Khaerun Nisai

BAB I
IKATAN METALIK


Model Ikatan
Diantara teori ikatan metalik yang ada, paling sederhana adalah model lautan electron. Dalam moel ini, setiap electron valensi mampu bergerak bebas di dalam tumpukan bangun logam, dan oleh karena itu dipai istilah lautan electron, dan bahkan meninggalkannya sehingga menghasilakan ion positif. Electron valensi inilah yang membawa dan menyampaikan arus listrik. Gerakan electron valensi ini juga memindahkan bahang dalam logam. Kelemahannya, model ikatan ini tidak menjelaskan sifat logam yang berkaitan dengan daya pantul yang tinggi.
Teori Orbital Molekular
Teori orbital molecular mengandaikan bahwa apabila dua atom atau lebih bergabung membentuk suatu spesies, maka spesies ini tidak lagi memiliki sifat orbital atomic secara individual,melainkan membentuk orbital molecular ”baru”. Pendekatan sederhana menyarankan behwa hanya elektron-elektron dalam orbital atomic “luar” saja yang dianggap memmbentuk ikatan, sehingga electron ikatan ini berada dalam orbital molecular; sedangkan electron-elektron dalam orbital “dalam” masih tetep sebagaimana keadaannya dalam masing-masing atom secar individual.
Menurut pendekatan kombinasi lurus (linear combination), jumlah orbital molecular yang terbentuk sama dengan jumlah orbital atomic yang bergabung.apabila dua orbital atomic bergabung masing-masing menyediakan satu orbital atomic maka dihasilkan dua orbital molecular, satu merupakan kombinasi jumlahan yang menghasilkan orbital molecular ikat (bonding) dan satunya lagi merupakan kombinasi kurangan yang menghasilkan orbital molecular antiikat (antibonding). Terdapat perbedaan jumlah electron dalam orbital ikat dan orbital antiikat; numeric perbedaan ini dibagi dengan jumlah atom yang berikatan disebut derajat ikatan/ orde ikatan (bond order) yang dapat dipakai sebagai petunjuk kekuatan ikatan yang bersangkutan.
Orbital molekuler ikat yaitu orbital yang rapatan electron ikat terpusat mendekat pada daerah kedua inti atom sehingga menghasilkan situasi yang lebih stabil. Orbital molecular antiikat yaitu orbital yang rapatan electron ikat terpusat menjauh dari daerah kedua inti atom sehingga menghasilkan situasi yang kurang stabil.

Molekul H2 bersifat stabil, diagram energy secara mudah dapat digambarkan seperti di atas menghasilakan konfigurasi elektronik ( )2 dan dengan demikian mempunyai orde ikatan sebesar satu. Tetapi molekul “He2”, jika ada, tentu tidak stabil karena mempunyai konfigurasi ( )2 ( *)2 yang menghasilkan orde ikatan nol.
Sifat metalik ternyata masih dapat dipertahankan pada fase cair; pada fase ini adanya tumpang-tindih antar orbital yang menghasilkan sifat metalik seperti halnya pada fase padatnya masih dapat dipertahankan, tetapi menjadi lenyap pada fase gas. Jadi, titik didih suatu logam merupakan temperature terjadinya pemutusan atau pelenyapan ikatan-ikatan metalik, sehingga ia merupakan petunjuk kekuatan ikatan metalik yang bersangkutan. Contohnya natrium meleleh pada 98 °C tetapi baru mendidih pada 890 °C.
Struktur Metal dan Model Kemas Geometri
Struktur logam dipandang terbentuk oleh tataan atom-atom yang terkemas (packing) bersama dalam suatu kristal. Dalam suatu Kristal logam, atom-atom tertata dalam rangkaian terulang yang disebut kisi kristal. Pengemasan atom-atom logam merupakan problem geometri. Cara yang paling mudah yaitu menata bola-bola atom dalam bentuk satu lapis (layer)lalu menempatkan lapisan selanjutnya di atas lapisan terdahulu.
Ada dua macam tatanan bola-bola dalam lapisan yaitu pertama, bola tertata persis sebelah-menyeblah (side by side) satu sama lain; hasilnya, setiap disentuh oleh empat bola lain sehingga menyusun dua diagonal bujursangkar. Penataan yang kedua yaitu berdasarkan pembentukan lapisan heksagon. Dalam lapisan ini, tiap bola disentuh oleh enam bola yang lain, dan tataan demikian ini merupakan cara yang paling rapat (mampat), oleh sebab itu disebut kemas rapat.
Satuan Sel dan Perhitungan Geometri
Tatanan bola-bola paling sederhana yang apabila pada pengulangan diperoleh seluruh bangun Kristal disebut unit sel atau satuan sel. Satuan sel yang paling mudah dilihat byaitu kubus sederhana yang dibangun oleh delapan bola yang menempati kedelapan titik sudut kubus.
Jadi, tiap satuan sel berisi sejumlah tertentu atom-atom atau ion-ion. Kristal molecular intan misalnya, mengadopsi bangun utama fcc (face centered cube) ditambah 4 atom terikat secara tetrahedral di dalamnya (interior); oleh karena itu, setiap satuan sel intan terdapat: (8 x 1/8 atom)+(6 x 1/2 atom pusat muka)+ 4 atom interior = 8 atom.


