Bab 2 Ikatan Kimia

BAB 2 IKATAN KIMIA DAN STRUKTUR LEWIS

CHM 2000

Aturan Oktet 



Dalam t/bls kimia, satu atom bergabung dengan atom yang lain untuk membentuk molekul atau sebatian kimia yang lebih kompleks Daya tarikan yang mengikat atom-atom tersebut dalam sesuatu molekul atau sebatian dipanggil sebagai ikatan kimia





Dalam pembentukan ikatan hanya elektron valens sahaja yang terlibat Apabila satu atom bergabung dengan satu atom yang lain, atom-atom tersebut cuba untuk mencapai konfigurasi gas nadir atau konfigurasi oktet – mematuhi aturan oktet

Ion

Konfigurasi elektron

Mg2+

2.8

Ca2+

2.8.8

Al3+

2.8

Cl-

2.8.8

O2-

2.8

Jenis-jenis ikatan kimia 

6 jenis ikatan kimia yang utama:a) Ikatan elektrovalen ( ionik ) b) Ikatan kovalen c) Ikatan kovalen koordinat ( datif ) d) Ikatan logam e) Ikatan van der Waals f)

Ikatan hidrogen

Simbol Lewis 





Apabila dua atom bertindak balas antara satu sama lain, tindak balas tersebut melibatkan elektron valens bagi kedua-dua atom itu Sistem ini diperkenalkan oleh Gilbert N. Lewis (1875-1946). Sistem tersebut menggunakan cara penulisan khas yang dipanggil sebagai simbol Lewis Simbol Lewis atom tersebut ditulis dengan menggunakan simbol X dan dikelilingi oleh simbol ● yang mewakili elektronvalens bagi setiap atom





Secara umumnya, bilangan elektronvalen bagi suatu atom sama dengan nombor kumpulan atom tersebut Contoh :Unsur-unsur dalam Kumpulan I dalam jadual berkala seperti Li, Na, K, Rb, Cs dan Fr mempunyai satu elektron valens dan di wakili dengan simbol Lewis Kumpulan

Simbol

I

X•

II

III

IV

V

•X •

• •X•

• •X• •

•• •X• •

VI

VII

VIII

•• •• •• • • • • •X• •X• •X• •• •• •

Struktur Lewis 





Simbol Lewis digunakan untuk menerangkan ikatan kimia antara dua atau lebih atom Formula yang terbentuk dengan menggunakan simbol Lewis dipanggil sebagai struktur Lewis atau formula titik elektron Contoh :-

•• Ca

• Li

•• •Cl •• ••

•• C ••

•••• O ••

Cas Ion

1+

2+

3+

4+

4-

3-

2-

1-

Bilangan elektron yang bertambah atau hilang

Hilang 1e

Hilang 2e

Hilang 3e

Hilang 4e

Tambah 4e

Tambah 3e

Tambah 2e

Tambah 1e

II

Contoh

Struktur Lewis

H+

atau H+

I

III

IV

IV

V

VI

+

2+

3+

4+

4-

3-

2-

atau Li+

atau Be2+

atau B3+

atau C4+

VII -

H -

Ikatan elektrovalen ( ionik ) 







Ikatan ionik terbentuk apabila elektron dipindahkan daripada petala terluar satu atom ke petala terluar satu atom lain Atom yang kehilangan elektron menjadi ion positif (kation) sementara atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion) Ion yang berlawanan cas menarik antara satu sama lain

ini

kemudiannya

Tarikan elektrostatik ini dipanggil sebagai ikatan ionik atau ikatan elektrovalen

Contoh :- Pembentukan Natrium Klorida 



Salah satu contoh pembentukan ikatan ionik ialah tindak balas antara natrium dan klorin untuk membentuk natrium klorida. Konfigurasi elektron bagi natrium klorin adalah seperti berikut :-

dan

11Na: 2.8.1

atau

1s2 2s2 2p6 3s1

17Cl : 2.8.7

atau

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5



Dalam tindak balas tersebut, atom natrium kehilangan elektron dalam orbital 3s untuk membentuk ion Na+ Na (2.8.1)



Elektron tersebut kemudiannya diterima oleh atom klorin dan diisi dalam orbital 3p untuk membentuk ion ClCl (2.8.7) + e



Na+ (2.8) + e

Cl- (2.8.8)

Ion Na+ dan Cl- kemudiannya tertarik untuk membentuk Na+Cl-



Pembentukan natrium klolrida menggunakan struktur Lewis boleh ditunjukkan seperti persamaan di bawah :-

•

Na

+

xx x

Cl

xx

x x

[Na]+

+

xx X •

Cl

xx

x x

Ikatan kovalen 





Ikatan kovalen atau ikatan pasangan elektron terbentuk apabila elektron dikongsi di antara dua atom membentuk pasangan elektron Salah satu contoh pembentukan ikatan kovalen ialah pembentukan molekul klorin ( Cl2 ) Setiap atom klorin berkongsi satu elektron valens dengan atom klorin yang satu lagi

Tindak balas yang melibatkan pembentukan ikatan kovalen





Kedua-dua atom klorin mesti merapati antara satu sama lain supaya orbital atom bagi kedua-duanya bertindih untuk membentuk satu orbital molekul yang baru mengandungi dua elektron yang dikongsi

Terdapat tarikan elektrostatik antara nukleus bagi kedua-dua atom klorin dengan elektron yang berkongsi antara kedua-dua atom tersebut

