X SMK, Semester 1 MODUL KIMIA IKATAN KIMIA Disusun oleh : PELITA SUKMA, S.Si SMK PGRI 2 Bandar Lampung
i LEMBAR PENGESAHAN MODUL IKATAN KIMIA OLEH PELITA SUKMA, S.Si NUPTK 5855764665210112 Disyahkan : Bandar Lampung Pada Tanggal : JULI 2021 Kepala Sekolah SMK PGRI 2 Bandar Lampung Drs. H. NURHASAN, M.Pd NUPTK 7836 7386 3920 0022
ii KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT atas nikmat yang dilimpahkan untuk kita semua. sehingga penulis dapat menyelesaikan modul ini sebagai salah satu referensi belajar kimia untuk siswa. Ingin rasanya kami guru-gurumu menemani waktu belajarmu sepanjang waktu. Maka untuk mewujudkan hasrat menemani terus siswa kami dalam belajar, penulis membuat modul ini agar menjadi bagian dalam menemani hari-harisiswa kami dalam belajar. Melalui modul ini, penulis sangat berharap siswa kami merasakan makna belajar Ikatan Kimia karena modul ini dibuat dengan bahasa yang komunikatif dan mudah dipahami oleh siswa ditingkatan SMA/SMK sederajat. Modul ini merupakan materi ajar kimia yang membahas materi Ikatan Kimia.Seperti layaknya sebuah modul, maka pembahasan dimulai dengan menjelaskan tujuanyang hendak dicapai dan disertai dengan soal yang mengukur tingkat penguasaan materi.Dengan demikian pengguna modul ini secara mandiri dapat mengukur tingkat ketuntasan yang dicapainya. Penulis menyadari bahwa modul ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dengan segala kerendahan hati, penulis sangat mengharapkan kritik, saran, dan masukkan darisemuapihak untuk kesempurnaan modul ini dimasa yang akan datang. Bandar Lampung, Penulis
iii DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.............................................................................................................................. i DAFTAR ISI......................................................................................................................................... ii PETA KONSEP ................................................................................................................................... iii PENDAHULUAN................................................................................................................................. 1 A. Identitas Modul ..................................................................................................................... 1 B. Kompetensi Dasar.................................................................................................................. 1 C. Deskripsi Singkat Materi ............................................................................................................ 1 D. Petunjuk Penggunaan Modul..................................................................................................... 1 E. Materi Pembelajaran ................................................................................................................. 2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1............................................................................................................. 3 IKATAN ION....................................................................................................................................... 3 A. Tujuan Pembelajaran................................................................................................................. 3 B. Uraian Materi ............................................................................................................................ 3 C. Rangkuman ............................................................................................................................... 7 D.Penugasan Mandiri..................................................................................................................... 7 E. Latihan Soal............................................................................................................................... 9 F. Penilaian Diri............................................................................................................................ 11 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2........................................................................................................... 12 IKATAN KOVALEN DAN LOGAM ....................................................................................................... 12 A. Tujuan Pembelajaran............................................................................................................... 12 B. Uraian Materi .......................................................................................................................... 12 C. Rangkuman ............................................................................................................................. 17 D. Penugasan Mandiri.................................................................................................................. 17 E. Latihan Soal............................................................................................................................. 18 F. Penilaian Diri............................................................................................................................ 21 EVALUASI IKATAN KIMIA.................................................................................................................. 23 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................ 26
iv PETA KONSEP
