Postingan ketujuh - Faktor Penentu Ikatan dan Unsur (I)

Ikatan dan Unsur kimia ditentukan oleh dua faktor, yakni faktor geometri dan faktor elektronik. Berikut penjelasannya :

1.      Faktor Geometri

Pada faktor geometri, ikatan dan unsur dapat ditentukan oleh jari-jari atom dan ion, entalpi kisi, tetapan madelung, struktur kristal logam, kristal ionik, aturan jari-jari, dan variasi ungkapan struktur padatan.

a.      Jari-jari atom dan ion

Jari-jari atom adalah setengah jarak antara atom sejenis yang terikat dalam ikatan tunggal (Ramadani, 2016). Dalam pengelompokannya, jari-jari atom dan ion dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu :

·         Jari-jari logam, adalah konsep jari-jari atom yang dapat diukur pada unsur-unsur logam saja. Oleh sebab itu dinamakan jari-jari logam. Jari-jari logam merupakan setengah jarak dari jarak internuklir terdekat atom-atom dalam kristal logam.

·         Jari-jari kovalen, merupakan pengukuran jari-jari dalam sebuah ikatan kovalen, biasanya atom yang memiliki jari-jari kovalen berasal dari unsur non logam. Jari-jari kovalen ditentukan dengan membandingkan jarak antara dua inti atom yang berikatan (Seran, 2010).

·         Jari-jari ionic, yakni jari-jari yang diperinci untuk senyawa-senyawa ionic saja dan yang dihitung pada pengklasifikasian jari-jari ionic ialah jari-jari ionnya, bukan jari-jari atomnya.

b.      Entalpi Kisi

Entalpi kisi dapat dihitung melalui sebuah siklus yang dinamakan siklus Born-Haber. Siklus Born-Haber menampilkan secara grafik proses pembentukan senyawa ionik dari unsur-unsurnya (Kilo, 2017). Untuk mengetahui nilai entalpi kisi sebuah senyawa siklus ini menggambarkannya dalam sebuah diagram perubahan entalpi. Didalam diagram, terdapat tanda panah yang mengarah keatas dan kebawah. Panah yang mengarah keatas berarti menampakkan entalpi yang bernilai positif dan panah yang mengarah kebawah menampilkan entalpi yang bernilai negative.

Contoh sederhana bagaimana siklus born-haber dapat menentukan entalpi kisi suatu senyawa dapat kita amati pada penentuan entalpi kisi natrium klorida berikut ini :

c.       Tetapan Madelung

Tetapan madelung sangat berkaitan dengan entalpi kisi. Interaksi total antara semua ion-ion yang terdapat dalam suatu kisi kristal dinyatakan dengan tetapan madelung (Sari, 2016). Tujuan utama dari tetapan madelung atau kerap disebut konstanta madelung sendiri adalah untuk menentukan potensial elektrostatik ion tunggal dengan kristal dengan cara memperkirakan ion dengan muatan titik.

d.      Struktur Kristal Logam

Unsur-unsur logam sebagian besarnya terbentuk menjadi tiga struktur logam. Yakni FCC (Face Centered Cubic), CCP (Cubic Close Packed), dan HCP (Hexagonal Close Packed).

·         Atom-atom kalsium, aluminium, tembaga, timbal, nickel, emas dan platina membentuk suatu struktur kristal dengan sebuah atom ditiap-tiap pojok kubus dan satu ditengah disetiap sisi kubus. Jika besi berada diatas temperatur kritis, maka susunan atomnya berbentuk FCC dan namakan besi gamma atau austenite

·         Struktur HCP banyak ditemukan pada kebanyakan logam seperti berilium, seng, kobalt, titanium, magnesium, dan cadmium. Karena jarak dari struktur lattice, baris-baris atom tidak dapat bergerak dengan mudah, sehingga logam ini memiliki plastisitas dan keuletan yang lebih rendah dari struktur kubik.

