IKATAN KIMIA - BAGIAN 3 : IKATAN KOVALEN

Pada bagian sebelumnya kita sudah membahas salah satu jenis ikatan kimia yaitu ikatan ion atau elektrovalen. Unsur-unsur yang berikatan secara ionik adalah unsur Logam dan nonlogam.

Namun demikian, banyak persenyawaan yang terbentuk dari sesama unsur nonlogam. Misalnya H₂O, NH₃, CH₄, CO₂, dan HCl. Selain itu, sebagaimana kita telah mengetahui beberapa unsur nonlogam juga berikatan dengan sesamanya membentuk molekul unsur seperti H₂, O₂, dan N₂. Bagaimana pembentukan ikatan dalam senyawa-senyawa tersebut? Simak pembahasan berikut ini.

PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN

Coba kita perhatikan salah satu molekul unsur yakni molekul H₂. Pembentukan ikatan dalam molekul ini tidak mungkin dengan pelepasan dan penyeraoan elektron, kedua atom Hidrogen tentu mempunyai kecenderungan yang sama sebagai salah satu jenis unsur nonlogam yaitu mempunyai daya tarik elektron yang cukup besar. Tidak mungkin salah satu atom Hidrogen merampas elektron dari atom Hidrogen yang lainnya.

Hal yang mungkin terjadi adalah keduanya mengadakan suatu kerjasama. Dua atom Hidrogen menggunakan elektronnya bersama-sama sehingga memenuhi kaidah oktet (dalam hal ini Hidrogen memenuhi kaidah Duplet seperti Helium).

Prosesnya bisa diperhatikan seperti gambar di bawah ini:

Oleh karena pasangan elektron yang terbentuk ditarik oleh kedua inti atom Hidrogen yang berikatan, kedua atom tersebut menjadi saling terikat. Ikatan jenis ini disebut ikatan Kovalen.

Jadi ikatan Kovalen adalah ikatan yang terbentuk dengan cara penggunaan bersama pasangan elektron.

Contoh berikutnya, mari kita perhatikan molekul Hidrogen klorida (HCl). Kita lihat nilai keelektronegativan masing-masing unsur yang berikatan. Hidrogen mempunyai nilai kelektronegativan 2,1 sedangkan Klorin 3,0. Selisih nilai keelektronegativan dari masing-masing unsur tidak begitu besar, maka tidak memungkinkan terjadi proses pelepasan dan penyerapan elektron, sehingga konfigurasi elektron yang stabil dapat dicapai dengan pembentukan ikatan kovalen. Prosesnya dapat kita perhatikan pada gambar di bawah ini.

RUMUS KIMIA SENYAWA KOVALEN

Dengan mengacu pada kaidah oktet, kita dapat meramalkan rumus molekul dari senyawa yang berikatan kovalen. Dalam hal ini, jumlah elektron yang dipasangkan harus disamakan.

Akan tetapi, aturan oktet tidak selalu dipenuhi. Terdapat beberapa senyawa kovalen yang tidak memenuhi aturan oktet. Tentang pengecualian aturan oktet pada beberapa senyawa kovalen akan dibahas selanjutnya.

Bagaimana memprediksi rumus kimia senyawa kovalen dengan memperhatikan aturan oktet? Perhatikan contoh berikut ini.

Ikatan antara H dan O dalam H₂O. Kita perhatikan konfigurasi elektron masing-masing unsur yang terlibat.

H : 1            (memerlukan 1 elektron)

O : 2  6        (memerlukan 2 elektron)

Agar atom H dan O memenuhi kaidah Oktet, jumlah atom H yang berikatan harus berjumlah 2, sedangkan atom O berjumlah 1. Sehingga rumus molekuk senyawa adalah H₂O.

Pembentukan ikatan H₂O dapat digambarkan sebagai berikut:

Pembentukan ikatan kovalen dapat diibaratkan seperti memasang puzzle. Struktur Lewis dari unsur yang berikatan dipasangkan sehingga menjadi susunan yang sempurna (memenuhi kaidah oktet). Pada gambar di atas pembentukan H₂O terlihat bahwa setelah dipasangkan, baik atom O maupun kedua atom H sama-sama mencapai kestabilannya masing-masing. Atom O memenuhi kaidah Oktet dan atom H memenuhi kaidah duplet.

STRUKTUR LEWIS ATAU RUMUS STRUKTUR SENYAWA KOVALEN

Cara atom-atom saling mengikat dalam suatu rumus molekul dinyatakan dengan rumus bangun atau rumus struktur. Rumus struktur diperoleh dari rumus Lewis, setiap pasangan elektron yang berikatan pada rumus Lewis digambarkan dengan sepotong garis.

Perhatikan rumus Lewis dan rumus bangun pada beberapa contoh molekul berikut.

