound IonsLattice

EnergyCompound Ions Energy(kJ mol−1)

LiCl Li+ and Cl− 845

NaCl Na+ and Cl− 778NaCl Na and Cl 778

KCl K+ and Cl− 709

LiF Li+ and F− 1033

CaCl2 Ca2+ and Cl− 2258

AlCl3 Al3+ and Cl− 54922 2CaO Ca2+ and O2- 3401

Al2O3 Al3+ and O2- 15,916

U vs.Energi Pembentukan Ikatang• Pembentukan satu mol padatan dari ion gas atau

Pembentukan ikatan ionik besarnya sama dengan energiPembentukan ikatan ionik besarnya sama dengan energikisi (U)

• Na+ + Cl- → NaCl + 787 kJ• Na (g) + Cl (g) → NaCl(s) + 787 kJ• Karena energi dilepaskan, harga dar proses ini –U• Semakin besar muatan ion dan atausemakin kecil ion• Semakin besar muatan ion dan atausemakin kecil ion

mempunyai tarikan yang lebih besar.

kqqU 21=

kr

Elektron valensi

elektron terluar dari suatu atom.Elektron yang berpartisipasi pada ikatan kimia.

1A 11

Golongan Unsur Σ e- valensiKonfigurasi e-

1A 1ns1

2A 2ns2

3A 3ns2np1

4A 4ns2np2

5A 5ns2np3

6A 6ns2np4 6ns np

7A 7ns2np5

STRUKTUR LEWISSTRUKTUR LEWIS

Ikatan Ionik

Li + F Li+ F -

1s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p6

[He] [Ne]

Li Li+ + e-

+ F F -e- + F F -

F -Li+ + Li+ F -

adalah ikatan yang terbentuk karena pemakaian bersama dua

Ikatan kovalen

adalah ikatan yang terbentuk karena pemakaian bersama duaelektron oleh dua atom.

Kenapa dua atom berbagi elektron?

F F+ F F

7e- 7e- 8e- 8e-

Struktur Lewis untuk F

F F

Struktur Lewis untuk F2

PasanganPasanganIkatan kovalen tunggal

F F

gelektronbebas

elektronbebas

PasanganPasangan

Ikatan kovalen tunggal

Ikatan kovalen tunggalF F Pasangan

elektronbebas

Pasanganelektronbebas

Struktur Lewis air Ikatan kovalen tunggal

8e-

H HO+ + OH H O HHatau

2e- 2e-

Ikatan ganda – dua atom menggunakan dua atau lebihpasangan elektron bersama-samapasangan elektron bersama sama.

O C O atau O C O

8e- 8e-8e-Ikatan ganda

Ikatan ganda

Ikatan rangkap tiga dua atom menggunakan bersamaIkatan rangkap tiga – dua atom menggunakan bersamatiga pasang elektron.

N N N NatauN N8e-8e-

N N

Ikatan rangkap tigaIkatan rangkap tiga

atau

P j

Panjang Ikatan Kovalen

Tipe Ikatan

Panjang Ikatan(pm)(pm)

C-C 154

C C 133C=C 133

C≡C 120

C-N 143

C=N 138C NC≡N 116

Panjang IkatanIkatan Rangkap Tiga < Ikatan Ganda < Ikatan Tungal

El k ik l bih d k k l h

Ikatan kovalen polar

Elektron ikatan lebih dekat ke salah satu atom.

KeelektronegatifanKeelektronegatifan

kemampuan suatu atom untuk menarik elektron ikatan.

Keelektronegatifan - relatif, F tertinggi

Daerahkaya elektron

Daerahmiskin elektron

FH

kaya elektronmiskin elektrone- kayae- miskin

H FFH

δ+ δ-

Klasifikasi ikatan berdasarkan perbedaan keelektronegatifan

Meningkatnya perbedaan keelektronegatifan

Kovalen nonpolar

berbagi e-

Kovalen Polar

transfer sebagian e-

Ionik

transfer e-g transfer sebagian e transfer e

D ifference in Electron egativityBetween Bonded Atoms Typ e of BondBetween Bonded Atoms Typ e of Bond

Less than 0.50.5 to 1.9

Non polar covalentPolar covalent0.5 to 1.9

Greater than 1.9 Ions f orm

Tentukan jenis ikatan dalam senyawa berikut :j yCsCl; ikatan pada HF; dan Ikatan NN pada H2NNH2.ionik, kovalen polar, atau kovalen non polar, p , p

Cs – 0,7 Cl – 3,0 3,0 – 0,7 = 2,3 IonikCs 0,7 Cl 3,0 3,0 0,7 2,3 Ionik

H – 2,1 F – 4,0 4,0 – 2,1 = 1,9 Kovalen Polar

N – 3,0 N – 3,0 3,0 – 3,0 = 0 Kovalen non polar

Penulisan Struktur Lewis

1. Tulis kerangka struktur dari senyawa bersangkutan, yg terdiri dari lambang kimia atom2 yg terlibat dan menempatkan atom2 yg berikatan secara berdekatan satumenempatkan atom2 yg berikatan secara berdekatan satu dg yg lain.