1 PENDAHULUAN A. Identitas Modul Mata Pelajaran : Kimia Kelas/ Semester : X/ Ganjil Judul Modul : Ikatan Kimia B. Kompetensi Dasar KD3 KD4 3.3 Menganalisis proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam serta interaksi antar partikel (atom, ion, molekul) materi dan hubungannya dengan sifat fisik materi 4.3 Menyajikan pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam yang terjadi pada beberapa senyawa dalam kehidupan sehari hari C. Deskripsi Singkat Materi Ikatan ion atau elektrovalen adalah ikatan yang terbentuk karena gaya elektrostatik antara ion positif (+) dari unsur logam dengan ion negatif (-) dari unsur non logam. Sifat fisis senyawa ion antara lain titik leleh dan titik didih yang tinggi, larut dalam pelarut air, bersifat konduktor listrik. Ikatan kovalen adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan elektron bersama (share elektron) agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia terdekat. Beberapa sifat fisis senyawa kovalen sederhana antara lain bersifat lunak dan tidak rapuh, mempunyai titik didih dan titik leleh yang rendah, tidak dapat menghantarkan listrik dan tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik 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. D. Petunjuk Penggunaan Modul Modul ini terbagi menjadi dua topik yaitu: Pertama : Ikatan ion Kedua : Ikatan kovalen dan ikatan logam
2 Agar modul dapat digunakan secara maksimal maka kalian diharapkan melakukan langkahlangkah sebagai berikut: 1. Pelajari dan pahami peta materi yang disajikan dalam setiap modul. 2. Pelajari dan pahami tujuan yang tercantum dalam setiap kegiatan pembelajaran. 3. Pelajari uraian materi secara sistematis dan mendalam dalam setiap kegiatan pembelajaran. 4. Kerjakan latihan soal di setiap akhir kegiatan pembelajaran untuk mengetahui tingkat penguasaan materi. 5. Lakukan penilaian individu untuk mengukur kelebihan dan kekurangan kalian terkait kompetensi yang sesuai. 6. Kerjakan soal evaluasi untuk mengukur kompetensi secara keseluruhan E. Materi Pembelajaran Modul ini terbagi menjadi 2 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan, dan soal evaluasi. Pertama : Ikatan ion Kedua : Ikatan kovalen dan ikatan logam
3 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 IKATAN ION A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini kalian diharapkan : 1. Memahami aturan oktet dan aturan duplet dalam kestabilan unsur 2. Memahami pembentukan senyawa ion 3. Memahamisifat-sifat fisis senyawa ion B. Uraian Materi Garam dapur memiliki rumus kimia NaCl yang terdiri dari unsur Natrium (Na) merupakan logam dan unsur klorin (Cl) memiliki unsur non logam. Kedua senyawa ini memiliki unsur yang berbeda dan membentuk suatu ikatan kimia. Ikatan kimia adalah ikatan yang dapat terjadi karena unsur–unsur dalam keadaan tidak stabil berusaha menjadi stabil seperti gas mulia dengan cara membentuk ikatan dengan unsur lain. Berdasarkan jenisnya ikatan kimia dibagi menjadi 2 yaitu, ikatan kovalen dan ikatan ionik. Ikatan kimia yang dibentuk oleh unsur Na dan Cl dalam garam dapur adalah jenis ikatan ion. Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi akibat adanya serah terima elektron sehingga membentuk ion positif dan ion negatif yang konfigurasi elektronnya sama dengan gas mulia. Ion positif dan ion negatif diikat oleh suatu gaya elektrostatik. Senyawa yang dihasilkan disebut senyawa ion. Salah satu contoh yang sering kita jumpai sehari-hari adalah garam dapur. Nah, garam dapur itu rumus kimianya adalah NaCl (Natrium klorida). Dalam NaCl padat terdapat ikatan antara ion Na+ dan ion Cl- dengan gaya elektrostatik, sehingga disebut ikatan ion. Pada ikatan ionik, terjadi transfer elektron dari satu atom ke atom lainnya. Oleh karena berpindahnya elektron, maka atom yang mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif, sedangkan atom yang kehilangan elektron akan bermuatan positif. Jika atom ketambahan elektron, maka atom tersebut menjadi ion negatif atau dikenal dengan istilah anion. Sedangkan jika atom kehilangan elektron, maka atom tersebut menjadi ion positif atau kation. Karena adanya perbedaan muatan antar ion (ion positif dan ion negatif), maka ion positif dan negatif akan saling tarik menarik oleh gaya elektrostatik. Kejadian inilah yang merupakan dasar dari ikatan ionik. Proses Pembentukan Ikatan Ion Seperti yang telah dibahas pada kaidah oktet sebelumnya, setiap unsur harus berusaha memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia, bisa dengan melepaskan elektron ataupun menerima elektron, supaya stabil.
4 Peristiwa serah terima elektron ini terjadi pada senyawa NaCl alias garam dapur. Natrium (Na) dengan konfigurasi elektron (2,8,1) akan lebih stabil jika melepaskan 1 elektron sehingga konfigurasi elektron berubah menjadi (2,8). Sedangkan Klorin (Cl), yang mempunyai konfigurasi (2,8,7), akan lebih stabil jika mendapatkan 1 elektron sehingga konfigurasinya menjadi (2,8,8). Jadi agar keduanya menjadi lebih stabil, maka natrium menyumbang satu elektron dan klorin akan kedapatan satu elektron dari natrium. Ketika natrium kehilangan satu elektron, maka natrium menjadi lebih kecil. Sedangkan klorin akan menjadi lebih besar karena ketambahan satu elektron. Oleh karena itu ukuran ion positif selalu lebih kecil daripada ukuran sebelumnya, namun ion negatif akan cenderung lebih besar daripada ukuran sebelumnya. Ketika pertukaran elektron terjadi, maka Na akan menjadi bermuatan positif (Na+) dan Cl akan menjadi bermuatan negatif (Cl-). Kemudian terjadi gaya elektrostatik antara Na+ dan Clsehingga membentuk ikatan ionik. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut: Proses Pembentukan Ikatan Ion pada NaCl Ikatan ion umumnya terjadi pada atom logam dan non logam. Atom logam seperti golongan IA dan IIA akan berperan sebagai kation sedangan atom-atom non logam seperti golongan VIIA dan VIA akan berperan sebagai anionnya. Contoh senyawa yang mengandung ikatan ion yaitu: a. KF memiliki ikatan ionik, karena K termasuk logam (golongan IA) dan F termasuk non logam (golongan VIIA).