·         Dalam pengemasan CCP, ruang yang terisi cukup efisien yakni sekitar 74%. Mirip dengan pengepakan terdekat heksagonal, lapisan bola kedua ditempatkan pada setengah dari depresi lapisan pertama. Lapisan ketiga benar-benar berbeda dari dua lapisan pertama dan ditumpuk dalam depresi lapisan kedua, sehingga menutupi semua lubang oktahedral. Bola-bola di lapisan ketiga tidak sejalan dengan yang ada di lapisan A, dan struktur tidak mengulangi sampai lapisan keempat ditambahkan. Lapisan keempat sama dengan lapisan pertama, jadi susunan lapisannya adalah "a-b-c-a-b-c." (Krishna & Verma, 1981)

e.       Kristal Ionik

Struktur kristal ionic tersusun dari kation dan anion yang terikat melalui gaya elektrostatis. Struktur ini dipengaruhi oleh muatan relative dan ukuran relative ion-ion yang bersangkutan. Jika digambarkan dalam susunan tiga dimensi, maka dapat dilihat ion ion  yang berlawanan muatan terletak berselingan, terkemas rapat mengadakan kontak maksimum dengan ion-ion berlawanan muatan dan mengusahakan tolkan minimum antara ion-ion yang sama muatannya. Pada struktur ini, mulanya anion-anion akan membentuk kemasan rapat sedangkan kation yang berukuran lebih kecil akan menyesuaikan ukurannya pada rongga yang ada

f.        Aturan Jari-jari

Aturan jari-jari maksudnya bagaimana kita menentukan jari-jari sebuah ikatan atau senyawa. Pertama-tama yang harus kita lihat adalah bentuk kristalnya. Pada struktur, anion akan bersusun membentuk polihedra disekitar kation. Jari-jari dapat kita tentukan sesuai dengan nilai separuh sisi polyhedral.

g.       Variasi Ungkapan Struktur Padatan

Banyak padatan anorganik memiliki struktur 3-dimensi yang rumit.  Ilustrasi yang berbeda dari senyawa yang sama akan membantu kita memahami struktur tersebut.  Dalam hal senyawa anorganik yang rumit, menggambarkan ikatan antar atom, seperti yang digunakan dalam senyawa organik biasanya menyebabkan kebingungan.  Anion dalam kebanyakan oksida, sulfida atau halida logam membentuk tetrahedral atau oktahedral di sekeliling kation logam.  Walaupun tidak terdapat ikatan antar anion, strukturnya akan disederhanakan bila struktur diilustrasikan dengan polihedra anion yang menggunakan bersama sudut, sisi atau muka.  Dalam ilustrasi semacam ini,atom logam biasanya diabaikan.
Seperti telah disebutkan struktur ionik dapat dianggap sebagai susunan terjejal anion.  Gambar 2.12 dan 2-13 mengilustrasikan ketiga representasi ini untuk fosfor pentoksida molekular P2O5 (= P4O10) dan molibdenum pentakhlorida MoCl5 (= Mo2Cl10).  Representasi polihedra jauh lebih mudah dipahami untuk struktur molekul besar atau padatan yang dibentuk oleh tak hingga banyaknya atom.   Namun, representasi garis ikatan juga cocok untuk senyawa molekular (Mulyono, 2011).

References

Anonim. (n.d.). Wikipedia. Retrieved from Wikipedia ensiklopedia bebas.

Kilo, A. L. (2017, may 3). Akram La Kilo. Retrieved from Siklus Born Haber: http://dosen.ung.ac.id

Krishna, P., & Verma, A. (1981). Closed Packed Structures. International Union of Crystallography.

Mulyono. (2011, October). Sersan Mulyono. Retrieved from Variasi ungkapan struktur padatan: http://sersan-mulyono.blogspot.com

Ramadani. (2016). STRUKTUR ATOM DAN PERKEMBANGAN TEORI ATOM. Jurnal Ilmu Pendidikan, 8.

Sari, A. P. (2016, June). Chemical Education. Retrieved from Ikatan Ionik: http://anggunpurnamasr.blogspot.com

Seran, E. (2010, Oktober 10). chemistry for peace not for war. Retrieved from sistem periodik unsur: https://wanibesak.wordpress.com