Ikatan Kimia: Cara Bagaimana Atom Bergabung Bersama

Ikatan Kimia: Cara Bagaimana Atom Bergabung Bersama

Struktur Atom
Untuk memahami bagaimana unsur-unsur digabungkan untuk membentuk senyawa, perlu untuk memahami struktur atom. Atom terutama terdiri dari partikel bermuatan listrik yang disebut elektron dan proton. Setiap elektron memiliki muatan negatif dan setiap proton memiliki muatan positif. Neutron, yang juga ada dalam atom, tidak memiliki muatan. Biasanya, sebuah atom mengandung elektron sebanyak proton.

Muatan negatif dan muatan positif saling menyeimbangkan dan atomnya netral (tidak bermuatan). Jika keseimbangan antara elektron dan proton terganggu, atom menjadi unit bermuatan listrik yang disebut anion. Sebuah atom menjadi ion positif jika kehilangan satu atau lebih elektron dan mereka disebut kation. Misalnya, ketika atom hidrogen kehilangan satu elektronnya. Ini menjadi ion hidrogen positif (H⁺). Ion klor negatif (Cl^–) adalah atom klor dengan satu elektron tambahan.

Elektron berputar dalam berbagai jarak dari inti atom. Jalur elektron membentuk serangkaian kulit dengan nukleus di pusatnya. Setiap kulit berikutnya lebih jauh dari inti dari yang di bawahnya. Ilmuwan telah menemukan bahwa setiap kulit dapat mengandung tidak lebih dari sejumlah elektron. Kulit pertama menampung tidak lebih dari 2 elektron. Yang kedua bisa menampung 8; yang ketiga, tidak lebih dari 18 dan seterusnya. Sebagian besar interaksi antara atom terjadi di kulit terluar masing-masing atom. Jumlah setiap elektron dalam kulit ini menentukan bagaimana suatu atom bergabung dengan atom lain untuk membentuk senyawa. Ketika atom-atom bergabung, mereka mendapatkan, kehilangan, atau berbagi elektron sedemikian rupa sehingga kulit terluarnya menjadi lengkap secara kimiawi.

Valensi adalah sifat yang terkait dengan elektron di kulit terluar atom. Valensi suatu unsur adalah jumlah elektron yang diperoleh atau hilang unsur tersebut ketika membentuk senyawa dengan unsur lain. Elektron dalam kulit terluar disebut elektron valensi

Aturan oktet
Untuk memperoleh konfigurasi gas mulia, ada kebutuhan untuk 8 elektron untuk menempati distribusi p dalam tingkat energi tertinggi dari sebuah atom.

Sebagai contoh unsur Na dan Cl. Natrium memiliki konfigurasi elektronik:

Na = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Dan konfigurasi kulit luarnya adalah 3s

Cl = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Dan konfigurasi kulit terluarnya adalah 3p⁵

Bagaimana Na dan Cl bisa mencapai aturan octet pada kulit terluarnya?

Ada tiga cara yang mungkin dilakukan atom untuk mencapai aturan oktet:

1. Elektron dapat diberikan hingga beberapa atom atau kelompok atom lain.
2. Elektron dapat diperoleh dari beberapa atom lainnya.
3. Elektron dapat dibagi antara dua atom.

Tiga pilihan digambarkan dalam gambar di bawah ini. Dalam hal ini adalah natrium dan klorin.

Natrium pertama dan terapkan masing-masing pilihan ini:

Pada pilihan pertama, jika 3s¹ hilang, kulit kedua menjadi kulit terluar, dengan konfigurasi 2s² 2p⁶, kulit terluar oktet. Natrium sekarang memiliki 11 proton dan 10 elektron, memberinya muatan bersih +1 (Na ⁺¹).

Untuk kemungkinan kedua, total 7 elektron harus diperoleh untuk menghasilkan kulit luar octet 3s² 3p⁶. Setiap kali sebuah elektron diperoleh, atom Na memperoleh satu unit muatan listrik negatif, oleh karena itu, kenaikan tujuh elektron menghasilkan muatan bersih -7, yang dicatat sebagai Na ^-7.

Jika pilihan ketiga diambil dan elektron dibagi, natrium dapat menyediakan satu elektron (3s¹) dan atom lainnya, harus menyediakan total tujuh lagi.

Sekarang manakah dari tiga kemungkinan yang akan dipilih Na?

Secara umum, atom akan mengikuti “tindakan” yang menghasilkan situasi paling stabil, keadaan energi terendah. Sulit bagi atom mana pun untuk menemukan atom lain, yang akan melepaskan total 7 elektron.