2. Hitunglah total elektron valensi daris emua atom yg terlibat. g ygTambahkan 1 untuk tiap muatan negatif. Kurangkan 1 untuk tiap muatan positif.

3. Lengkapi oktet dari semua atom yang terikat pada atom pusat kecuali hidrogen.

4 Jik t kt t b l t i d t t k4. Jika aturan oktet belum tercapai pada atom pusat, gunakan pasangan elektron bebas dari atom-atom disekitarnya untuk menambahkan ikatan rangkap dua atau tiga di g p gantara atom pusat dan atom di sekitarnya sampai aturan terpenuhi.

Tuliskan Struktur Lewisdari nitrogen trifluorida (NF3).

Tahap 1 – N kurang elektronegatif dibanding F, tempatkan N di pusat

Tahap 2 – Hitung elektron valensi N - 5 (2s22p3) dan F - 7 (2s22p5)

5 (3 7) 26 l kt l i5 + (3 x 7) = 26 elektron valensiTahap 3 – Gambar ikatan tunggal antara atom N dan F dan lengkapi

oktet pada atom N dan F.Tahap 4 - Periksa, apakah # e- pd struktur sebanding dengan

jumlah valensi e- ?

3 ik t t l (3 2) 10 b b (10 2) 26 l kt l i

F N F

3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi

F N F

F

Tulis struktur Lewis dari ion karbonat ion (CO32-).

Tahap 1 – C kurang elektronegatif dari O, tempatkan C di pusat

Tahap 2 – Jumlahkan elektron valensi C - 4 (2s22p2) dan O - 6 (2s22p4)-2 muatan – 2e-

4 + (3 x 6) + 2 = 24 elektron valensi4 + (3 x 6) + 2 = 24 elektron valensi

Tahap 3 – Gambar ikatan tunggal atom C dan O dan lengkapi oktetpada atom C dan O.

Tahap 4 - Periksa, apakah # dr e- pd struktur sebanding dgjumlah e- valensi?

3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi3 ikatan tunggal (3x2) + 10 pasangan bebas (10x2) = 26 elektron valensi

Tahap 5 - terlalu banyak elektron, buat ikatan ganda dan cek ulang # e-

O C O2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 48 ps. bebas (8x2) = 16

T t l 24O

Total = 24

Muatan Formal dan Struktur Lewis1 Pada molekul netral struktur Lewis tanpa muatan formal1. Pada molekul netral, struktur Lewis tanpa muatan formal

lebih disukai dari struktur dengan muatan formal.

2 Struktur Lewis dengan muatan formal yang besar kurang2. Struktur Lewis dengan muatan formal yang besar kurang disukai daripada struktur dengan muatan formal yg kecil.

3. Diantara struktur Lewis dengan distribusi muatan formal gyang serupa, struktur yang paling disukai adlah struktur yang muatan negatifnya berada pada atom yang lebih elektronegatifelektronegatif.

Yang manakah struktur Lewis bagi CH2O?Yang manakah struktur Lewis bagi CH2O?

C O-1 +1 H

C O0 0

H C O H C OH

Dua kerangka struktur yg mungkin dr formaldehida (CH2O)

H C O HH

C OH

Muatan Formal adalah jumlah elektron valensi dalam atom bebas dikurangi jumlah elektron yang dimiliki oleh atom tersebut di dalam struktur Lewis.

Muatan formal suatu atom pd Struktur Lewis =

12

total jumlah ikatan elektron( )

total jml elektron valensi pd atom bebas

-total jumlah elektron tdk berikatan

- ( )atom bebas

Jumlah muatan formal dari atom dalam molekul atau ion harus sebanding dg muatan pada molekul atau ion tsb.

