Ikatan Ion

Suatu atom yang konfigurasi elektronnya tidak sama dengan konfigurasi atom gas mulia maka atom tersebut dikatakan tidak stabil dan atom ini cenderung untuk menstabilkan diri. Suatu atom akan dapat mencapai stabil bila atom tersebut melepas electron membentuk ion positif atau menangkap elektron membentuk ion negatif sampai konfigurasi elektronnya mirip dengan konfigurasi atom gas mulia.

Ketika ion positif bertemu dengan ion negatif maka akan terjadi gaya tari menarik (gaya elektrostatik) diantara kedua ion tersebut, karena muatannya yang berlawanan sehingga membentuk suatu ikatan yang dinamakan ikatan ion. Ion positif dan ion negatif dapat terbentuk karena ada serah terima elektron antar atom. Atom yang menyerahkan(melepaskan) elektronnya akan membentuk ion positif, sedangkan atom yang menyerap elektron akan membentuk ion negatif.

“Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi karena gaya tarik menarik antara ion positif dengan ion negatif setelah terjadi serah terima electron”

Proses terbentuknya ikatan ion

Contoh senyawa NaCl.

 ₁₁Na =  2    8    1   (cenderung melepaskan 1 elektron dikulit terluarnya sehingga

                            Konfigurasi elektron menjadi = 2  8 )

   Na                  Na⁺    +  1 e^-

                    ( 2   8 )

Natrium memiliki satu elektron tunggal dikulit terluar, untuk mencapai konfigurasi atom gas mulia (2 8) maka atom natrium akan cenderung melepaskan satu elektron terluarnya itu supaya konfigurasinya stabil dan membentuk ion postitif (+1)

   ₁₇Cl = 2    8    7   (cenderung menyerap 1 elektron dikulit terluarnya sehingga

                            Konfigurasi elektron menjadi = 2  8  8 )

   ₁₇Cl    +   1 e^-                  Cl^-

                                   ( 2   8   8 )

atom Cl memiliki 7 elektron dikulit terluarnya. Untuk mencapai konfigurasi atom gas mulia (2 8 8), maka atom Cl cenderung menyerap satu elektron supaya stabil dan membentuk ion negatif ( -1).

Ketika atom Na memberikan elektronnya kepada atom Cl sehingga Na menjadi ion Na⁺ dan Cl menjadi ion Cl^-, maka ada gaya tarik menarik (gaya elektrostatik) yang terjadi dikedua atom tersebut sehingga terjadilah ikatan ion yang membentuk senyawa NaCl.

Gambar proses terbentuknya ikatan ion dalam NaCl

Proses diatas dapat kita tulis dengan persamaan reaksi kimia :

Na          Na⁺  +  e^-

Cl  +  e-          Cl^-

Na + Cl          Na⁺ + Cl^-         NaCl (senyawa ion)

Contoh yang lainnya misalnya Al₂O₃.

 ₁₃Al : 2  8  3

  ₈O  : 2  6

Al akan stabil dengan melepas 3 elektron terluarnya membentuk ion Al³⁺ dan

O akan stabil dengan menyerap 2 elektron membentuk ion O^2-.

Al  Al³⁺ + 3e

O + 2e  O^2-

Menyamakan jumlah elektron yang dilepas dan diterima.

Al  Al³⁺ + 3e      x 2

O + 2e  O^2-        x 3

2Al  2Al³⁺ + 6e

3O + 6e  3O^2-

2Al  + 3O   2Al³⁺ + 3O^2-  Al₂O₃

Rumus kimia senyawa ion yang terbentuk jika atom Golongan IA, IIA, dan IIIA berikatan ion dengan atom golongan VA, VIA dan VIIA.

Faktor yang mepengaruhi terbentuknya senyawa ion

Apakah dua unsur (yang satu cenderung melepaskan electron dan yang lain cenderung menerima electron) jika saling berdekatan atau bersentuhan akan membentuk senyawa ion?

Jawabannya adalah belum tentu. Hal ini bergantung pada tingkat energy sebelum dan sesudah rekasi. Dua buah ion yang berlawanan muatan dapat membentuk senyawa dengan ikatan ion apabila mencapai suatu energi yang dinamakan energi kisi.

Energi ksi (U) adalah energi yang terlibat dalam pembentukan 1 mol senyawa ion dari ion ionnya dalam keadaan gas.

Menurut Harber – Born, kita dapat melihat hubungan antara energi kisi dengan energi lainnya pada saat pemebntukan senyawa ion, yaitu dengan menggunakan siklus yang disebut dengan Lingkaran Harber – Born. Dari siklus ini nantinya kita bisa menghitung energi kisi pembentukan suatu senyawa.

Contoh : Pembentukan senyawa NaCl

Lingkaran Born – Harber

Berdasarkan siklus diatas dapat kita lihat bahwa untuk membentuk senyawa NaCl ada dua cara. Pertama adalah dari reaksi Na(s) + Cl2(g) yang melibatkan energi yang disebut kalor pembentukan. Cara kedua adalah reaksi ion Na⁺(aq) + Cl^-(aq) yang melibatkan energi yang disebut dengan energi kisi.