Contoh :- Pembentukan molekul Cl2 

Pembentukan ikatan kovalen dalam molekul Cl2 boleh ditunjukkan dengan menggunakan struktur Lewis :x x



xx

Cl

xx

x

+

•• •

Cl

••

• •

xx X x

Cl

xx

x •

••

Cl

••

• •

Satu ikatan kovalen diwakili dengan satu garis pendek (-) yang menyambung kedua-dua atom. Ikatan jenis ini dipanggil sebagai ikatan tunggal. Cl – Cl

Contoh-contoh molekul lain yang melibatkan ikatan tunggal H • •

C

•

+

•

x•

4H

x

H

• x

C

•x

H x •

H

H

H

••

H

• x

N

•x

x •

H

••

H

• x

H

• x

••

O

••

• •

••

H • •

• •

H

F

H

F

••

••

H

H

••

N

•x

H

H

••

H

O

H

••

• •

C

H

Ikatan kovalen berganda 



Sepasang atom boleh berkongsi dua atau tiga pasang elektron. Contohnya, dalam molekul karbon dioksida (CO2), atom karbon berkongsi dua pasang elektron dengan setiap atom oksigen untuk membentuk ikatan kovalen xx xx O xx



X • X C •

X • X •

O xx

Ikatan jenis ini dipanggil sebagai ikatan dubel ••

•• •• •• O ••C ••O •• ••

• •• •

O

••

• • • •

C

••

O

••





Jika sepasang atom berkongsi tiga pasang elektron, atom-atom tersebut akan membentuk ikatan tripel. Contohnya, dalam molekul nitrogen (N2), atom nitrogen berkongsi tiga pasang elektron dengan satu lagi atom nitrogen untuk membentuk ikatan kovalen. • •

N

x x

N

••

N

••• •••

••• • • •••N • N •

N

X • X • X •

Ikatan kovalen koordinat (datif)





Terbentuk hasil daripada perkongsian elektron yang disumbangkan oleh salah satu atom yang terlibat @ Keadaan di mana kedua-dua elektron yang membentuk ikatan kovalen datang dari satu penderma yang ada pasangan tersendiri

Contoh :1) Ion hidronium, H3O+

H O H

+

H+

O H

H

H

Geometri Molekul elektron valens

Linear

Segitiga sesatah

Oktahedral

Tetrahedral

Trigonal bipiramidal

Teori penolakan pasangan elektron petala valens (PPEPV)







Tujuan – menentukan geometri molekul Menjelaskan bagaimana elektron petala valens bagi atom pusat disusun supaya tolakan antara elektron dapat diminimakan Tolakan minima apabila elektron terletak sejauh mungkin daripada satu sama lain mewujudkan bentuk-bentuk molekul yang berbeza

2 pasangan elektron 

Contoh 1:Pembentukan ikatan dalam molekul BeCl2 ••

• • • Cl • ••



Be

• •

••

Cl

••

• •

Dalam molekul BeCl2, ligan (2 atom klorin) terikat dengan Be dengan berkongsi 2 pasang elektron. Ini bermakna kedua-dua atom klorin mesti diletakkan di tempat yang ada pasangan elektron. Oleh itu, molekul BeCl2 dikatakan mempunyai struktur linear.

180 ° Cl

Be

Cl



Contoh 2:Pembentukan ikatan dalam molekul CO2 ••

••

••

O

•• •• •• ••C ••O

O

••

C

O

••

••

••

• •

3 pasangan elektron ••

Cl M ••

••

Segitiga Sesatah

B Cl

Cl BCl3

••

••

Bentuk V S • •••

••

M O

O SO2

4 pasangan elektron H

••

••

••

H

H

H

••

CH4

••

••

C

M ••

••

Tetrahedral

C

M

H

Trigonal piramidal H

H NH3

••

•• ••

H

O H

• •

••

••

M

H2O

Nonlinear

••

5 pasangan elektron

Cl

•• ••

Cl

••

P

••

M

Cl Cl PCl5

Cl

Trigonal bipiramidal

••

6 pasangan elektron

F ••

••

••

M

S

F ••

••

F

F F

F SF6

Oktahedral

••

Bentuk Orbital

Teori Orbital Molekul 

Teori orbital molekul menyatakan bahawa; -

Apabila dua atom membentuk satu ikatan kovalen, orbital atom bagi salah satu daripada atom tersebut dikatakan bertindih dengan orbital atom bagi atom yang lagi satu -

Pertindihan tersebut bermaksud kedua-dua orbital tersebut berkongsi kawasan dalam satu ruang yang sama

-

Dua elektron dengan pasangan spinnya boleh dikongsi antara dua orbital yang bertindih

Pertindihan Orbital

Pertindihan Orbital

F

Orbital p yang terisi separuh H

H 1s F

Orbital p yang terisi penuh

1s

2s

2p

1s

2s

2p

HF

Penghibridan Hibrid sp3

Orbital Hibrid sp3 





Kacukan satu orbital s dan 3 orbital p menghasilkan 4 orbital hibrid sp3 yang boleh memuatkan 8 elektron Merupakan 25% sifat orbital s dan 75% sifat orbital p Bentuk adalah tetrahedron dengan sudut ikatan 109.50

Hibrid sp3

Hibrid sp2

Orbital Hibrid sp2 





Kacukan satu orbital s dan dua orbitak p menghasilkan tiga orbital hibrid sp2 Berbentuk trigon sesatah dengan sudut ikatan 1200 33% sifat orbital s dan 67% sifat orbital p

Hibrid sp

Orbital Hibrid sp 

Terhasil daripada kacukan satu orbitak s dan satu orbital p



50% sifat orbital s dan 50% sifat orbital p



Bentuk linear dengan sudut ikatan 1800