H C O HC – 4 e-

O – 6 e-2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 4-1 +1

H C O H O 6 e2H – 2x1 e-

12 e-

1 ikatan ganda 42 ps. bebas (2x2) = 4

Total = 12

Muatan formal pd atom dlm t kt L i =

1 total jumlah ikatan( )

total jumlah elektron

l i d -total jumlah elektron yg -struktur Lewis 2

ikatan elektron( )valensi pd

atom bebas

elektron yg tdk terikat

muatan formal pd C = 4 -2 -½ x 6 = -1

muatan formal pd O = 6 -2 -½ x 6 = +1

C – 4 e-

O – 6 e-2 ikatan tunggal (2x2) = 4

1 ikatan ganda = 4H

C O0 0

O 6 e2H – 2x1 e-

12 e-

1 ikatan ganda 42 ps. bebas (2x2) = 4

Total = 12

C OH

muatan formal pd atom dlm t kt L i =

1 total jumlah ikatan( )

total jumlah elektron

l i d -total jumlah elektron yg -struktur Lewis 2

ikatan elektron( )valensi pada

atom bebas

elektron yg tdk terikat

Muatan formal pd C = 4 -0 -½ x 8 = 0

Muatan formal pd O = 6 -4 -½ x 4 = 0

Struktur resonansi adalah salah satu dari dua atau lebih struktur Lewis untuk satu molekul yang tidka dapat dinyatakanstruktur Lewis untuk satu molekul yang tidka dapat dinyatakan secara tepat dengan hanya menggunakan satu struktur Lewis.

O O O+ -

OOO+-

Apakah struktur resonansi dari ionkarbonat (CO3

2-)?( 3 )

O C O- -

O C O-

OCO-

O O - O -

Pengecualian Aturan Oktet

Oktet Taklengkap

H HBeBe – 2e-

2H – 2x1e-

4e-BeH2

BFB – 3e-

3F – 3x7e- F B F 3 ikatan tunggal (3x2) = 69 ps bebas (9x2) = 18BF3 3F 3x7e

24e-

F

9 ps. bebas (9x2) = 18Total = 24

Pengecualian Aturan Oktet

Molekul Berelektron Ganjil

N – 5e-

O – 6e-

11e-NO N O

Oktet yang diperluas (atom2 dr unsur2 dg bilangan utama kuantum n > 2)

S 6 FF

F

SF6

S – 6e-

6F – 42e-

48e-S

F

F

F

F6 ikatan tunggal (6x2) = 12

18 ps. bebas (18x2) = 36Total = 48

F FF

Kimia dalam Kehidupan: Katakan JANGAN

NO2- (aq) + Fe2+ (aq) + 2H+ (aq)

NO (g) + Fe3+ (aq) + H2O (l)

N2 (g) + O2 (g) 2NO (g)

9.9

Perubahan entalpi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan tertentu dlm satu mol gas molekul gas disebut Energi Ikatantertentu dlm satu mol gas molekul gas disebut Energi Ikatan.

H H + H ΔH0 = 436 4 kJEnergi Ikatan

H2 (g) H (g) + H (g) ΔH0 = 436,4 kJ

Cl2 (g) Cl (g)+ Cl (g) ΔH0 = 242,7 kJ

HCl (g) H (g) + Cl (g) ΔH0 = 431,.9 kJ

O2 (g) O (g) + O (g) ΔH0 = 498,7 kJ O O2 (g) (g) (g) , O O

N2 (g) N (g) + N (g) ΔH0 = 941,4 kJ N N

Energi Ikatan

Ikatan tunggal < Ikatan Ganda < Ikatan Rangakap Tiga

Energi ikatan rata2 dalam molekul poliatomik

H O H + OH ΔH0 = 502 kJH2O (g) H (g)+ OH (g) ΔH0 = 502 kJ

OH (g) H (g)+ O (g) ΔH0 = 427 kJ

Energi ikatan OH rata2 = 502 + 4272

= 464 kJ

Energi Ikatan (BE) dan perubahan Entalpi dalam reaksi

Bayangkan suatu reaksi dilakukan dengan memutuskan

H0 l i k l i k l

Bayangkan suatu reaksi dilakukan dengan memutuskan seluruh ikatan2 pada reaktan dan kemudian atom2 gas digunakan untuk membentuk seluruh ikatan2 pada produk.

ΔH0 = total energi masuk – total energi keluar= ΣBE(reaktan) – ΣBE(produk)

H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g) 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)

Gunakan energi ikatan utk menghitung perubahan entalpi:H2 ( ) + F2 ( ) 2HF ( )H2 (g) F2 (g) 2HF (g)

ΔH0 = ΣBE(reaktan) – ΣBE(produk)

Ikatan yg t t

Jumlah ikatan t t

Energi ikatan (kJ/ l)

Perubahan i (kJ)terputus yg terputus (kJ/mol) energi (kJ)

H H 1 436,4 436,4F F 1 156 9 156 9F F 1 156,9 156,9Ikatan yg terbentuk

Jumlah ikatan yg terbentuk

Energi ikatan (kJ/mol)

Perubahan energi (kJ)

H F 2 568,2 1.136,4

ΔH0 = 436,4 + 156,9 – 2 x 568,2 = -543,1 kJΔH 436,4 156,9 2 x 568,2 543,1 kJ