IKATAN KIMIA DAN UNSUR KIMIA

IKATAN KIMIA DAN UNSUR KIMIA

A.    IKATAN KIMIA

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam praktiknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.

Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah.

1.      IKATAN KUAT KIMIA

 Bentuk atom-atom dan molekul-molekul yang 3 dimensi sangatlah menyulitkan dalam menggunakan teknik tunggal yang mengindikasikan orbital-orbital dan ikatan-ikatan. Pada rumus molekul, ikatan kimia (orbital yang berikatan) diindikasikan menggunakan beberapa metode yang bebeda tergantung pada tipe diskusi. Kadang-kadang kesemuaannya dihiraukan. Sebagai contoh, pada kimia organik, kimiawan biasanya hanya peduli pada gugus fungsi molekul. Oleh karena itu, rumus molekul etanol dapat ditulis secara konformasi, 3-dimensi, 2-dimensi penuh (tanpa indikasi arah ikatan 3-dimensi), 2-dimensi yang disingkat (CH₃–CH₂–OH), memisahkan gugus fungsi dari bagian molekul lainnnya (C₂H₅OH), atau hanya dengan konstituen atomnya saja (C₂H₆O). Kadangkala, bahkan kelopak valensi elektron non-ikatan (dengan pendekatan arah yang digambarkan secara 2-dimensi) juga ditandai. Beberapa kimiawan juga menandai orbital-orbital atom, sebagai contoh anion etena⁻⁴ yang dihipotesiskan (_\^/C=C_/^\ −4) mengindikasikan kemungkinan pembentukan ikatan.sehingga terjadi ikatan rangkap dua. Berikut beberapa ikatan kuat kimia:

a.      Ikatan ionik

Ikatan ionik (ikatan elektrovalen): “transfer elektron”Atom logam (energi ionisasi rendah) cenderung melepaskan elektronnya, lalu diterima oleh atom nonlogam (afinitas elektron besar). Dari proses transfer elektron dari atom logam ke atom nonlogam ini akan terbentuk ion positif dan ion negatif dengan konfigurasi elektron gas mulia yang saling tarik menarik dengan gaya elektrostatis yang disebut ikatan ionik. Sebagai contoh, dalam pembentukan senyawa ionik NaCl terjadi transfer elektron dari atom Na ke atom Cl  

Di dalam senyawa, ion positif dan negatif tersusun dalam jumlah tertentu. Sebagai contoh senyawa NaCl yang berbentuk kristal sebenarnya membentuk struktur kubus. Tiap-tiap ion Na⁺ dikelilingi oleh ion Cl^– sejumlah 6 ion. Beberapa sifat senyawa ion yaitu membentuk kristal namun rapuh, titik lebur dan titik lelehnya tinggi, mudah sekali larut dalam air, dan mampu menghantarkan arus listrik.

b.      Ikatan logam

Ikatan logam adalah ikatan kimia yang memiliki ciri-ciri yaitu bisa menjadi penghantar panas maupun arus listrik, dapat atau mudah ditempa, bersifat ulet, dan juga bisa diulur menjadi kawat. Pembentukan ikatan ion terjadi karena adanya perbedaan energi ionisasi dan afinitas elektron suatu atom. Ikatan logam terdiri dari ion logam yang positif di lautan elektron yang merupakan valensi elektron dari setiap atom dan saling bertumpang tindih. Elektron-elektron tersebut bebas bergerak dan mengelilingi inti di dalam kristal. Elektron yang bisa bebas bergerak ini dikenal dengan sebutan elektron dislokasi. Sedangkan gaya tarik antar atom-atom menyebabkan terjadinya ikatan logam. Karena elektron-elektron di dalam logam dapat bebas bergerak maka logam dapat menghantarkan panas atau kalor dan arus listrik. Sehingga logam banyak dimanfaatkan dalam alat-alat listrik dan rumah tangga.

