Monday, March 25, 2013

Contoh, Sifat, dan Pembentukan Ikatan Ion, Contoh Soal, Senyawa dan Unsur Kimia, Kunci Jawaban

Contoh, Sifat, dan Pembentukan Ikatan Ion, Contoh Soal, Senyawa dan Unsur Kimia, Kunci Jawaban - Anda tentu tidak asing lagi dengan garam dapur. Hampir setiap masakan yang Anda makan pasti mengandung garam dapur. Senyawa kimia yang memiliki rumus kimia NaCl ini berwujud padat, namun mudah rapuh. Garam dapur juga memiliki titik didih yang sangat tinggi. Tahukah Anda, mengapa garam dapur memiliki sifat seperti itu? Sifat dari suatu senyawa kimia termasuk garam dapur dipengaruhi oleh jenis ikatan kimia dan struktur senyawa tersebut.

Bagaimanakah cara unsur penyusun garam dapur berikatan? Bagaimana struktur senyawa garam dapur? Selidikilah oleh Anda dengan melakukan kegiatan berikut.

Percobaan Kimia Sederhana :

Proses Pembentukan Ikatan Ion

Tujuan :

Menyelidiki proses terjadinya ikatan ion

Alat dan Bahan :

Tabel periodik unsur-unsur kimia

Langkah Kerja :
  1. Tuliskanlah konfigurasi elektron unsur-unsur yang menyusun garam dapur.
  2. Gambarkanlah struktur elektronnya.
Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.
  1. Berapakah jumlah elektron dan proton atom Na?
  2. Berapakah jumlah elektron dan proton atom Cl?
  3. Apakah yang akan terjadi jika atom Na melepaskan elektron?
  4. Apakah yang akan terjadi jika atom Cl menerima elektron?
  5. Bagaimana cara atom Na dan Cl berikatan?
  6. Bagaimana struktur senyawa NaCl?
Diskusikanlah hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.

Bagaimana hasil penyelidikan Anda mengenai proses pembentukan ikatan ion? Untuk lebih memahaminya, pelajarilah penjelasan berikut.

1. Pengertian Ikatan Ion

Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk sebagai akibat adanya gaya tarik-menarik antara ion positif dan ion negatif. Ion positif terbentuk karena unsur logam melepaskan elektronnya, sedangkan ion negatif terbentuk karena unsur nonlogam menerima elektron. Ikatan ion terjadi karena adanya serah terima elektron. [1]

Atom-atom membentuk ikatan ion karena masing-masing atom ingin mencapai keseimbangan/kestabilan seperti struktur elektron gas mulia. Ikatan ion terbentuk antara:

a. ion positif dengan ion negatif,
b. atom-atom berenergi potensial ionisasi kecil dengan atom-atom berafinitas elektron besar (Atom-atom unsur golongan IA, IIA dengan atom-atom unsur golongan VIA, VIIA),
c. atom-atom dengan keelektronegatifan kecil dengan atom-atom yang mempunyai keelektronegatifan besar. [1]

Sifat-sifat senyawa ion sebagai berikut.

a. Dalam bentuk padatan tidak menghantar listrik karena partikel-partikel ionnya terikat kuat pada kisi, sehingga tidak ada elektron yang bebas bergerak.
b. Leburan dan larutannya menghantarkan listrik.
c. Umumnya berupa zat padat kristal yang permukaannya keras dan sukar digores.
d. Titik leleh dan titik didihnya tinggi.
e. Larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut nonpolar. [1]

2. Atom Na dan Cl Berikatan dengan Cara Serah Terima Elektron

Atom Na memiliki konfigurasi elektron 2 8 1 sehingga elektron valensinya 1. Adapun konfigurasi elektron atom Cl adalah 2 8 7 sehingga elektron valensinya adalah 7. Dalam keadaan netral, atom Na dan Cl memiliki jumlah elektron dan proton yang sama banyak. Atom Na memiliki 11 proton dan 11 elektron, sedangkan atom Cl memiliki 17 proton dan 17 elektron.

Pada keadaan ini, atom Na dan Cl tidak stabil. Berdasarkan kaidah oktet, untuk mencapai kestabilannya, atom Na harus melepaskan 1 elektron, sedangkan atom Cl membutuhkan 1 elektron. Apakah yang terjadi jika atom Na melepaskan elektron dan atom Cl menerima 1 elektron?

Atom Na akan bermuatan positif karena jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron. Adapun atom Cl akan bermuatan negatif karena jumlah proton lebih sedikit daripada jumlah elektron. Dengan demikian, atom Na dan Cl dapat mencapai kestabilannya dengan cara serah terima elektron. Atom Na menyerahkan 1 elektron kepada atom Cl sehingga atom Cl menerima 1 elektron dari atom Na.
Atom Na menyerahkan 1 elektron kepada atom Cl sehingga atom Cl menerima 1 elektron dari atom Na.

