IKATAN
ATOMIK DALAM KRISTAL
1.
Gaya
interaksi dan klasifikasinya dalam zat padat
Ditinjau
secara kualitatif tentang gaya yang bekerja antara atom-atom dan molekul dalam
zat padat, secara umum dapat disimpulkan ada dua macam gaya yang harus ada,
untuk menjaga keadaan (keutuhan) zat padat. Pertama harus adanya gaya tarik
menarik antara atom-atom dan molekul-molekul dalam zat padat yang menjaga
supaya atom-atom itu terikat bersama. Gaya tarik ini sebagai pengikat
atom-atom, sehingga tidak lepas satu sama lainnya. Jika tidak ada gaya pengikat
ini, atom-atom akan bebas satu sama lainnya sehingga tidak terdapat kristal
dari zat tersebut.
Kedua
adalah gaya tolak, gaya ini bekerja sedemikian rupa sehingga atom-atom dalam
kristal membentuk pola-pola bangunan tertentu. Pola-pola bangunan ini nanti
akan membentuk unit-unit tertentu. Dari unit-unit ini membentuk struktur
kristal, dengan kata lain gaya tolak berfungsi sebagai penjaga supaya struktur
kristal tidak rubuh atau hancur. Hal ini
sama fungsinya sebagai tonggak-tongak yang menyanggah bangunan sehingga
bangunan tersebut tidak runtuh. Adanya gaya tolak ini juga yang menyebabkan
diperlukan gaya yang besar untuk memampatkan (memperkecil) volume zat padat.
Zat
padat merupakan struktur yang stabil, kristal NaCl lebih stabil daripada
tumpukan atom-atom Na dan Cl yang bebas. Begitu juga kristal Ge lebih stabil
dari pada tumpukan atom-atom yang bebas. Hal ini memperlihatkan atom-atom Ge
mengadakan tarikan atu sama lain bila dia berdekatan, dengan kata lain adanya
gaya tarik menarik yang mengakibatkan utuhnya ikatan atom-atom. Gaya tarik
inilah yang merupakan salah satu gaya yang bertanggung jawab dalam pembentukan
kristal. Karena adanya gaya tarik menarik antara atom-atom maka energi kristal
lebih kecil dari energi masing-masing atom-atom bebas, kekurangan enegi ini
sama dengan energi yang diperlukan untuk membebaskan atom-atom dalam kristal
menjadi atom-atom bebas.
Berbagai
ilustrasi sederhana diambil sepasang atom A dan B yang ikatannya stabil tanpa
mengkaji asal gaya antara dua atom, marilah dianggap bahwa energi potensial
atom B disebabkan kekuatan atom A yang diberikan oleh persamaan.
(1)
Dimana
r adalah jarak antara inti atom, 
adalah konstanta-konstanta yang harganya
tergantung kepada atom-atom yang membentk molekul A B, dan disebut konstanta
karekteristik molekul. Suku pertama dari energi 
bertanda negatif, ini merupakan energi yang
dihasilkan oleh gaya tarik. Dan suku kedua 
ini, merupakan energi yang ditimbulkan oleh
gaya tolak. Gaya antara dua tom merupakan fungsi dari jarak (r) yang
ditunjukkan oleh persamaan.
(2)
Dan dengan
mensubsitusikan persamaan (1) kedalam persamaan (2), maka diperoleh :
(3)
Sistem
dalam keadaan setimbang energi minimum (Emin) dan
jarak antar atom disimbolkan dengan r0 energi minimun disimbolkan
pula E(r0 ) dan harganya negatif. Energi dissosiasi adalah energi
yang diperlukan (diberikan) untuk memisahkan molekul menjadi atom-atom
pembentuknya. Disimbolkan dengan D dan harganya positif.
(4)
Dissosiasi dapat
terjadi pada suhu tinggi atau sebagai hasil dari proses dimana dalam proses
molekul menyerap energi. Energi dissosiasi mempunyai harga beberapa elektron
volt (ev).
Dalam
keadaan setimbang energi E(r0 ) dan harganya tidak nol, sedangkan
jumlah gaya sama dengan nol (
pada kondisi setimbang ini persamaan (3),
dapat dituliskan menjadi
Atau
(5)
Dengan
mensubsitusikan persamaan (5) kedalam persamaan (1), maka didapatkan energi
dalam keadaan setimbang.
(6)
Meskipun
gaya tarik dan gaya tolak sama dalam keadaan seimbang, namun energi tarik dan
energi tolak tidak nol selama 
. Pada kenyataan 
, energi ikat total
pada dasarnya ditentukan oleh energi dan gaya tarik
.
