We Are Chemistry

Skuyy Belajar Kimia...

Teori Atom

Teori Atom Dalton

Teori atom Dalton menyatakan bahwa:

1. Setiap unsur tersusun dari partikel yang sangat teramat kecil yang disebut atom.
2. Semua atom dari satu unsur yang sama adalah identik, namun atom unsur satu berbeda dengan atom unsur-unsur lainnya.
3. Atom dari satu unsur tidak dapat diubah menjadi atom dari unsur lain melalui reaksi kimia; atom tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan dalam reaksi kimia.
4. Senyawa terbentuk dari kombinasi atom-atom dari unsur-unsur yang berbeda dengan rasio atom yang spesifik.

Teori atom Dalton ini memberikan gambaran model atom seperti model bola pejal atau model bola billiard

Teori Atom J.J. Thomson

Pada tahun 1897, J.J. Thomson melakukan eksperimen dengan sinar katoda. Eksperimen tersebut menunjukkan bahwa sinar katoda terdefleksi (terbelokkan) oleh medan magnet maupun medan listrik. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel yang bermuatan listrik. Pada eksperimen dengan medan listrik, sinar katoda terbelokkan menuju ke arah kutub bermuatan positif. Hal ini menunjukkan bahwa sinar katoda merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Selanjutnya, partikel sinar katoda ini disebut sebagai elektron. Penemuan elektron ini kemudian mengacu pada kesimpulan bahwa di dalam atom terdapat elektron yang bermuatan negatif. Menurut model atom Thomson, elektron bermuatan negatif tersebar dalam bola bermuatan positif seperti model roti kismis, di mana kismis-kismis adalah elektron-elektron, dan roti adalah bola bermuatan positif.

eori Atom Rutherford

Pada tahun 1911, Ernest Rutherford melakukan eksperimen menembakkan partikel α — partikel bermuatan positif — pada lempeng emas tipis. Ia menemukan bahwa sebagian besar partikel-partikel α tersebut menembus melewati lempeng emas, namun ada sebagian yang mengalami pembelokan bahkan terpantulkan. Hal ini mengacu pada kesimpulan model atom Rutherford: model inti, di mana dalam atom yang sebagian besar merupakan ruang kosong terdapat inti yang padat pejal dan masif bermuatan positif yang disebut sebagai inti atom; dan elektron-elektron bermuatan negatif yang mengitari inti atom.

Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengajukan model atom untuk menjelaskan fenomena penampakan sinar dari unsur-unsur ketika dikenakan pada nyala api ataupun tegangan listrik tinggi. Model atom yang ia ajukan secara khusus merupakan model atom hidrogen untuk menjelaskan fenomena spektrum garis atom hidrogen. Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom bermuatan positif pada jarak tertentu yang berbeda-beda seperti orbit planet-planet mengitari matahari. Oleh karena itu, model atom Bohr disebut juga model tata surya. Setiap lintasan orbit elektron berada tingkat energi yang berbeda; semakin jauh lintasan orbit dari inti, semakin tinggi tingkat energi. Lintasan orbit elektron ini disebut juga kulit elektron. Ketika elektron jatuh dari orbit yang lebih luar ke orbit yang lebih dalam, sinar yang diradiasikan bergantung pada tingkat energi dari kedua lintasan orbit tersebut.

Teori Atom Mekanika Kuantum

Pada tahun 1924, Louis de Broglie menyatakan hipotesis dualisme partikel-gelombang — semua materi dapat memiliki sifat seperti gelombang. Elektron memiliki sifat seperti partikel dan juga sifat seperti gelombang. Pada tahun 1926, Erwin Schrödinger merumuskan persamaan matematis yang kini disebut persamaan gelombang Schrödinger, yang memperhitungkan sifat seperti partikel dan seperti gelombang dari elektron. Pada tahun 1927, Werner Heisenberg mengajukan asas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa posisi elektron tidak dapat ditentukan secara pasti, namun hanya dapat ditentukan peluang posisinya. Teori-teori — dualisme partikel gelombang, asas ketidakpastian Heisenberg, dan persamaan Schrödinger—ini kemudian menjadi dasar dari teori atom mekanika kuantum. Penyelesaian persamaan Schrödinger menghasilkan fungsi gelombang yang disebut orbital. Orbital biasanya digambarkan seperti awan elektron, di mana kerapatan awan tersebut menunjukkan peluang posisi elektron. Semakin rapat awan elektron maka semakin tinggi peluang elektron, begitu pula sebaliknya. Oleh karena itu, model atom mekanika kuantum disebut juga model awan elektron.