BAB II
IKATAN IONIK

2.1. Pembentukan Ikatan Ionik
Senyawa ionic sederhana terbentuk hanya antara unsure-unsur metalik dan non metalik yang keduanya sangat aktif. Dua persyaratan penting yaitu, energy ionisasi untuk membentuk kation dan afinitas electron untuk membentuk anion harus lebih unggul (favourable) ditinjau dari pertimbangan energy.
Persyaratan untuk terjadinya ikatan ionic yaitu pertama, salah satu atom unsure harus mampu melepas satu atau dua electron (jarang tiga elektron) tanpa memerlukan banyak energy, dan kedua, atom unsure lain harus mampu menerima satu atau dua electron (jarang tiga elektron) tanpa memerlukan energy.
Dari model segitiga ikatan ini dapat dipahami banyaknya senyawa yang mempunyai karakter ionic dan kovalen secara serentak dengan derajat ionik-kovalen yang berbeda-beda.
2.2. Karakteristik Senyawa Ionik
Pada suhu kamar senyawa ionik berwujud padat dan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
Senyawa ionik cenderung mempunyai konduktivitas listrik sangat rendah seperti padatan, tetapi menghantar listrik sangat baik pada keadaan leburannya. Dalam keadaan padat, ion-ion diikat kuat dalam kisi, tidak mengalami migrasi atau perpindahan, dan juga tidak membawa arus listrik.
Senyawa ionik cenderung mempunyai titik leleh tinggi; ikatan ionik biasanya sangat kuat dan terarah ke segala arah. Ini bukan berarti bahwa ikatan ionik sangat lebih kuat daripada ikatan kovalen.
Senyawa ionik biasanya sangat keras tetapi rapuh. Kecenderungan kerapuhan merupakan akibat sifat alami ikatan ionik.
Senyawa ionik biasanya larut dalam pelarut polar dengan permitivitas (tetapan dielektrikum) tinggi.
2.3. Model Ionic dan Ukuran Ionik
Ikatan ionik secara sederhana adalah gaya atraksi (tarik-menarik) elektrostatik antara ion positif dengan ion negative. Pauling melukiskan bahwa kenaikan perubahan perbedaan elektronegativitas akan mengakibatkan kenaikan sifat ionik secara kontinu, perlahan.
Menurut model ionik murni, beberapa electron valensi telah berpindah dari atom berelektronegativitas rendah ke atom berelektronegativitas tinggi. Kenaikan jari-jari anion dapat dijelaskan bahwa, dengan penangkapan electron (tambahan) mengakibatkan mengecilnya muatan inti efektif, Zef, terhadap individu electron terluar; akibatnya, gaya tarik inti melemah sehingga ukuran anion menjadi lebih besar ketimbang atom induknya.
2.4. Kecenderungan pada Jari-Jari Ionic
Jari-jari kation semakin lebih menyusut untuk sederet spesies isoelektronik dalam satu periode dengan naiknya muatan ion. Sebagai contoh, 11Na+, 12Mg2+,dan 13Al3+, secara berurutan mempunyai jari-jari ionik 116, 86, dan 68 pm; ketiga-tiganya isoelektronik, mempunyai 10 elektron dengan konfigurasi elektronik 1s2 2s2 2p6. Sebaliknya, jari-jari anion menjadi lebih menyusut untuk sederet spesies isoelektronik dalam satu periode dengan menyusutnya muatan ion. Sebagai contoh, anion 7N3-, 8O2-, dan 9F-, secara berurutan mempunyai jari-jari ionik 132, 124, dan 117 pm. Ketiga spesies anionic ini adalah isoelektronik (10 elektron) dan dengan argumentasi yang sama seperti tersebut di atas dapat dijelaskan menyusutnya ukuran anion ini. Secara umum memang benar bahwa kation logam lebih kecil ukurannya ketimbang anion nonlogam.
Dalam golongan, ukuran atom semakin besar dengan naiknya nomor atom (dari atas ke bawah), demikian juga ukuran ionnya. Sebagai contoh, anion halogenida, F-, Cl-, Br-, dan I-.
Akhirnya diketahui bahwa ukuran ion tidak dapat diperoleh secara langsung, melainkan secara empiric, yaitu membandingkan hasil pengukuran lebih dari satu senyawa untuk atom-atom yang sama.