Salah
satu aspek dapat dilihat dalam gambar,suatu harga minimum energi dalam grafik
pada gambar hanya mungnkin jika m’> n. Dengan demikian susunan dalam ikatan
kima mempersyaratkan bahwa gaya tolak lebih pendek jangkauannya dari gaya
tarik. Hal ini dapat dibuktikan dengan memberikan kondisi .
(7)
Jika E(r
) mempunyai harga minimum pada r0 akan memberikan :
(8a)
Dan dengan
mensubsitusikan persamaan (5), kedalam persamaan (8a) maka diperoleh :
(8b)
Meskipun
energi yang didapatkan secara umum, kurang tepat dari persamaan (1), pernyataan
diatas dapat membuktikan beberapa kesimpulan secara kualitatif yang dapat
dikembangkan dalam zat padat.
Gaya
yang bekerja antara atom-atom dalam zat padat, adalah gaya elektrostatis alami.
Gaya ini pada dasarnya ditentukan oleh susunan elektron terluar atom-atom dalam
ruang. Sifat-sifat fisik zat padat pada dasarnya ditentukan oleh distribusi
elektron terluarnya.
2.
Bentuk-bentuk
ikatan atomik dalam kristal
Adanya
gaya tarik antara atom-atom, menimbulkan ikatan dalam kristal. Dalam bahasa
kimianya dapat dikatakan gaya ini membentuk ikatan antara atom-atom dalam zat
padat, dan gaya ini yang bertanggung jawab untuk menstabilkan. Ada beberapa
benuk ikatan, tergantung pada asal mula dan hakekat fisik gaya yang menimbulkan
ikatan. Pada umumnya bentuk ikatan secara garis besar sebagai berikut yaitu :
a. Ikatan ionik
Ikatan ionik terbentuk dari ion positif
dan negatif yaitu kation (+) dan anion (-), Hal ini sesuai dengan Hukum
Coulomb. Ikatan ionik dihasilkan dari gaya elektrostatik dari muatan ion yang
berbeda, sehingga gaya yang timbul dalam ikatannya sangat kuat yang salah satu
sifat dari ikatan ionik ini adalah membentuk padatan atau kristal. Sehingga
dapat dikatakan bahwa kristal ionik dibentuk dari ion-ion yang berikatan secara
ionik.Salah
satu masalah yang utama dalam zat padat, adalah menghitung energi ikat kristal.
Grup yang sederhana dari kristal adalah kristal ionik, perhitungan enrgi
kohesifnya dilakukan oleh born dan madelung pada tahun 1910.
Asumsi
dasar teori energi kohesif kristal ionok, adalah zat padatnya dapat
dipertimbangkan sebagai suatu sistem yang terdiri dari ion-ion muatan positif
dan negatif. Contohnya dalam Natrium Clorida, dianggap unit ini adalah ion 11Na+,
dengan susunan elektron pada kulitnya adalah 1s2, 2s2, 2p6
dan ion 17Cl- dengan susunan elektronnya 1s2,
2s2, 2p6, 3s2, 3p2 setelah satu
elektron atom Na pindah ke atom Cl yaitu 3s1 dari Na ke 3p5,
sehingga menjadi 3p6 pada Cl.
Kalau
kita selidiki gaya yang bekerja antara pasangan ion Na+ dan ion Cl-
adalah gaya elektrostatis Coulomb, yang saling tarik menarik karena muatannya
berlawanan. Gaya inilah yang bertanggung jawab penyebab ikatan NaCl, dalam
kristal. Untuk memahami asal gaya tolak pada jangkauan jarak pendek memang agak
sulit. Anggap ion-ion ada NaCl sangat dekat satu sama lainnya, gaya tolak mulai
bekerja pada jarak yang dekat ini.
Suatu
gambaram kualitatif asal gaya tolak, dapat dijelaskan sebagai berikut. Jika ion
Na+ dan ion Cl- cukup dekat, sehingga orbit elektronnya
berdempetan satu sama lainnya dalam kristal, maka elektron-elektron mulai
mengadakan gaya tolak karena sifat gaya elektristatik coulomb. Dengan bertambah
dekatnya ion-ion maka bertambah besar gaya tolaknya, ini merupakan kuantitas
yang cocok dengan dalam daerah 
.