5 b. K2O memiliki ikatan ionik, karena K termasuk logam (golongan IA) dan O termasuk non logam (golongan VIA). c. MgCl2 memiliki ikatan ionik, karena Mg termasuk logam (golongan IIA) dan Cl termasuk non logam (golongan VIIA) d. BaCl2 memiliki ikatan ionik, karena Ba termasuk logam (golongan IIA) dan Cl termasuk non logam (golongan VIIA) e. LiF memiliki ikatan ionik, karena Li termasuk logam (golongan IA) dan F termasuk non logam (golongan VIIA) Contoh ikatan ion terdapat pada pasangan senyawa NaCl, KCl, dan Al2O3. Berikut ini pembahasan lebih lengkap terkait tiga senyawa ion tersebut. 1. Senyawa NaCl (natrium klorida) Ikatan ion pada NaCl terjadi antara unsur Na (golongan IA) dan unsur Cl (golongan VA). Adapun proses terbentuknya NaCl bisa kamu lihat pada konfigurasi berikut. 11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1 → 1 elektron di kulit terluar cenderung akan lepas Reaksi pelepasan elektron: Na → Na+ + 1 e 17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 → 7 elektron di kulit terluar cenderung menangkap 1 elektron lain untuk mencapai kestabilan Reaksi penangkapan elektron: Cl + e → Cl– Reaksi ikatan ion: Na+ + Cl– → NaCl Penggambaran ikatannya adalah sebagai berikut. 2. Senyawa KCl (kalium klorida) Ikatan ion pada KCl terjadi antara unsur K (golongan IA) dan unsur Cl (golongan VA). Adapun proses terbentuknya KCl bisa kamu lihat pada konfigurasi berikut. 19Ka = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 → 1 elektron di kulit terluar cenderung akan lepas Reaksi pelepasan elektron: K → K + + 1 e 17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 → 7 elektron di kulit terluar cenderung menangkap 1 elektron lain untuk mencapai kestabilan
6 Reaksi penangkapan elektron: Cl + e → Cl– Reaksi ikatan ion: K + + Cl– → KCl Penggambaran ikatannya adalah sebagai berikut. 3. Senyawa Al2O3 (alumunium oksida) Ikatan ion pada Al2O3 terjadi antara unsur Al (golongan IIIA) dan unsur O (golongan VIA). Adapun proses terbentuknya Al2O3 bisa kamu lihat pada konfigurasi berikut. 13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 → 3 elektron di kulit terluar cenderung akan lepas Reaksi pelepasan elektron: Al → Al3+ + 3 e 8O = 1s2 2s2 2p4→ 6 elektron di kulit terluar cenderung menangkap 2 elektron lain untuk mencapai kestabilan Reaksi penangkapan elektron: O + 2e → O 2- Reaksi ikatan ion: 2 Al3+ + 3 O2- → Al2O3 Penggambaran ikatannya adalah sebagai berikut. Sifat pada senyawa ion ini berdasarkan gaya elektrostatis yang kuat antara ion positif dan negatif. Beberapa sifat fisis ikatan ion yaitu:
7 1. Bersifat keras tetapi rapuh 2. Memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi 3. Larut dalam pelarut air dan tidak larut dalam pelarut organik 4. Bersifat konduktor listrik C. Rangkuman 1. Suatu atom dapat mencapai kestabilan konfigurasi elektron gas mulia dengan cara melepaskan elektron, menangkap elektron, atau berbagi elektron. 2. Ikatan ion atau elektrovalen adalah ikatan yang terbentuk karena gaya elektrostatik antara ion positif (+) dari unsur logam dengan ion negatif (-) dari unsur non logam 3. Sifat fisis senyawa ion antara lain titik leleh dan titik didih yang tinggi, larut dalam pelarut air, bersifat konduktor listrik. D.Penugasan Mandiri KARTU ION BERBASIS LOKAL MATERIAL Untuk memahami pembentukan ikatan ion kalian dapat membuat alat peraga sederhana menggunakan material lokal yang ada ditempatmu (Kertas warna, kain perca, dll). Unsur-unsur logam golongan I A, II A, III A , stabil dengan cara melepas elektron membentuk ion positif, sedangkan unsur-unsur non logam golongan V A, VI A , VII A stabil dengan cara menangkap elektron membentu ion negatif. Kalian dapat membuat kartu ion seperti gambar berikut:
8 Jadi semua unsur golongan IA yaitu Li, Na, K, Rb, Cs mempunyai model kartu ion yang sama dengan kartu Na+ , golongan II A yaitu Be, Mg, Ca, Sr Ba mempunyai model kartu ion yang sama dengan kartu Ca2+, begitu seterusnya. Cara menggunakan misalnya kamu ingin mengetahui pembentukan CaF2 maka kamu sediakan kartu ion Ca2+ dan kartu ion F– Kemudian pasangkan kedua kartu tersebut sehingga membentuk persegi yang KLOP..! maka dibutuhkan 1 kartu Ca2+ dan 2 kartu F – . Ca2+ + 2 F – → CaF2 Mudah bukan? sekarang saatnya kamu cek sendiri untuk pembentukan senyawa-senyawa ion lainnya. Pembentukan ikatan ion antara atom Al dan atom O , Caranya : Sediakan kartu ion Al3+ dan O 2- , kemudian rangkai menjadi persegi KLOP..! sesuai contoh diatas 1. berapa dibutuhkan kartu Al3+ dan O 2- ???? Lakukan hal yang sama untuk 2. ikatan ion antara atom Na dan atom O 3. ikatan ion antara atom Mg dan atom O 4. ikatan ion antara atom Be dan atom F 5. ikatan ion antara atom Al dan atom Cl
9 E. Latihan Soal Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat! 1. Unsur -unsur yang terdapat pada golongan VIIA akan berikatan ion dengan unsur-unsur yang terletak pada …. A. Golongan IA dan IIA B. Golongan IA dan IVA C. Golongan IIA dan IVA D. Golongan IVA dan VA E. Golongan VA dan VIA 2. Ikatan ion terdapat pada pasangan senyawa …. A. NaCl dan HCl B. HCl dan NH3 C. NH3 dan SO3 D. SO3 dan KOH E. KOH dan NaCl 3. Di antara senyawa di bawah ini yang merupakan senyawa yang berikatan ion adalah …. A. NH3 B. CH4 C. NaH D. CO2 E. PCl3 4. Empat unsur A, B, C, D masing-masing mempunyai nomor atom 16, 17, 18, 19. Pasangan yang dapat membentuk ikatan ion adalah …. A. A dan B B. A dan C C. B dan C D. B dan D E. C dan D 5. Tersedia beberapa senyawa sebagai berikut. 1. NaCl 2. AlCl3 3. PCl3 4. MgCl2 Jika diketahui keelektronegatifan unsur Na = 0,9; Mg = 1,2; Al = 1,5; P = 2,1 dan Cl = 3,0, maka senyawa dengan karakter ionik paling besar adalah……… A. MgCl2 B. PCl3 C. AlCl3 D. NaCl E. MgCl2 dan NaCl Kunci Jawaban dan Pembahasan