IKATAN KOVALEN RANGKAP DUA DAN RANGKAP TIGA

Ikatan kovalen memiliki berbagai jenis ikatan, yaitu ikatan tunggal yaitu ikatan dengan sepasang elektron, ikatan rangkap dua yaitu ikatan dengan menggunakan 2 pasang elektron, dan Ikatan rangkap 3 yaitu ikatan dengan menggunakan 3 pasang elektron.

Pada bagian sebelumnya kita sudah membahas bagaimana proses pembentukan jenis ikatan tunggal yaitu pada pembentukan H₂O. Berikut contoh-contoh pembentukan ikatan rangkap 2 dan rangkap 3.

Contoh 1 : Ikatan rangkap 2 dalam molekul O₂

Oksigen (z = 8) mempunyai 6 elektron valensi, sehingga untuk mencapai konfigurasi oktet harus memasangkan 2 elektron. Pembentukan ikatan dalam molekul Oksigen dapat digambarkan sebagai berikut.

Contoh 2 : Ikatan rangkap 3 dalam Molekul N₂

Nitrogen mempunyai 5 elektron valensi, sehingga harus memasangkan 3 elektron. Pembentukan ikatannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Contoh 3 : Ikatan rangkap 2 dalam molekul Karbon dioksida (CO₂)

Perhatikan konfigurasi C (z = 6) dan O (z = 8) berikut ini.

C :  2  4  (memerlukan 4 elektron valensi)

O :  2  6  (memerlukan 2 elektron valensi)

Dalam CO₂ atom C memerlukan 4 elektron valensi, sedangkan O memerlukan 2 elektron valensi. Oleh karena itu, 1 atom C berikatan dengan 2 atom O. Pembentukan ikatannya dapat digambarkan sebagai berikut:

PENGECUALIAN KAIDAH OKTET

Aturan oktet banyak membantu dalam meramalkan rumus kimia senyawa sederhana. Akan tetapi ada banyak senyawa yang terbentuk yang tidak sesuai dengan aturan oktet dan tentunya tidak bisa diramalkan dengan menggunakan aturan oktet.

Berikut contoh-contoh senyawa yang terbentuk yang tidak memenuhi aturan oktet :

rumus kimia senyawa dari unsur-unsur transisi dan postransisi (unsur logam setelah unsur transisi misalnya Bi, Sn, dan Ga).

Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet

Senyawa kovalen biner sederhana dari Berilium (Be) Boron (B), dan Aluminium (Al), yaitu unsur-unsur yang elektron valensinya kurang dari 4, tidak mencapai oktet. Contoh : BeCl₂, BCl₃, dan AlBr₃.

Senyawa dengan jumlah elekton valensi ganjil

Senyawa yang memiliki jumlah elektron valenis ganjil tidak mungkin memenuhi aturan oktet. Contoh : NO₂ yang mempunyai elektron valensi (5 + 6 + 6) = 17. Kemungkinan untuk rumus lewis NO₂ ada pada gambar di atas.

Senyawa dengan aturan oktet berkembang

Unsu-unsur dari periode 3 atau lebih dapat membentuk senyawa yang melampaui aturan oktet (Lebih dari 8 elektron pada kulit terluarnya). Hal itu daat terjadi karena kulit luarnya (Kulit N. M dan seterusnya) dapat mempunyai 18 elektron.

Contohnya adalah : PCl₅, SF₆, ClF₃, IF₇, dan SbCl₅. Perhatikan rumus lewis dari PCl₅, SF₆, ClF₃ berikut.

IKATAN KOVALEN KOORDINASI

Seperti apakah ikatan kovalen koordinasi? Perhatikan contoh berikut ini.

Amonia (NH₃) dapat bereaksi dengan Boron triklorida (BCl₃) membentuk senyawa NH₃.BCl₃. Bagaimanakah bentuk ikatan dari kedua molekul tersebut? Mari kita perhatikan rumus elektron dari kedua molekul berikut.

Atom N dalam NH₃ sudah memenuhi kaidah oktet dan mempunyai sepasang elektron bebas. Di lain pihak atom B dalam BCl₃ sudah memasangkan seluruh elektron valensinya, namun belum memenuhi kaidah oktet. Dalam hal ini, atom N (dari NH₃) dan atom B (dari BCl₃) dapat berikatan dengan menggunakan bersama pasangan elektron bebas dari atom N. Ikatan seperti itu kita sebut ikatan kovalen koordinasi atau ikatan dativ atau ikatan semipolar. Dalam menggambarkan struktur molekul, ikatan kovalen koordinasi dinyatakan dengan garis panah (à) dari atom donor menuju akseptor pasangan elektron. Rumus elektron dan rumus struktur NH₃.BCl₃ adalah seagai berikut.

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh berikutnya.

Contoh : Ikatan Kovalen koordinasi dalam ion NH₄⁺

NH₄⁺ terbentuk dari reaksi antara NH₃dan ion H⁺. Atom N dalam NH₃ mempunyai sepasang elektron bebas, sementara ion H⁺ sudah tidak mempunyai elektron. Elekton bebas dari atom N kemudian digunakan bersama dengan ion H⁺