Karena berbeda muatan, ion Na+ dan ion Cl akan saling tarik-menarik. Interaksi yang dinamakan interaksi elektrostatik ini berlangsung secara terusmenerus. Ikatan kimia yang terbentuk dengan cara serah terima elektron, seperti pembentukan NaCl, dinamakan ikatan ion. Senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion disebut senyawa ion.

Catatan Kimia :

Ikatan ion adalah ikatan elektrostatik antara kation dan anion yang menyatukan ion-ion menjadi senyawa ionik. Contohnya ikatan pada senyawa NaCl.

Menurut Anda, adakah senyawa lain selain NaCl yang proses pembentukan senyawanya melalui ikatan ion? Pelajarilah contoh soal berikut.

Contoh Soal 1 :

Bagaimana proses pembentukan ikatan ion pada senyawa-senyawa berikut.

a. CaCl2
b. MgO

Kunci Jawaban :

a. Konfigurasi elektron atom Ca: 2 8 8 2
Konfigurasi elektron atom Cl: 2 8 7

Untuk mencapai kestabilannya, atom Ca harus melepaskan 2 elektron, sedangkan atom Cl membutuhkan 1 elektron. Jadi, atom Ca memberikan masing-masing 1 elektron kepada 2 atom Cl sehingga 1 atom Ca mengikat 2 atom Cl. Setelah melepaskan 2 elektron, atom Ca menjadi ion Ca2+. Adapun atom Cl menjadi ion Cl setelah menerima 1 elektron. Senyawa yang terbentuk adalah CaCl2.
atom Cl menjadi ion Cl– setelah menerima 1 elektron.



b. Konfigurasi atom Mg: 2 8 2
Konfigurasi atom O: 2 6

Untuk mencapai kestabilannya, atom Mg harus melepaskan 2 elektron, sedangkan atom O membutuhkan 2 elektron. Jadi, atom Mg memberikan 2 elektron kepada atom O sehingga 1 atom Mg mengikat 1 atom O. Setelah melepaskan 1 elektron, atom Mg menjadi ion Mg2+ . Adapun atom O menjadi ion O2–, senyawa yang terbentuk adalah MgO.

Contoh Soal 2 :

Unsur Mg, C, N, O dan S berturut-turut memiliki nomor atom: 12, 6, 7, 8, dan 16. Pasangan unsur yang memiliki ikatan ionik adalah ....

A. C dan S
B. Mg dan O
C. N dan O
D. C dan O
E. C dan N

Kunci Jawaban :

Ikatan ionik adalah ikatan antara unsur logam dan non logam. Ikatan ion terjadi antara unsur yang melepas elektron dan unsur yang menerima elektron. Unsur logam: Mg Unsur non logam: C, N, O, S Jadi, yang mungkin terjadi ikatan ion adalah (B) Mg dan O.

3. Senyawa Ion Memiliki Struktur Ion Raksasa (Lattice)

Garam dapur (NaCl) merupakan senyawa ionik yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Petani garam memperoleh kristal NaCl secara tradisional yaitu dengan cara menguapkan air laut dengan bantuan sinar matahari.

Jutaan atau bahkan miliaran ion Na+ dan ion Cl- dalam garam saling tarik-menarik sehingga membentuk struktur ion raksasa. Bagian kecil dari struktur ion raksasa NaCl dapat diamati pada gambar berikut.
struktur ion raksasa NaCl
Jika Anda mengamati gambar tersebut secara teliti, Anda akan melihat bahwa setiap ion Na+ dapat mengikat 6 ion Cl-. Begitu pula dengan ion Cl- yang dapat mengikat 6 ion Na+.
Lattice NaCl
Contoh Soal 3 :

Nomor atom unsur A, B, C, D, dan E berturut-turut 6, 8, 9, 16, dan 19. Pasangan unsur yang dapat membentuk ikatan ion adalah pasangan antara unsur ….

A. A dan C
B. C dan E
C. B dan D
D. C dan D
E. A dan B

Kunci Jawaban :

Ikatan ion terbentuk antara atom logam dan nonlogam. Sifat atom logam dan nonlogam ditentukan oleh elektron valensi.

Atom
Nomor Atom
Konfigurasi Elektron
Elektron Valensi
Sifat Atom
A
6
2 4
4
Nonlogam
B
8
2 6
6
Nonlogam
C
9
2 7
7
Nonlogam
D
16
2 8 6
6
Nonlogam
E
19
2 8 8 1
1
Logam

Jadi, pasangan yang dapat membentuk ikatan ion adalah (B) C dan E.