Sumber
lain yang memberikan sumbangan terhadap gaya tolak ini adalah “prinsip larangan
pauli”. Semakin dekat ion-ion satu sama lainya, maka orbit elektronnya mulai
berdempet dengan kata lain beberapa elektron berusaha menduduki orbit yang
sudah ditempati elektron lain. Tetapi kejadian seperti ini tidak boleh menurut prinsip larangan pauli,
sebab kedua ion Na+ dan ion Cl-
berisi penuh elektron pada sub sel yang paling luar. Untuk mencegah pelanggaran
prinsip larangan pauli ini, maka energi potensial sistem bertambah besar dengan
cepat kembali, ini cocok pada daerah .
Ikatan
ionik sangat kuat jika dibandingkan dengan ikatan logam (metal), energi ikat pasangan
atom-atom kira-kira 5 eV. Kekuatan ini mencirikan kuatnya gaya coulomb yang
mengikatnya, kekuatan ikatan ini dicirikan oleh tingginya titik lebur kristal
ionik. Contohnya adalah titik lebur kristal NaCl yaitu 801
sedangkan titik lebur Na sebagai metal hanya
97,8.
Sifat
kristal ionik adalah :
1. Keras dan stabil
2. Merupakan konduktor
yang buruk, karena tidak ada elektron bebas
3. Suhu penguapannya
tinggi sekitar 1000 sampai 2000 K
4. Tidak tembus cahaya
5. Mudah larut dalam
cairan polar (air)
6. Menyerap radiasi
infra merah
1)
Anggapan-anggapan
dasar teori born
Teori
born mengenai energi ikat kisi didasarkan bahwa kristal yang dibicarakan,
adalah disusun dari ion–ion positif dan negatif. Bila dianggap muatan tersebar
berbentuk bola simetris, maka energi antara ion hanya tergantung kepada jarak
antaranya dan tidak tergantung kepada arahnya. Sebagai contoh diambil NaCl,
kita katakan jarak ion yang terdekat r (jarak pada satu saat). Sebuah atom Na+
yang kita tinjau dikelilingi oleh 6 ion Cl- pada jarak r, 12 ion Na+
pada jarak 
, 8 ion Cl-pada
jarak 
, 6 ion Na+ pada jarak 
, 24 ion Cl- pada jarak 
dan seterusnya. Energi coulomb dari ion Na
ini, dalam medan ion-ion lainnya adalah:
(9)
Dimana
q adalah muatan tiap ion (exvalensi). Dari persamaan (9) kelihatan energi
coulomb berkurang secara lambat dengan bertambahnya jarak(r), maka diambil sama
atau disekitar ion Na+ tadi sampai jauh. Jelas kelihatan oleh kita
bahwa koefisien dari
Merupakan
bilangan murni, yang hanya ditentukan oleh strutur kristal. Harga batas dari
koefisien untuk beberapa kristal sudah dihitung oleh madelung, ewald dan evyen.
Untuk struktur NaCl besarnya 
sehingga persamaan (9) menjadi :
(10)
Bilangan
tetap A disebut dengan tetapan madelung.
Untuk
kristal-kristal lainnya yang tersusun dari ion positif dan negatif yang
mempunyai valensi sama, tetapan Madelungnya adalah :
Cesium
Clorida (CsCl) yaitu 
Zinc
blende (ZuS) yaitu 
Wurtzite
(ZnS) yaitu 
Perlu
diingat bahwa q dalam persamaan (10) secara umum mewakili muatan elektron kali
dengan valensi ion-ion yang membentuk kristal (energi elektron x valensi yaitu 
).
Tanda
minus (-) dalam persamaan (2) menunjukkan energi total dari semua ion-ion
disekeliling ion Na yang ditinjau, yang ditimbulkan oleh gaya coulomb yang
merupakan gaya tarik. Untuk menjaga kisi supaya jangan amruk, harus ada gaya
tolak antara ion-ion. Gaya tolak kelihatan dengan nyata bila sel-sel elektron
ion saling tindih (berdempetan), dan bertambah dengan cepat dengan berkurangnya
jarakantara ion-ion. Gaya-gaya ini seperti
gaya bertindihan lainnya dibicarakan mekanika kuantum, karena tidak
dalam skop klasik.
Born
memulai pekerjaan dengan memberikan anggapan yang sederhana bahwa energi tolak
antara dua ion, merupakan fungsi jarak yang dapat dirumuskan dalam bentuk 
. Dimana B dan m
merupakan tetapan yang belum diketahui, dan merupakan karakteristik ion-ion
kristal yang tertentu.
Kembali
ditinjau suatu ion Na+, energi tolak yang ditimbulkan ion-ion
disekitarnya adalah
(11)
Mengingat
dari kenyataan (hasil eksperimen), bahwa kekuatan gaya tolak bergantung kepada
jarak antara ion-ion. Energi tolak dalam persamaan (11), sebagian besar
disumbangkan oleh ion-ion yang paling dekat dengannya.