10 No Kunci Jawaban Pembahasan 1 A Ikatan ion terjadi antara unsur logam dengan unsur non-logam. Golongan VIIA merupakan golongan unsur non-logam, sedangkan golongan IA dan IIA merupakan golongan unsur logam 2 E A. NaCl dan HCl (ikatan ion dan ikatan kovalen ) B. HCl dan NH3 (ikatan kovalen dan ikatan kovalen) C. NH3 dan SO3 (ikatan kovalen dan ikatan kovalen koordinasi) D. SO3 dan KOH (ikatan kovalen koordinasi dan ikatan ion) E. KOH dan NaCl (ikatan ion dan ikatan ion) 3 C Ikatan ion terjadi karena adanya serah terima elektron. Meskipun Na dan H berada pada satu golongan, namun unsur Na melepaskan 1 elektron dan unsur H menerima 1 elektron. Sehingga terjadi serah terima elektron. 1H = 1 (kekurangan satu elektron) 11Na = 2 8 1 (kelebihan satu elektron) Na+ + H – → NaH 4 D 16A = 2 8 6 (kekurangan dua elektron) 17B = 2 8 7 (kekurangan satu elektron) 18C = 2 8 8 (stabil) 19D = 2 8 8 1 (kelebihan satu elektron) Jadi, yang dapat membentuk ikatan ion adalah A dan D serta B dan D. 5 D Derajat ionisasi ditentukan oleh perbedaan keelektronegatifan antar unsur-unsur pembentuk suatu senyawa. Semakin besar perbedaan keelektronegatifan antar unsur-unsur pembentuknnya maka semakin besar pula karakter ioniknya. Senyawa Beda Keelektronegatifan NaCl = 3,0 - 0,9 = 2,1 AlCl3 = 3,0 - 1,5 = 1,5 PCl3 = 3,0 - 2,1 = 0,9 MgCl2 = 3,0 - 1,2 = 1,8 Karena NaCl memiliki perbedaan keelektronegatifan paling besar diantara senyawa-senyawa diatas, maka karakter ioniknya juga yang paling besar. Pedoman Penskoran Cocokkanlah jawaban kalian dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan kalian terhadap materi Kegiatan Belajar 1. Nilai = ℎ ℎ x 100 % ℎ Konversi tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik
11 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, kalian dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%, kalain harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai. F. Penilaian Diri Selanjutnya kalian harus mengisi tabel penilaian diri untuk mengukur tingkat keberhasilan diri kalian dalam penguasaan materi tentang teori asam basa. Tabel Penilaian Diri No Pertanyaan Ya Tidak 1. Dapatkah kalian memahami aturan octet dan aturan duplet dalam kestabilan unsur? 2. Dapatkah kalian menuliskan pembentukan pembentukan ion positif dari unsur logam dan ion negatif dari unsur non logam? 3. Dapatkah kalian memahami pembentukan senyawa ion 4. Dapatkah kalian memahami sifat fisik senyawa ion? Jika menjawab “Tidak” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah kembali materi tersebut sehingga kalian betul-betul dapat menguasai materi. Jangan putus asa untuk mengulang lagi!. Dan apabila kalian menjawab “Ya” pada semua pertanyaan, maka lanjutkan mengerjakan kegiatan belajar selanjutnya
12 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 IKATAN KOVALEN DAN LOGAM A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini kalian diharapkan : 1. Memahami pembentukan ikatan kovalen tunggal, rangkap dua dan rangkap tiga 2. Memahami pembentukan ikatan kovalen koordinasi 3. Memahami sifat-sifat fisik senyawa kovalen B. Uraian Materi 1. Ikatan kovalen Ikatan kovalen merupakan ikatan yang terjadi karena penggunaan bersama pasangan elektron. Dimana, ikatan ini terbentuk dari dua atom unsur atau lebih yang memiliki afinitas elektron besar dan menggunakan valensi bersama hingga atom memiliki susunan elektron stabil. Penggunaan bersama satu atau beberapa pasangan elektron oleh dua atom dapat terjadi jika kedua atom itu sejenis atau keelekronegatifannya berbeda sedikit. Umumnya, ikatan kovalen terjadi antara atom-atom non logam. Masih ingatkah kamu dengan pelajaran Biologi mengenai pernapasan pada manusia? Pada saat bernapas, manusia akan menghirup oksigen (O2) dan mengeluarkan karbon dioksida (CO2). Nah, O2 dan CO2 merupakan contoh senyawa yang memiliki ikatan kovalen rangkap dua.Untuk menggambarkan terjadinya ikatan kovalen, digunakan struktur Lewis yaitu dengan menggunakan titik-titik yang menggambarkan sejumlah elektron valensi unsurunsur di sekeliling lambang unsur. Berikut langkah-langkah yang harus dperhatikan pada prosesterbentuknya ikatan kovalen. Hitung elektron valensi atom Tempatkan satu pasang elektron dalam setiap ikatan Lengkapi bentuk oktet dari ikatan atom ke atom pusat (kecuali H hanya dua elektron) Tempatkan setiap penambahan elektron pada atom pusat dalam pasangan Bila atom pusat masih belum dalam bentuk oktet, tambahkan ikatannya dalam bentuk ikatan rangkap Contoh : Gambarkan struktur Lewis dari molekul Cl2 Penyelesaian : Atom klorin dengan nomor 17 mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 . Elektron valensi atom Cl = 7 untuk memperoleh 8 elektron (oktet) pada kulit terluarnya dibutuhkan 1 elektron. Oktet akan terjadi bila masing-masing atom klorin saling menyumbang 1 elektron sehingga antara kedua atom klorin ini terdapat satu pasang elektron yang dipakai bersama. Tiap sepasang elektron ikatan digambarkan dengan garis.