c.       Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian pasangan elektron secara bersama-sama. Namun jika pasangan elektron yang dipakai bersama itu berasal dari salah satu atom, ikatan ini disebut sebagai ikatan kovalen koordinasi. Sebagai contoh yaitu pada molekul hidrogen. Dalam molekul hidrogen terdapat dua atom hidrogen yang saling berikatan membentuk ikatan kovalen. Masing-masing atom hidrogen menyumbangkan 1 elektronnya sehingga membentuk pasangan elektron yang berikatan dan digunakan bersama-sama. Ada berbagai senyawa yang merupakan ikatan kovalen misalnya O₂, NH₃, SO₃, dan sebagainya. Di dalam senyawa kovalen juga ada bisa membentuk ikatan tunggal yang disebut sebagai 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 PC_l5. Di dalam senyawa tersebut susunan elektron tidak duplet maupun oktet. Sehinggal memiliki struktur yang berbeda dari senyawa yang lain.

d.      Ikatan 3c-2e dan 3c-4e

Dalam ikatan tiga-pusat dua-elektron, tiga atom saling berbagi dua elektron. Ikatan sejenis ini terjadi pada senyawa yang kekurangan elektron seperti pada diborana. Setiap ikatan mengandung sepasang elektron yang menghubungkan atom boron satu sama lainnya dalam bentuk pisang dengan sebuah proton (inti atom hidrogen) di tengah-tengah ikatan, dan berbagi elektron dengan kedua atom boron. Terdapat pula Ikatan tiga-pusat empat-elektron yang menjelaskan ikatan pada molekul hipervalen.

e.       Kepolaran Ikatan, Elektronegativitas, dan Momen Dipol

Ikatan kimia di mana elektron-elektron digunakan bersama secara setara dan merata, seperti pada Cl₂ dan N₂, disebut sebagai ikatan kovalen nonpolar. Ikatan di mana salah satu atom memiliki daya tarik elektron (elektronegativitas) yang lebih tinggi terhadap elektron-elektron ikatan dibanding atom lainnya, sehingga terjadi pembentukan dipol (pemisahan muatan negatif dan muatan positif), seperti pada HF, disebut sebagai ikatan kovalen polar.

Ukuran kepolaran dinyatakan dengan besaran yang disebut momen dipol (μ). Semakin besar momen dipol, semakin besar kepolarannya. Satuan momen dipol adalah debye (D), di mana 1 D = 3,34×10⁻³⁰ Cm. Jika dua muatan berlawanan dengan besar muatan sama Q+ dan Q− terpisah dengan jarak r, maka momen dipolnya adalah hasil kali Q dan r: μ = Qr

B.    KIMIA UNSUR

Kimia unsur menjadi ilmu kimia yang mempelajari secara spesifik mengenai atom dan klasifikasinya berdasarkan sifat. Segala sesuatu yang berada di alam semesta ini semuanya tersusun oleh atom yang saling bergabung membentuk molekul. Setiap atom itu memiliki karakteristik dan sifat yang berbeda sehingga dapat dikelompokkan menjadi sub kelompok.

Konsep teori kimia modern yang ada saat ini merupakan hasil yang berasal dari sejarah masa lalu. Teori tentang atom dan unsur telah banyak berubah dan banyak gagasan yang muncul untuk teori ini.

Ahli kimia asal Perancis yaitu Antoine Laurent Lavoisier menjadi salah satu yang paling berpengaruh dimana dia mengembangkan hasil teori Robert Boyle dari Inggris yang menekankan tentang sifat fisik suatu unsur dan menghubungkannya dengan senyawa yang dapat dibentuk dengan sifat itu. Lavoisier berhasil mengklasifikasikan unsur berdasarkan definisi dari Boyle dimana daftar unsur yang dibuat oleh Lavoisier ini didasarkan pada penelitian.

1.      PENGERTIAN UNSUR

Unsur kimia merupakan suatu zat yang tidak bisa diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana dengan proses kimia biasa, dengan kata lain unsur adalah bahan dasar atau terkecil yang menyusun semua materi.

Setiap unsur unik atau memiliki sifat karakteristiknya sendiri yang berbeda untuk setiap unsur lain. Biasanya untuk memudahkan, setiap unsur diwakili dengan simbol berupa huruf. Seperti H untuk hidrogen, O untuk oksigen atau C untuk karbon. Selain itu, setiap elemen memiliki nomor atom dan berat atom yang berbeda. Unsur juga dikenal dengan sebutan atom.