Juga, Na -7 tidak stabil, karena 11 proton natrium tidak dapat mengerahkan gaya tarik yang kuat untuk berpegangan pada 18 elektron. Dan dalam upaya untuk berbagi elektron, Natrium akan mengalami kesulitan menemukan atom, yang memiliki kesulitan menemukan atom, yang harus menyediakan mayoritas elektron yang dibagi.

Oleh karena itu, kemungkinan terbaik bagi Na untuk mencapai oktet kulit terluar adalah hilangnya satu elektron untuk membentuk Na +1.

Kita gunakan jenis penalaran yang sama untuk atom klorin. Karena ada tujuh elektron di tingkat energi luar, Klorin hanya membutuhkan satu elektron untuk menyelesaikan oktet di tingkat energi ketiga. Oleh karena itu, kemungkinan bahwa Cl akan mengikuti kemungkinan besar adalah dengan mendapatkan elektron dari beberapa atom lain, membentuk Cl^-1. Karena sebuah elektron telah diperoleh, konfigurasi ion Klorin adalah:

Cl^– 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Ikatan Ionik atau ikatan elektrovalen

Ikatan ionik terbentuk dalam senyawa ketika elektron dari kulit terluar atom sebenarnya ditransfer ke kulit terluar atom yang menggabungkan.

Transfer ini terjadi dari atom yang memiliki daya tarik lebih rendah ke atom yang memiliki daya tarik lebih besar untuk elektron. Setelah transfer terjadi, atom, yang memperoleh elektron, sekarang mengandung lebih banyak elektron daripada proton, sehingga bermuatan negatif.

Yang satu dari mana elektron telah dihapus memiliki lebih banyak proton daripada elektron dan karena itu bermuatan positif. Partikel bermuatan ini disebut ion. Ion bermuatan positif disebut kation, dan ion yang bermuatan negatif disebut anion. Karena ion-ion ini memiliki muatan yang berlawanan, ada kekuatan yang menarik di antara mereka. Gaya atraktif ini membentuk ikatan ion yang disebut ikatan elektrovalen. Namun, ion-ion itu bebas dan ada sebagai partikel terpisah baik dalam bentuk padat maupun padat. Contoh khas dari ikatan ionik atau elektrovalen adalah ikatan yang terbentuk antara atom natrium dan klor ketika mereka masuk ke dalam ikatan kimia.

Ikatan kovalen
Beberapa senyawa terbentuk ketika elektron dibagi antara dua atom untuk mengisi kulit terluar yang tidak lengkap dari keduanya untuk mencapai konfigurasi stabil dari gas inert. Ini biasanya terjadi ketika reaksi terjadi antara atom-atom Golongan IV, V, dan VII. Ikatan kimia di mana dua atom berbagi sepasang elektron dan membentuk molekul disebut ikatan kovalen. Atom-atom senyawa kovalen tidak bebas seperti pada senyawa ionik. Mereka terkait erat satu sama lain oleh ikatan kovalen. Karenanya setiap partikel independen adalah kombinasi dari atom-atom.

Apa sifat ikatan yang terbentuk antara H dan F dalam molekul HF?

Konfigurasi elektron:
Hidrogen (H) 1s¹
Fluor (F) 1s² 2s² 2p⁵

Unsur H membutuhkan satu elektron untuk mencapai konfigurasi kulit terluar 1s² yang stabil, dan F membutuhkan satu elektron untuk mencapai oktet. Karena keduanya tidak dapat dengan mudah kehilangan elektron, terjadi berbagi elektron dan ikatan kovalen terbentuk.

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk di mana dua atom berbagi sepasang elektron dan membentuk molekul. Ikatan yang dihasilkan setiap kali pembagian yang tidak merata terjadi disebut ikatan kovalen polar sedangkan pembagian elektron yang sama disebut ikatan kovalen non polar.

Ringkasan
Ikatan kimia dihasilkan ketika elektron kulit terluar ditransfer atau dibagikan dari satu atom ke atom lainnya. Pembentukan ikatan kimia biasanya memungkinkan atom untuk memperoleh kulit terluar yang stabil secara kimiawi yang terdiri dari satu oktet elektron. Ada dua jenis ikatan kimia. (1) ikatan ionik, di mana elektron sebenarnya ditransfer dari kulit terluar dari satu atom ke atom kedua. Partikel yang dihasilkan adalah ion – atom atau kelompok atom dengan muatan elektrostatik yang tidak seimbang. (2) Ikatan kovalen, di mana dua atom berbagi sepasang elektron dan membentuk molekul. Ikatan yang dihasilkan setiap kali terjadi pembagian yang tidak merata disebut ikatan kovalen polar. Pembagian elektron yang sama disebut ikatan kovalen non polar.

Demikian Ikatan Kimia: Cara Bagaimana Atom Bergabung Bersama