13 Disamping itu, ikatan kovalen berdasarkan jenis ikatannya dibagi menjadi tiga bagian, diantaranya ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga. Ikatan Kovalen Tunggal Ini adalah ikatan yang terjadi antara dua atom yang membentuk ikatan dengan satu pasang elektron yang digunakan secara bersama. Contoh : Pembentukan ikatan kovalen tunggal pada senyawa CH4 berikut ini. Konfigurasi elektron atom 6C: 2, 4. Jadi, atom C memiliki 4 elektron valensi, sedangkan atom H konfigurasinya hanya 1 saja, atau memiliki 1 elektron valensi. Ketika atom karbon (C) berikatan dengan atom hidrogen (H) makan setiap atom C mampu mengikat 4 atom H membentuk CH4. Setiap elektron dari atom H akan berikatan dengan satu elektron dari atom C, sehingga antara C dengan H terdapat satu pasang elektron ikatan (PEI). Dalam atom C terdapat empat elektron yang tidak berpasangan sehingga untuk memenuhi kaidah oktet diperlukan empat atom H. Setelah berikatan akan didapatkan 4 pasang elektron ikatan bersama antara atom C dan H, sehingga didapatkan struktur Lewis antara C dan H menjadi seperti berikut: Lalu bagaimana mengetahui kestabilan aton C dan H setelah berpasangan? Perhatikan pada setiap atom H yang dilingkari, terdapat dua elektron (duplet) dan pada atom C yang dilingkari terdapat delapan elektron (oktet). Tanda titik (.) dan tanda silang (x) hanya notasi yang digunakan untuk membedakan elektron yang berasal dari atom C dengan elektron yang berasal dari atom H. Kemudian, satu pasang elektron ikatan (PEI) dapat diganti dengan sebuah garis atau lengan ikatan. Dalam CH4 terdapat empat pasang elektron ikatan, sehingga terdapat 4 garis atau lengan ikatan, bisa dilihat pada gambar berikut:
14 Struktur Lewis CH4 menggunakan garis. Ikatan kovalen yang terbentuk pada senyawa CH4, dinamakan ikatan kovalen tunggal, karena terdapat empat ruas garis tunggal antara atom C dan H. Ikatan antara 17Cl dengan 17Cl pada molekul Cl2 . Konfigurasi elektron 17Cl = 2, 8, 7. Jumlah elektron valensi atom Cl adalah 7, berarto atom Cl membutuhkan 1 elektron untuk mencapai kestabilan (oktet). Ikatan Kovalen Rangkap Dua Ini adalah ikatan yang terjadi antara dua atom yang membentuk ikatan dengan dua pasang elektron yang digunakan secara bersama. Contoh : Ikatan antara 8O dengan 8O pada molekul O2. Konfigurasi elektron 8O = 2, 6. Jumlah elektron valensi atom O adalah 6, berarti atom O membutuhkan 2 elektron untuk mencapai kestabilan (oktet). Ikatan Kovalen Rangkap Tiga Ini adalah ikatan yang terjadi antara dua atom yang membentuk ikatan dengan tiga pasang elektron yang digunakan secara bersama. Contoh : Ikatan antara 7N dengan 7N pada molekul N2 . Konfigurasi elektron 7N = 2,5. Jumlah elektron valensi atom N adalah 5, berarti atom N membutuhkan 3 elektron untuk mencapai kestabilan (oktet).
15 Jenis ikatan kovalen berdasarkan kepolarannya Ikatan kovalen juga dibedakan berdasarkan kepolarannya, yaitu ikatan kovalen polar dan ikatan kovalen non polar. Kepolaran ikatan ini dipengaruhi oleh perbedaan keelektronegatifan antara dua atom yang berkaitan. Berikut ulasan selengkapnya. Ikatan kovalen polar Ikatan kovalen polar adalah ikatan yang terbentuk ketika pasangan elektron yang digunakan bersama-sama, tertarik ke salah satu atom karena adanya perbedaan keelektronegatifan. Ada tiga syarat terbentuknya ikatan kovalen polar, yaitu: Adanya perbedaan keelektronegatifan. Sering terjadi pada dua atom berbeda, seperti HCl dan HBr. Adanya pasangan elektron bebas, seperti H2O, NH3, dan PCl3. Semakin besar selisih elektron yang dimiliki atom, maka semakin besar pula kepolaran ikatannya. Contohnya adalah senyawa HF, di mana keelektronegatifan atom H adalah 2,1, sedangkan atom F nilai keelektronegatifannya adalah 4,0. Akibat, perbedaan nilai keelektronegatifan yang besar tersebut, elektron ikatan dalam senyawa HF lebih tertarik ke atom F. Ikatan kovalen non polar Ikatan kovalen non polar adalah ikatan yang terbentuk ketika pasangan elektron yang digunakan bersama-sama dari atom yang sama memiliki keelektronegatifan yang sama-sama kuat sehingga tidak ada elektron yang cenderung ke salah satu atom saja. Adapun dua syarat terbentuknya ikatan kovalen non polar, adalah: Tidak ada perbedaan keelektronegatifan atau kurang dari 0,5 satuan Pauling. Sering terjadi pada atom yang sejenis, seperti H2 , O2, dan N2. Tidak terdapat pasangan elektron bebas, seperti CCl4, PCl5, dan SF6. Senyawa CH4 atau metana juga termasuk salah satu ikatan kovalen non polar. Senyawa ini memiliki bentuk yang simetris, artinya tidak ada pasangan elektron bebas pada struktur molekul lewisnya. Selain itu, selisih nilai keelektronegatifan atom C dan atom H juga kurang dari 0,5. Dengan demikian, elektron terbagi rata antara atom C dan atom H. Sifat Senyawa Kovalen Sifat dari senyawa yang terbentuk dari ikatan kovalen memiliki sifat yang berbeda dengan senyawa hasil ikatan lainnya. Berikut sifat yang terbentuk akibat ikatan kovalen. 1. Volatilitas Volatilitas merupakan kemampuan suatu senyawa untuk dapat menguap (berubah fase dari cair ke gas). Sebagian besar senyawa kovalen berupa gas dan mudah menguap. Karena memiliki volatilitasnya yang tinggi, banyak senyawa kovalen dapat digunakan sebagai pemberi aroma. 2. Titik Didih Titik didih dari ikatan kovalen cenderung rendah, rata-rata titik didih senyawa di bawah 200oC. Rendahnya titik didih yang dimilikisenyawa kovalen ini disebabkan karena gaya tarik menarik