Sebelumnya, pada tahun 1919, Rutherford berhasil menemukan partikel bermuatan positif, yang disebut proton, dari eksperimen penembakkan partikel α pada atom nitrogen di udara. Lalu, pada tahun 1932, James Chadwick menemukan partikel netral, yang disebut neutron, dari eksperimen bombardir partikel α pada berbagai unsur. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dalam model awan elektron, awan elektron terdiri dari elektron-elektron bermuatan negatif yang bergerak sangat cepat mengelilingi inti atom yang tersusun dariproton yang bermuatan positif dan neutron yang tak bermuatan.

Referensi
– Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
– Jenkins, et al. 2003. Nelson Chemistry 12. Toronto: Thomson Nelson.
– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
– Purba, Michael. 2006. Kimia 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.
– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5th edition). New York: McGraw Hill
– Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2nd edition). New York: W.H. Freeman and Company
– Tro, Nivaldo J. 2011. Introductory Chemistry (4th edition). Illinois: Pearson Prentice Hall.

Ikatan Kimia

 Teori tentang ikatan kimia lahir dari gagasan Profesor Fisika dan Kimia dari Amerika Serikat yaitu Gilbert. N. Lewis. Dalam artikelnya di tahun 1916 tentang “The atom and the molecules”, Lewis meneliti tentang kesulitan golongan gas mulia (VIIIA) membentuk suatu ikatan kimia. Diduga bila gas mulia bersenyawa dengan unsur lain, tentunya ada suatu keunikan dalam konfigurasi elektronnya yang dapat mencegah persenyawaan dengan unsur-unsur lain.

Apabila dugaan tersebut benar, maka suatu atom yang bergabung dengan atom lain membentuk suatu senyawa yang mungkin mengalami perubahan dalam konfigurasi elektronnya sehingga mengakibatkan atom-atom tersebut lebih menyerupai gas mulia. Berdasarkan gagasan itu, lahirlah suatu teori yang disebut Teori Lewis, yaitu:
a. Elektron-elektron yang berada pada kulit terluar (dikenal sebagai elektron valensi)memegang peranan utama dalam pembentukan ikatan kimia.
b. Pembentukan ikatan kimia mungkin terjadi dengan 2 cara:

1. Karena adanya perpindahan satu atau lebih elektron dari satu atom ke atom lain sedemikian rupa sehingga terdapat ion positif dan ion negatif dan keduanya saling tarik-menarik karena muatannya yang saling berlawanan akan membentuk ikatan ion.
2. Karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron di antara atom-atom yang berikatan. Jenis ikatan yang terbentuk disebut ikatan kovalen.

c. Perpindahan elektron atau pemakaian bersama pasangan elektron berlangsung sedemikian rupa sehingga setiap atom yang berikatan mempunyai suatu konfigurasi elektron yang stabil yaitu konfigurasi dengan 8 elektron valensi.

Jenis-jenis Ikatan Kimia

Ikatan kimia terdiri dari 3 jenis ikatan yaitu ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam. Ikatan ionadalah ikatan yang terjadi berdasarkan serah terima atau perpindahan elektronnya, ikatan ini terjadi antara ion positif dan ion negatif dan juga antara unsur logam dan non logam, serta antara unsur golongan IA dan IIA (+), golongan VIA dan VIIA(-). Contoh senyawa ion antara lain: NaCl, MgCl2, CaCl2, KOH, KCl, dan lainnya.
Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi berdasarkan pemakaian pasangan elektron bersama, ikatan ini terjadi antara unsur non-logam dan non-logam. Ikatan kovalen memiliki 3 jenis yaitu ikatan kovalen biasa, ikatan kovalen rangkap, dan ikatan kovalen koordinat. Contoh ikatan kovalen antara lain: H20, HF, HCl, CO2, NH3, Cl2, I2, Br2, O2, dan lainnya.
Ikatan logamadalah ikatan yang terjadi antar atom-atom unsur logam. Ikatan ini terjadi antara elektron valensi logam yang membentuk elektron valensi. Ikatan logam dapat menjadikan suatu logam yang keras namun lentur, tidak mudah patah meski ditempa, titik leleh dan titik didih yang tinggi, dan nilai konduktor listrik dan panas yang baik.
Contoh dari jalan terjadinya ikatan ion adalah saat Atom Natrium berikatan dengan atom Clorida dan saat Calsium berikatan dengan Sulfurida. Konfigurasi elektronnya adalah sebagai berikut:

1. Atom Natrium berikatan dengan atom Clorida dan saat Calsium berikatan dengan Sulfurida

11Na → 2  8 1   (Na akan membentuk ion positif dan memberi elektron kepada Cl agar mencapai kestabilan)
17Cl  →  2 8  7 ( Cl akan membentuk ion negative dan menerima elektron dari Na agar mencapai kestabilan)
Reaksi yang dapat dituliskan:
Na → Na⁺  + e               2  . 8
Cl +  e →  Cl^–               2.  8. 8
Rumus Molekul:
Na⁺  + Cl^–   → NaCl(Hasil akhir adalah terbentuknya senyawa NaCl yangstabil)

2. Atom Ca berikatan dengan atom S

Konfigurasi elektronnya adalah sebagai berikut:
20Ca → 2  8 8 2  ( Ca akan membentuk ion positif dan memberi elektron kepada S agar mencapai kestabilan).
16S →    2 8 6      ( S akan membentuk ion negatif dan menerima elektron dari Ca agar mencapai kestabilan).
Reaksi yang dapat dituliskan:
Ca → Ca²⁺  + 2e      2  . 8.  8
S + 2e →  S^2-          2.   8. 8
Rumus Molekul:
Ca²⁺+ S^2- → CaS    (Hasil akhir adalah terbentuknya senyawa CaS yang stabil)

Jenis-jenis Ikatan Kovalen

Penulisan suatu ikatan kovalen didasarkan pada rumus Lewisdan rumus bangun/struktur molekul. Rumus lewis (rumus elektron)adalah rumus yang menggambarkan bagaimana keadaan elektron-elektron valensi atom-atom saling berpapasan dan saling berikatan secara kovalen. Sedangkan rumus bangun (struktur molekul)adalah rumus yang menggambarkan bagaimana cara ikatan kovalen yang digunakan atom-atom.
Dalam membentuk suatu ikatan, ikatan kovalen mempunyai simbol-simbol seperti di bawah ini:

1. Garis satu (-) melambangkan ikatan kovalen biasa
2. Garis dua (=) atau tiga (≡)melambangkan ikatan kovalen rangkap
3. Tanda panah (→) melambangkan ikatan kovalen koordinat.

1. Ikatan Kovalen Biasa

Ikatan Kovalen biasa adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya adalah satu pasang. Contoh:

2. Ikatan Kovalen Rangkap

Ikatan Kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang jumlah pemakaian elektron bersamanya lebih dari satu pasang. Contoh:

3. Ikatan Kovalen Koordinat

Ikatan kovalen koordinat adalah ikatan kovalen yang pemakaian elektron bersamanya hanya berasal dari satu atom.  Contoh:

Perbedaan Ikatan Ion dan Kovalen

Selain perbedaan dari jenis-jenis ikatannya, ikatan ion dan kovalen juga memiliki perbedaan atas sifat fisika dan kimia. Perbedaan tersebut ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Suatu ikatan kovalen dapat dibedakan juga berdasarkan kepolaran ikatanatom-atom di dalam molekulnya yaitu ikatan kovalen polardan ikatan kovalen nonpolar. Kepolaran senyawaadalah tingkah laku suatu zat yang menyerupai medan magnet, yaitu terdapat kutub sementara yang disebut momen dipol.
Perbedaan kepolaran (polar dan nonpolar) didasarkan atas suatu nilai keelektronegatifan. Keelektronegatifan adalah kecenderungan suatu atom untuk bermuatan negatif atau untuk untuk menangkap elektron dari atom lain. Nilai-nilai keelektronegatifan suatu benda ditunjukkan menggunakan skala pauling. Harga skala pauling berkisar antara 0,7-4,0. Nilai skala pauling pada suatu atom ditunjukkan pada gambar di bawah.


Berdasarkan keelektronegatifannya, ikatan kovalen polaradalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang berbeda di mana nilai keelektronegatifan pasti juga berbeda sehingga menghasilkan dipol, contoh: HCl, HBr, HI, H2O. Sedangkan ikatan kovalen nonpolaradalah ikatan yang dibentuk oleh dua unsur yang sama di mana nilai keelektronegatifannya pasti sama. Contoh: H2, Cl2, O2, N2,
Harga keelektronegatifan untuk unsur logam nilainya kecil sedangkan unsur nonlogam adalah besar. Berdasarkan harga keelektronegatifan kedua atom yang berikatan dapat ditentukan jenis ikatannya. Jika nilai selisih kedua atom yang berikatan:

1. Lebih kecil dari 0,5 termasuk ikatan kovalen nonpolar.
2. Lebih besar dari 2 termasuk ikatan ion.
3. Antara 0,5-2 termasuk ikatan kovalen polar.