2.5. Kecenderungan pada Titik Leleh
Ikatan ionik adalah hasil dari gaya tarik-menarik satu ion dengan ion-ion lawan muatan disekelilingnya dalam kisi Kristal. Titik leleh yang tinggi bagi senyawa ionic menyarankan bahwa ikatan ionic tentulah sangat kuat. Semakin kecil ukuran ion berarti semakin terpusat muatannya sehingga makin kuat pula ikatan ioniknya, dan dengan demikain semakin tinggi titik lelehnya. Hal ini ditunjukkan oleh contoh sederet halide, KFF, KCl, KBr, dan KI, yang secara berurutan mempunyai titik leleh 857,772, 735, dan 685 °C.
Perbedaan titik leleh secara mencolok dapat terjadi oleh karena perbedaan muatan, yaitu semakin tinggi muatan semakin tinggi titik lelehnya.
2.6. Polarisasi dan Kovalensi
Distori (penyimpangan) dari bentuk ideal anion yaitu speris (bola) ini juga disebut sebagai polarisasi. Semakin besar sifat polarisasi anion semakin besar derajat ikatan kovalensinya. Aturan yang dikemukakan oleh Kasmir Fajans tentang polarisasi yaitu:
Kation yang ukurannya semakin kacil dan muatan positif semakin tinggi akan mempunyai daya mempolarisasi semakin kuat.
Anion dengan ukuran sem,akin besar dan muatan negative semakin basar akan semakin mudah terpolarisasi.
Kation yang mempunyai konfigurasi elektronik bukan konfigurasi elektronik gas molia mempunyai daya mempolarisasi lebih kuat
Salah satu cara yang paling mudah untuk membedakan sifat ionic dari sifat kovalen suatu spesies yaitu dengan membandingkan titik lelehnya; senyawa ionic(dan juga jaringan senyawa kovalen) cenderung mempunyai tiitk leleh tinggi, dan senyawa kovalen sederhana memepunyai titik leleh rendah. Sebagai contoh AlF3 dan AlI3, amsing-masing mempunyai titik leleh yang berbeda yaitu secara berurutan 1290 °C dan 190 °C.
2.7. Cacat dan Poin Cacat
Banyak sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimiawi suatu padatan bergantung pada hadirnya cacat-cacat dalam padatan yang bersangkutan
Kristal-kristal sempurna bersifat samngat kuat sedangkan hamper sebagian besar padatan mengandung cacat yang cukup untuk menyebabkan padatan ini menjadi mudah dipengaruhi oleh gaya-gaya mekanik. Juga reaksi kimia dalamkeadaan padatan memerlukan gerakan atom-atom atau ion-ion yang bersangkutan . jadi, struktur cacat sangat berperan dalam menentukan sifat–sifat suatu semikonduktor.
Ada tiga jenis poin cacat yang dapat terjadi yaitu:
Kekosongan, yaitu adanya bagian kisi yang tidak terisi atau tidak dihuni.
Interstitital (selit), yaitu adanya atom atao ion dalam ruangan atau celah diantara bagian-bagian kisi, dan
Pengotoran (impurity), yaitu adanya ion atau aotm asing di dalam bagian kisi regular atau bagian selit.
Dalam Kristal ionic sifat kenetralan muatan listrik harus dipertahankan, dan dalam banyak hal oleh pencapaian keseimbangan antara cacat-cacat yang bermuatan positif dan negative. Contohnya, dalam titanium oksida, 15% bagian dari tiap tipeterdapat kekosongan.
2.8. Jarak Antarnuklir
Jarak antarnuklir suatu atom baik dalam molekul maupuin antarmolekul memiliki keterkaitan dengan jari-jari ikatan, -nonikatan, -ionik, -kovalen, -metalik, dan jari-jari Van der Waals.
Perlu didingat, bahwa nilai jari-jari ionic tidaklah tetap dari lingkungan tetangga yang satu ke yang lain. Sebagai contoh, ion Cs+ mempunyai jari-jari ionic sebesar 181 pm hanya ketika ia dikelilingi oleh 6 anion tetangga, dan dengan delapan anion tetangga seperti CsCl, Cs+ mempunyai jari-jari ionic sedikit lebih besar, 188 pm. Untuk ion-ion berukuran besar, perbedaan ini bukanlah merupakan factor yang utama, tetapi untuk ion-ion berukuran kecil perbedaannya sangat signifikan.