16 antar molekul sangat lemah. Sehingga, untuk memisahkan unsur pada senyawa berikatan kovalen tidak memerlukan energi yang tinggi. 3. Kelarutan Senyawa kovalen pada umumnya memiliki nilai kelarutan yang rendah pada air, namun tinggi pada pelarut organik seperti bensin, alkohol, aseton, dan minyak tanah. Hal ini menandakan sebagian besar senyawa kovalen tidak larut di dalam air, namun mudah untuk larut di dalam pelarut organik. Ada juga senyawa kovalen yang dapat larut di dalam air. 4. Daya Hantar Listrik (Elektrolit) Kebanyakan senyawa kovalen adalah larutan nonelektrolit atau tidak bisa menghantarkan arus listrik. Namun, senyawa kovalen polar memiliki sifat elektrolit dan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. 2. Ikatan Logam Ikatan logam adalah logam yang terjadi antara unsur-unsur logam. Ikatan logam dapat terjadi pada unsur logam murni, maupun unsur-unsur logamoid (metaloid). Ikatan logam terdiri dari atom-atom unsur logam yang saling terikat dan tersusun sangat rapat. Disadur dari Britannica Encyclopedia , elektron valensi (elektron kulit terluar) dari masing-masing atom logam saling tumpang tindih dan mengakibatkan elektron valensi dapat bergerak dengan bebas (terdelokalisasi). Elektron valensi yang terdelokalisasi tersebut terus bergerak ke sana ke mari membentuk suatu keadaan yang terbentuk dengan laut elektron. Sehingga dapat dikatakan bahwa atom-atom dalam logam saling berbagi dan menggunakan elektron valensi secara bersamaan. Elektron yang bergerak (terdelokalisasi) menghasilkan gaya tarik-menarik yang kuat bebas dalam logam. Ciri-ciri logam, yaitu: Terbentuk dari unsur-unsur logam Atomnya saling berbagi elektron valensi Elektron valensinya bergerak bebas membentuk laut elektron Ikatan antar atom sangat kuat Adapun sifat-sfiat logam adalah: 1) Memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi Ikatan logam memiliki yang kuat dari elektron-elektron valensinya yang terdelokalisasi. Sehingga dibutuhkan energi yang besar untuk dapat mengurai kuat logam. Hal tersebut membuat logam memiliki titik didih serta titik leleh yang tinggi. 2) Kelenturan
17 Ikatan logam yang terbentuk dari laut elektron dibuat memiliki sifat lentur. Sehingga logam dapat ditempa, dipipihkan, dan dibentuk tanpa hancur sepertisaat kaca ditempa oleh palu. Sehingga saat logam ditempa dengan palu, proton akan diatur ulang dan laut elektron kembali mengelilinya. Struktur atom logam tidak retak atau rusak saat ditempat, melainkan hanya berubah bentuk. 3) Konduktivitas listrik dan termal Ikatan logam memberikan sifat konduktivitas atau membuat logam dapat menghantarkan baik listrik dan panas. Hal ini karena adanya lautan elektron valensi dalam logam. Elektron yang terdelokalisasi tersebut dapat bergerak bebas membawa panas atau listrik dari satu sisi ke sisi lainnya. 4) Daktilitas Logam memiliki sifat daktilitas, yaitu ia dapat menahan tegangan tanpa mengalami kerusakan misalnya logam dapat ditarik maupun diregangkan tanpa putus. Dari Pemikiran , hal tersebut dikarenakan atom tunggal atau seluruh lembarannya melewatisatu sama lain dan dapat melaporkan sepertisediakala. 5) Berkilau Hampir semua jenis logam terlihat berkilau atau mengkilat. Hal tersebut dikarenakan lautan elektron valensi yang memantulkan foton (partikel cahaya) yang mengenai permukaan logam. C. Rangkuman 1. Ikatan kovalen adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat kecenderungan atom-atom untuk menggunakan elektron bersama (share elektron) agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia terdekat 2. Ikatan kovalen koordinasi adalah Ikatan kovalen yang pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan hanya berasal dari salah satu atom 3. Beberapa sifat fisis senyawa kovalen sederhana bersifat lunak dan tidak rapuh, mempunyai titik didih dan titik leleh yang rendah, tidak dapat menghantarkan listrik dan tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. 4. Ikatan logam adalah ikatan yang terjadi pada logam akibat tarik-menarik kation di dalam lautan elektron yang bertindak sebagai perekat dan menggabungkan kationkation D. Penugasan Mandiri 1. Tuliskan rumus lewis dari unsur non logam berikut 8O, 17Cl, 7N, 6C dan ramalkan kemungkinan ion yang dapat dibentuknya ?