3. NaCl Memiliki Titik Didih yang Sangat Tinggi dan Mudah Rapuh

Na+ dan Cl- memiliki interaksi elektrostatik yang sangat kuat sehingga untuk memutuskan ikatan tersebut diperlukan energi yang cukup tinggi. Itulah sebabnya senyawa NaCl memiliki titik didih yang sangat tinggi, yaitu 1.465 °C.

Selain titik didih yang sangat tinggi, NaCl juga memiliki sifat mudah rapuh. Mengapa demikian? Struktur NaCl tersusun atas beberapa lapisan. Bayangkanlah apa yang akan terjadi jika lapisan bagian atas kristal NaCl diberikan dorongan.

Lapisan bagian atas akan bergeser sehingga ion-ion pada lapisan atas dan lapisan di bawahnya yang bermuatan sama akan saling berhadapan. Anda tentu telah mengetahui bahwa ion-ion yang bermuatan sama akan tolak-menolak. Dengan demikian, ikatan akan terlepas sehingga tidak heran jika garam dapur mudah rapuh. Ujilah kerapuhan garam dapur yang masih berbentuk balok.

4. Contoh Ikatan Ion Lainnya :

a . Ikatan ion pada 19K dan 8O dalam K2O [1]

Konfigurasi elektron:

K : 2, 8, 8, 1 (melepas 1 elektron) membentuk K+
O : 2, 6 (menerima 2 elektron) membentuk O2–

2K+ + O2– → K2O

b. Ikatan ion pada Fe (elektron valensi 3) dengan Cl (elektron valensi 7) membentuk FeCl3 [1]

Fe mempunyai elektron valensi 3 akan membentuk Fe3+
Cl mempunyai elektron valensi 7 akan membentuk Cl

Fe3+ + 3Cl → FeCl3

c. Ikatan ion antara Ca dan F [2]

Konfigurasi elektron:

Ca : 2, 7 (melepas 2 elektron) membentuk Ca2+ (2, 8)
F : 2, 7 (menerima 1 elektron) membentuk F + 1e- (2, 8) (Catatan : Supaya persamaan reaksinya setimbang maka F ada 2 sehingga menjadi 2F, masing-masing menerima 1 elektron dari Ca)

Sehingga persamaan reaksinya menjadi :

Ca2+ + 2F → CaF2
Perpindahan elektron dari Ca ke F
Perpindahan elektron dari Ca ke F.
d. Ikatan ion antara Li dan O [2]

Konfigurasi elektron:

Li : 2, 1 (melepas 1 elektron) membentuk Li+ (2)
O : 2, 6 (menerima 2 elektron) membentuk O + 2e- (2, 8)

Sehingga persamaan reaksinya menjadi :

2Li+ + O2– → Li2O
Perpindahan elektron dari Li ke O
Perpindahan elektron dari Li ke O.
5. Ikatan ion antara Li dan O [2]

Konfigurasi elektron:

Al : 2, 8, 3 (melepas 3 elektron) membentuk Al3+ (2, 8)
F : 2, 7 (menerima 1 elektron) membentuk F + 1e- (2, 8) (Catatan : Supaya persamaan reaksinya setimbang maka F ada 3 sehingga menjadi 3F, masing-masing menerima 1 elektron dari Al)

Sehingga persamaan reaksinya menjadi :

Al3+ + 3F → AlF3

Perpindahan elektron dari Al ke F
Perpindahan elektron dari Al ke F.
Tokoh Kimia :
Linus Carl Pauling (1901–1994)
Linus Carl Pauling
Linus Carl Pauling. [3]
Linus Carl Pauling (1901– 1994) adalah kimiawan terkenal abad ke-20. Dia juga merupakan satu-satunya penerima dua hadiah Nobel untuk dua kategori yang berbeda, yaitu Nobel Kimia pada 1954 dan Nobel Perdamaian pada 1962. Sejak kecil Pauling sudah gemar membaca berbagai buku. Pauling juga mengunjungi laboratorium kimia milik Lloyd Jeffress. Pada saat SMA dia melanjutkan bereksperimen di bidang kimia menggunakan bahan dan perlengkapan yang dia pinjam dari pabrik baja di tempat dia bekerja. Karyanya di bidang kimia yang sangat dikagumi adalah hasil penelitiannya tentang sifat-sifat ikatan kimia yang tertuang dalam bukunya yang terkenal The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry. (Sumber: Chem-is-try.org)

Anda sekarang sudah mengetahui Ikatan Ion. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Praktis Belajar Kimia, Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p 210.

Referensi Lainnya :

[1] Setyawati, A. A. Kimia : Mengkaji Fenomena Alam Untuk Kelas X SMA/MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 186.

[2] Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.

[3]  http://en.wikipedia.org/wiki/Linus_Pauling

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.