Karena ion Na⁺ dan Cl^- tidak terdapat bebas dialam, maka ada perubahan untuk menghasilkan kedua ion ini yaitu untuk menghasilkan ion Na⁺(aq) dari Cl^-(aq) diperlukan dua perubahan yaitu sublimasi (S) dan ionisasi (I). Sedangkan untuk menghasilkan Cl^- (aq) dari Cl2(g) diperlukan juga dua perubahan yaitu disosiasi (D) dan afinitas elektron (A).

Berikut energi-energi yang terlibat dalam pembentukan senyawa ion NaCl berdasarkan siklus Born – Harber:

1.  Kalor pembentukan (∆H) adalah energi yang menyertai pembentukan 1 mol senyawa langsung dari unsur-unsurnya.

    Na(s) + ½ Cl2(g)  NaCl(s)

2.  Kalor sublimasi (S) adalah energi yang menyertai perubahan 1 mol padatan menjadi gas.

    Na(s)  Na(g)

3.  Energi ionisasi (I) adalah energy yang menyertai pengionan 1 mol unsur dalam keadaan gas.

Na(g)  Na+(g) + e

4.  Energi disosiasi (D) adalah energy yan menyertai penguraian 1 mol molekul menjadi atom atomnya dalam keadaan gas.

Cl2(g)  2Cl(g)

5.  Afinitas electron (A) adalah ebergi yang menyertai masuknya sebuah elektron ke dalam atom dalam keadaan gas.

Cl(g) + e  Cl-(g)

Berdasarkan hukum Hess, maka kita dapat membuat hubungan keenam energi yang terlibat dalam pembentukan senyawa ion NaCl berdasarkan Siklus Harber – Born yaitu : 

     ∆H = S + I + ½ D + A + U

Contoh soal dan pembahasan :

1.    Buatlah siklus Born – Harber dan tentukanlah kalor pembentukan dari senyawa LiF, jika diketahui :

-     Kalor penguapan Li(s)   = + 155 kJ/mol

-     Kalor disosiasi F2(g)     = + 158 kJ/mol

-     Energy kisi LiF (s)        = - 1.016 kJ/mol

-     Kalor ionisasi Li(s)        = + 520 kJ/mol

-     Afinitas electron F(g)    = - 328 kJ/mol

Jawab :    

Langkah pertama adalah mebuat reaksi pembentukan 1 mol LiF(s) langsung dari unsur unsurnya yaitu Li(s) dan F2(g).

Li(s) + 1/2F2(g)  LiF(s)

Langkah selanjutnya adalah membuat proses penguapan, disosiasi, ionisasi, afinitas electron dan energy kisi dari masing masing zar yang terlibat.

Lingkaran Born – Harber

     

       ∆Hf  = S + I + 1/2D + A + U

              = 155 + 520 + (1/2 x 158) – 328 – 1016

              = - 590 kJ/mol

2.     Hitunglah energy kisi CaCl₂ (dalam kJ/mol) bila diketahui :

-     Energi penguapan C(s)      = 192 kJ/mol

-     Energy ionisasi I Ca          = 389,5 kJ/mol

-     Energi ionisasi II Ca          = 1146 kJ/mol

-     Afinitas electron Cl           = - 348 kJ/mol

-     Energi ikat Cl – Cl             = 238 kJ/mol

-     Kalor pembentukan CaCl₂  = - 795 kJ/mol

Jawab :    

Ca merupakan atom golongan IIA yang akan stabil dengan melepas 2 buah electron. Oleh karena itu pada data ada dua energi ionisasi Ca untuk masing masing elektron yang dilepaskannya. 

Energi ikatan Cl–Cl sama dengan energi disosiasi untuk memutus ikatan pada molekul Cl2.

Siklus Born – Harber

∆H  = S + D + U + I1 + I2 + A

  U  = ∆H – (S + D + I1 + I2 + A)

                   = - 795 – ( 192 + 238 + 389,5 + 1146 – 348)

                   = - 795 – 1617,5

                   = - 2412,5 kJ/mol

Sifat Senyawa Ion

1.    Titik didih dan titik leleh

Daya tarik antara ion postif dan ion negative dalam senyawa ion cukup besar, sehingga sebuah ion akan dikelilingi oleh beberapa ion lainnya yang berbeda muatan. Hal ini mengakibatkan ikatan dalam senyawanya menjadi kuat sehingga titik didh dan titik leleh senyawa ion sangat tinggi

2.    Kelarutan

Pada umumnya senyawa ion larut dalam pelarut polar (seperti air dan ammonia), karena sebagian molekul pelarut menghadap kutub negatif ion dan sebagian lagi akan menghadap kutub posfitif ion sehingga ion ion ini akan terpisah.

3.    Hantaran listrik

Hantaran listrik terjadi bila medium yang mengandung partikel bermuatan dapat bergerak bebas. Senyawa ion dalam wujud padat tidak dapat menghantarkan arus listrik karen ion ionnya tidak dapat bergerak bebas. Sementara dalam bentuk lelehan atau larutan, senyawa ion adalah konduktor yang sangat baik. Umumnya senyawa ion digolongkan ke dalam larutan elektrolit kuat.

4.    Kekerasan.

Karena kuatnya ikatan antara ion positif dengan ion negatif dalam senyawa ion, mengakibatkan senyawa ion pada suhu kamar berwujud padat dan berbentuk kristal. Permuakaan kristal ini tidak mudah bergeser atau tergore karena ikatan yang kuat tadi.

Tweet