18 2. Lengkapi struktur lewis senyawa berikut kemudian tentukan berapa jumlah ikatan kovalen tunggal, kovalen rangkap dua dan kovalen rangkap tiga dalam senyawa tersebut. E. Latihan Soal Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat! 1. Gambar struktur Lewis senyawa SO2 yang paling tepat adalah … (nomor atom S = 16; O = 8)
19 2. Diketahui unsur X dan Z memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut: X : [Ar] 4s2 3d6 Z : [Ne] 3s2 3p5 Apabila X dan Z bersenyawa, rumus senyawa yang terbentuk adalah …. A. X3Z B. X3Z2 C. X2Z D. X2Z3 E. XZ3 3. Perhatikan gambar struktur Lewis senyawa H2SO4 berikut ini! Ikatan kovalen koordinasi ditunjukkan oleh nomor … (nomor atom H = 1; S = 16; O = 8) A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3 4. Perhatikan tabel berikut ini! Keterangan (−) : non konduktor, (+) : isolator Berdasarkan data tersebut, dapat disimpulkan bahwa … A. Zat X : senyawa kovalen polar, Zat Y : senyawa kovalen nonpolar B. Zat X : senyawa kovalen polar, Zat Y : senyawa kovalen polar C. Zat X : senyawa kovalen nonpolar, Zat Y : senyawa kovalen nonpolar D. Zat X : senyawa ionik, Zat Y : senyawa kovalen polar E. Zat X : senyawa kovalen polar, Zat Y : senyawa ionik 5. Perhatikan letak unsur (bukan lambang unsur sebenarnya) dalam tabel periodik berikut ini! Maka gambar struktur Lewis, rumus molekul senyawa dan jenis ikatan kimia yang benar adalah… .
20 Kunci Jawaban dan Pembahasan No Kunci Jawaban Pembahasan 1 B Elektron terluar dari unsur S dan O adalah: 16S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 8O : 1s2 2s2 2p4 Unsur S dan O mempunyai jumlah elektron terluar yang sama, yaitu 6. Berarti keduanya membutuh 2 elektron lagi agar terpenuhi kaidah oktet. 2 E X : [Ar] 4s23d6 Elektron valensinya adalah 8 (2 + 6). Elektron valensi seperti ini cenderung melepas 2 elektron darisubkulit s sehingga membentuk ion X2+, atau melepas 3 elektron (2 dari subkulit s dan 1 dari subkulit d) sehingga membentuk ion X3+. Keadaan yang terakhir ini lebih stabil karena subkulit d terisi setengah penuh. X2+ : [Ar] 4s0 3d6 X3+ : [Ar] 4s0 3d5 (lebih stabil) Sementara itu unsur Z mempunyai elektron valensi 7 (2 + 5). Dengan valensi 7 ini, unsur Z cenderung menangkap 1 elektron agar tercapai valensi gas mulai (8) sehingga membentuk ion Z−. Ikatan yang terbentuk antara unsur X dan Z adalah X3+ + Z− → XZ3 Jadi, rumus senyawa yang terbentuk antara X dan Z adalah XZ3 3 D Ikatan kovalen koordinasi adalah pemakaian elektron bersama yang hanya berasal dari salah satu atom. Pada struktur Lewis H2SO4 di atas, terlihat bahwa ikatan nomor 4 hanya berasal dari atom S tetapi digunakan bersama dengan atom O 4 A Untuk menjawab soal di atas, kita harus mengetahui perbedaan antara sifat ikatan ion, kovalen polar, dan kovalen nonpolar. Perhatikan tabel berikut ini!
21 5 C Dari tabel SPU diketahui : Unsur P golongan I A, elektron valensi = 1 , pembentuk ion +1 Unsur A golongan II A, elektron valensi = 2 , pembentuk ion +2 Unsur R golongan III A, elektron valensi = 3 , pembentuk ion +3 Unsur I golongan VI A, elektron valensi = 6, pembentuk ion - 2 Unsur S golongan VII A, elektron valensi = 7, pembentuk ion - 1 Struktur lewis Jadi 2P+ + I 2- → P2I (ikatan ion) Pedoman Penskoran Cocokkanlah jawaban kalian dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan kalian terhadap materi Kegiatan Belajar 1. Nilai = ℎ ℎ x 100 % ℎ Konversi tingkat penguasaan: 90 - 100% = baik sekali 80 - 89% = baik 70 - 79% = cukup < 70% = kurang Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, kalian dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%, kalain harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai. F. Penilaian Diri Selanjutnya kalian harus mengisi tabel penilaian diri untuk mengukur tingkat keberhasilan diri kalian dalam penguasaan materi tentang teori asam basa. Tabel Penilaian Diri No Pertanyaan Ya Tidak 1. Apakah kalian memahami ikatan kovalen? 2. Apakah kalian memahami ikatan kovalen koordinasi? 3. Apakah kalian memahami ikatan logam?