Saat ini terdapat 118 unsur kimia yang dikenal dengan 20% diantaranya tidak tersedia di alam dan hanya diketahui melalui sintesis laboratorium. Setiap unsur dapat bergabung satu sama lain untuk membentuk berbagai macam zat yang lebih kompleks atau disebut senyawa.

Jumlah senyawa yang mungkin terbentuk dari unsur sangatlah tidak terbatas. Ketika dua atau lebih unsur membentuk senyawa, maka mereka akan kehilangan sifat dan identitas awal mereka sebagai suatu unsur dan memiliki sifat dan identitas baru sebagai senyawa.

2.      ATOM

Berdasarkan teori atom saat ini, atom tersusun dari partikel yang lebih kecil yaitu disebut proton, neutron dan elektron. Secara lebih detail, atom yaitu berupa suatu nukleus yang mengandung proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan negatif, nukleus tersebut dikelilingi oleh sekelompok elektron yang bermuatan negatif. Massa dari atom itu sendiri juga sangat dipengaruhi oleh ketiga partikel ini.

Karakteristik dari kimia unsur sangat terkait erat dengan jumlah dan pengaturan elektron yang ada di dalam atom. Dengan demikian, unsur-unsur kimia yang ada saat ini dapat dibedakan satu sama lain oleh nomor atomnya. Berdasarkan hal tersebut, maka para ahli kimia telah menemukan klasifikasi unsur kimia yang akan memudahkan kita melalui yang dikenal dengan tabel periodik unsur.

3.      TABEL PERIODIK UNSUR

Tabel periodik adalah suatu tabel yang mengatur semua unsur kimia yang dikenal dalam suatu bentuk yang informatif. Unsur-unsur kimia disusun dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah dalam urutan peningkatan nomor atom. Kenaikan nomor atom tersebut juga diikuti dengan kenaikan massa dari atom itu sendiri.

Dalam tabel periodik, baris disebut dengan periode. Tingkat periode suatu unsur kimia menunjukkan tingkat energi tertinggi yang dimiliki oleh elektron dalam unsur tersebut dalam keadaan dasar. Dalam satu baris atau dalam satu periode, tingkat energi atom meningkat dari kiri ke kanan.

Sedangkan unsur yang menempati kolom disebut dengan golongan. Atom yang berada dalam satu golongan cenderung memiliki konfigurasi elektron yang identik dan akibatnya memiliki perilaku yang sama secara kimiawi.

Berikut ini merupakan contoh dari tabel periodik unsur:

4.      JENIS KLASIFIKASI KIMIA UNSUR

Dengan jumlah sebanyak 118 unsur kimia, maka diperlukan suatu klasifikasi terhadap unsur kimia tersebut. Berdasarkan tabel periodik unsur yang dibuat oleh Mendeleev tersebut semua informasi bisa didapatkan karena tabel tersebut disusun dengan atom yang paling sederhana dan diurutkan berdasarkan nomor dan massa atom. Berdasarkan susunan tabel periodik unsur tersebut, unsur kimia dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa golongan:

a.      Golongan Logam Alkali

Dalam tabel periodik unsur, logam alkali dapat ditemukan pada grup 1 atau kolom pertama tabel. Atom pada golongan ini berkilau dan tidak terlalu keras sehingga dapat dipotong menggunakan pisau. Logam alkali dimulai dari lithium (Li) dan diakhiri dengan francium (Fr).

Golongan logam alkali sangat reaktif dan akan sangat mudah terbakar atau meledak jika mengalami kontak dengan air sehingga diperlukan penyimpanan yang terhindar dari air seperti menggunakan minyak atau gas inert.

b.      Golongan Logam Alkali Tanah

Logam alkali tanah berada pada grup 2 dalam tabel periodik unsur dimulai dari berilium (Be) dan diakhiri dengan radium (Ra). Masing-masing atom dalam golongan ini memiliki 2 buah elektron terluar yang membuat unsur ini tidak terlalu reaktif seperti logam alkali, namun  logam golongan ini juga jarang ditemukan dalam bentuk bebas di alam. Reaksi kimia yang terjadi dengan unsur ini biasanya cukup lambat dan menghasilkan sedikit panas.