22 Jika menjawab “Tidak” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah kembali materi tersebut sehingga kalian betul-betul dapat menguasai materi. Jangan putus asa untuk mengulang lagi!. Dan apabila kalian menjawab “Ya” pada semua pertanyaan, maka lanjutkan mengerjakan kegiatan belajar selanjutnya
23 EVALUASI IKATAN KIMIA Pilihlah jawaban yang tepat ! 1. Setiap unsur mampu membentuk ikatan kimia karena memiliki …. a. Elekcron valensi b. Kecendrungan membentuk konfigurasi electron gas mulia c. Lintasan electron d. Neutron dalam inti atom e. Proton dan neutron 2. Diantara sifat berikut ini yang bukan sifat senyawa ion adalah … a. Rapuh b. Titik leleh tinggi c. Larutan dapat menghantar listrik d. Lelehannya dapat menghantar listrik e. Padatannya dapat menghantar listrik 3. Di antara zat berikut ini, yang mengandung ikatan ion adalah: a. Es batu b. Silikon c. Perunggu d. Batu kapur e. Gula 4. Diketahui beberapa atom sebagai berikut: 6C, 7N, 8O, 15P, 16S, 17Cl dan 35Br. Senyawa di bawah ini yang mengikuti aturan oktet, kecuali …. A. NH3 D. PBr3 B. CCl4 E. PCl5 C. SO2 5. Diketahui beberapa unsur dengan konfigurasi electron sebagai berikut: P: 2 8 7 Q: 2 8 8 1 R: 2 8 18 2 S: 2 8 8 T: 2 8 18 4 Diantara unsur di atas, yang paling stabil (paling sukar membentuk ikatan kimia) adalah.. a. P d. S b. Q e. T c. R 6. Kelompok senyawa yang semuanya berikatan ion adalah …. a. KCl, NaI, dan MgBr2 b. CH4, NaCl, dan CaCl2 c. NaCl, HCl, dan H2O d. NH3, CO2, dan H2O e. H2,Cl2, dan NaI 7. Diketahui beberapa unsur dengan energy ionisasi (dalam kJ mol-1 ) sebagai berikut. Na = 500; Li = 520; B = 800; Be = 900; F= 1.681; Ne = 2.081.Ikatan paling ionic dapat terbentuk antara pasangan unsur …. a. Na dengan F b. F dengan Ne
24 c. B dengan Be d. Na dengan Ne e. Na dengan Li 8.Diantara pasangan unsur berikut yang dapat membentuk senyawa ion adalah …. a. C (Z = 6) dan Cl (Z = 17) b. N (Z = 7) dan H (Z = 1) c. C (Z = 6) dan O (Z = 8) d. Mg (Z = 12) dan Cl (Z = 17) e. P (Z = 15) dan O (Z = 8) 9. Unsur X dan Y membentuk senyawa dengan rumus kimia XY3. Kemungkinan nomor atom X dan Y adalah …. a. 3 dan 5 b. 3 dan 9 c. 5 dan 7 d. 5 dan 9 e. 7 dan 13 10.Suatu senyawa yang terbentuk dengan cara menggunakan pasangan elektron bersama mempunyai ikatan . . . a. Van der Waals b. Kovalen c. Logam d. Ion e. Hidrogen 11.Suatu ikatan kimia yang tebentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antar atom-atom logam, disebut . . . a. Ikatan logam b. Ikatan ion c. Ikatan kovalen d. Ikatan hidrogen e. Ikatan kovalen koordinasi 12.Di antara molekul-molekul dibawah ini, yang mempunyai ikatan kovalen rangkap dua adalah . . . a. N2 (nomor atom N = 7) b. O2 (nomor atom O = 8) c. H2 (nomor atom H = 1) d. H2O e. NH3 13.Pada senyawa SO3 terdapat ikatan . . . a. Ikatan ion b. Ikatan hidrogen c. Ikatan kovalen dan Ikatan kovalen koordinasi d. Ikatan ion dan logam e. Ikatan kovalen dan ion 14.Perhatikan data hasil percobaan berikut ini.
25 Berdasarkan data diatas, maka dapat disimpulkan bahwa jenis ikatan yang terdapat pada zat A adalah . . . a. Kovalen polar b. Ionik c. Kovalen koordinasi d. Kovalen nonpolar e. Logam 15.Ikatan logam sangat berhubungan dengan salah satu sifat logam, kecuali . . . a. Titik didih tinggi b. Titik leleh tinggi c. Penghantar listrik yang baik d. Semikonduktor e. Permukaan mengkilap 16.Kelompok senyawa kovalen berikut yang bersifat non polar adalah . . . a. NH3, N2, O2 b. H2O, HCl, HF c. PCl3, PCl5, ClO3 d. HBr, HCl, HI e. H2, Br2, CH4 17.Titik didih air lebih rendah dibandingkan titik didih intan, hal tersebut disebabkan . . . a. Ikatan kovalen yang terbentuk pada intan sangat lemah b. Pada saat dipanaskan, nergy yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kovalen pada intan sangat besar c. Ikatan antarmolekul pada air menyebabkan pergerakan partikel-partikel lebih bebas d. Pada saat air dipanaskan, ikatan yang terputus adalah ikatan antara atom H dan O, bukan ikatan antarmolekul air e. Ikatan antar-atom pada air menyebabkan pergerakan partikel-partikel lebih bebas 18.Jenis ikatan dalam NH4Cl adalah . . . a. Kovalen b. Ion dan kovalen c. Ion dan kovalen koordinat d. Kovalen koordinat dan kovalen e. Kovalen, kovalen koordinat, dan ion 19.Kedudukan elektron-elektron dari atom-atom logam dalam membentuk ikatan logam adalah . . . a. Selalu berada di antara dua atom logam yang berikatan dan digunakan secara bersama b. Masing-masing atom logam memberikan elektron valensinya kepada atom logam yang lain c. Tidak terikat pada salah satu atom tetapi dapat bergerak bebas sebagai awan elektron d. Masing-masing elektron valensi berada diantara inti atom logam yang saling berdekatan satu sama lain
26 e. Terikat pada inti atom logam tertentu sesuai dengan jumlah proton dari atom logam yang bersangkutan 20.Diantara senyawa berikut yang paling polar adalah…. a. HF b. HCL c. F2 d. HBr e. HI Kunci Jawaban No Kunci Jawaban No Kunci Jawaban 1 B 11 A 2 D 12 B 3 D 13 C 4 E 14 D 5 D 15 D 6 A 16 E 7 A 17 B 8 D 18 D 9 D 19 C 10 B 20 A DAFTAR PUSTAKA Saidah, A., Purba, M. 2017. Kimia C1 untuk SMK/MK Teknologi Rekayasa Kelas X. Jakarta: Erlangga. Nefoyati. 2020. Kimia SMK/MAK Kelas X Bidang Keahlian Teknologi Informasi dan Komunikasi, Teknologi Rekayasa, Kesehatan, dan Pekerjaan Sosial Kelas X. Bandung : PT Humaniora Utama Press.