c.       Golongan Lantanida

Golongan selanjutnya yaitu lantanida yang cukup panjang untuk masuk ke dalam baris ketiga sehingga golongan ini dipecah menjadi baris tersendiri dibawah tabel. Golongan lantanida dimulai dari atom bernomor 57 hingga 71. Unsur dalam golongan ini memiliki warna putih keperakan dan dapat ternoda jika mengalami kontak dengan udara bebas.

d.      Golongan Aktanida

Sama seperti lantanida, golongan aktanida juga tidak berada dalam tabel periodik namun terpisah dibawah tabel yang terdiri dari atom bernomor 89 hingga atom bernomor 103. Dari semua unsur golongan ini, hanya thorium (Th) dan uranium (U) yang terdapat secara alami di bumi dalam jumlah yang besar dan semua unsur golongan ini bersifat radioaktif.

e.       Golongan Logam Transisi

Golongan ini berada di dalam tabel periodik yaitu semua yang berada pada grup 3 hingga 12  disebut sebagai logam transisi. Sifat unsur logam transisi yaitu keras namun mudah ditempa, mengkilap, dan memiliki konduktivitas yang sangat baik. Ketika anda mendengar istilah logam, maka unsur-unsur golongan logam transisi yang mungkin muncul di pikiran anda seperti emas, perak, besi, platinum, tembaga dan lain lain.

f.       Golongan Halogen

Empat unsur teratas dari grup 17 yaitu berawal dari fluor (F) hingga astatin (At) merupakan unsur golongan halogen yang merupakan bagian golongan bukan logam. Halogen cukup reaktif secara kimia dan cenderung berpasangan dengan logam alkali untuk menghasilkan berbagai jenis garam seperti NaCl, KCl, NaF, dan lain-lain.

g.      Gas Mulia

Gas mulia tidak berwarna, tidak berbau dan hampir semuanya tidak reaktif. Dalam tabel periodik unsur, gas mulia menempati grup 18.

5.      Contoh Unsur Kimia dan Aplikasinya

Semua unsur kimia yang ada di bumi ini memiliki manfaat dan kegunaannya masing masing. Berikut ini rangkuman contoh beberapa unsur kimia yang sering digunakan;

a.      Hidrogen (H)

Hidrogen merupakan gas yang mudah meledak dan merupakan unsur yang paling ringan. Unsur ini menyusun sekitar 90% atmosfer bumi sehingga keberadaan hidrogen di bumi ini sangat tinggi. Bahan kimia ini banyak digunakan sebagai bahan bakar gas dan cairan. Hidrogen juga telah digunakan sebagai bahan bakar utama untuk pesawat ulang alik milik NASA dan banyak juga digunakan oleh industri perminyakan dan manufaktur.

b.      Karbon (C)

Karbon adalah dasar atau penyusun dari semua bahan organik yang ada di bumi. Bahan bakar, gas alam, batu bara, dan minyak bumi juga tersusun oleh atom karbon yang membentuk rantai. Karbon juga dapat membentuk sebuah grafit yang biasa digunakan untuk pensil, cawan lebur dan elektroda. Berlian murni juga terbuat seluruhnya oleh atom karbon.

c.       Aluminium (Al)

Seperti yang kita tahu bahwa aluminium adalah logam anti korosi yang memiliki bobot cukup ringan. Aluminium adalah logam lunak yang banyak digunakan sebagi kaleng makanan, peralatan dapur, pesawat terbang, suku cadang otomotif, dan aplikasi lainnya.

d.      Silicon (Si)

Silikon adalah salah satu jenis unsur logam yang keras dimana unsur ini biasanya digunakan secara luas dalam industri semikonduktor dalam bentuk elektrolit solid state. Untuk aplikasi itu, silikon harus didoping dengan boron, galium, fosfor atau arsenik.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH....

https://www.pakarkimia.com/pengertian-kimia-unsur/

https://www.studiobelajar.com/ikatan-kimia/

https://www.siswapedia.com/ikatan-kimia-ikatan-ion-ikatan-logam-ikatan-kovalen/

https://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kimia#Ikatan_kuat_kimia