Energi
total ion Na+ disebabkan oleh adanya ion-ion disekitarnya,
didapatkan dengan menjumlahkan persamaan (10) dan (11) hasilnya diperoleh
sebagai berikut:
(12)
Untuk
N pasangan ion positif dengan ion negatif, energi totalnya adalah
(13)
Pengalian
dengan N, bukan dengan 2N disebabkan energi antara tiap-tiap pasangan ion dalam
kristal cukup dihitung satu kali (karena energi bersama). Kedua sumbangan
energi ini pada 
skemanya dapat dilihat pada gambar. Pada
keadaan kristal dalam suhu 0 mutlak (T=0), dalam keadaan setimbang 
adalah jarak paling dekat antara ion pada suhu
T=0, energi E mencapai minimum. Pada keadaan minimum ini.
=0 (14)
Dengan
menurunkan persamaan (13) terhadap r pada r=
, dan kemudian disesuaikan dengan persamaan (14)
maka diperoleh.
(15)
Harga
B dalam persamaan (15) dimasukkan kedalam persamaan (13), sehingga diperoleh
energi kisi yaitu :
(16)
Dimana
jarak antara atom dapat dihitung dari difraksi sinar X pada kristal, muatan
per-ion (valensi x e=q) diketahui dan energi kisi dapat dihitung bila bilangan
pangkal m diketahui. Tetapan m dapat dihitung, antara lain dengan
kompresibilitas 
.
2) Menghitung harga m dari data kompresibilitas
Born
mendapatkan harga m dari pengukuran-pengukuran kompresibilitas kristal sebagai
berikut. Kompresibilitas 
pada suhu nol mutlak
T=0, diberikan oleh persamaan.
(17)
Dimana
V0 adalah volume kristal pada waktu dalam keadaan setimbang pada 
harga volume V berhubungan dengan r, hubungan
antara volume dengan jarak antara ion-ion dalam bentuk persamaan.
(18a)
Dimana
c adalah tetapan kisi, ditentukan oleh bentuk kisi (atom per kisi), misalnya
untuk NaCl mempunyai harga c = 2.
(18b)
dan
(19)
Dari persamaan (3-13)
dan
Untuk keadaan setimbang 
maka,
Sehingga
Pada keadaan setimbang 
maka ,
(20)
Dengan mengetahui harga 
maka harga 
dapat dicari.
Berikut contoh kristal ionik :
b. Ikatan kovalen
Ikatan kimia yang mengikat karbon
ketika membentuk senyawa organik disebut "ikatan kovalen". Dalam
bahasan lainnya, ikatan kovalen diartikan sebagai ikatan antara dua atom dengan
pemakaian bersama sepasang elektron atau lebih. Ikatan kovalen terjadi karena
kecenderungan atom-atom untuk mencapai konfigurasi elektron atom gas mulia
(bilangan oktet). Ikatan
kovalen terjadi ketika dua atom berbagi elektronnya. Elektron-elektron sebuah
atom menempati lapisan orbit spesifik yang mengelilingi inti atom. Orbit yang
terdekat dengan nukleus dapat ditempati tidak lebih dari dua elektron. Pada
orbit berikutnya elektron terbanyak adalah delapan elektron. Pada orbit ketiga,
dapat mencapai delapan belas. Jumlah elektron semakin meningkat dengan
penambahan orbit. Lalu, sebuah aspek yang menarik dari skema tersebut adalah
atom "ingin" melengkapi jumlah elektron dalam orbit. Ikatan kovalen
merupakan hasil dari kecenderungan atom untuk melengkapi elektron pada
orbitnya.
Dua atau lebih atom dapat mengisi
kekurangan dalam orbitnya dengan saling berbagi elektron. Sebuah contoh yang
bagus adalah molekul air (H2O), yang unsur pembentuknya (dua atom hidrogen dan
satu atom oksigen) membentuk ikatan kovalen. Dalam senyawa ini, oksigen
melengkapi jumlah elektron pada orbit kedua menjadi delapan dengan berbagi dua
elektron (masing-masing satu elektron) dari orbit dua buah atom hidrogen;
dengan cara yang sama, setiap atom hidrogen "meminjam" satu elektron
dari atom oksigen untuk melengkapi kulitnya sendiri. Karbon sangat piawai dalam
membentuk ikatan kovalen dengan atom lain (termasuk atom karbon) yang
memungkinkan terbentuknya sejumlah besar senyawa. Salah satu contoh dari
senyawa ini yang paling sederhana adalah metana: gas biasa yang dibentuk dari
ikatan kovalen empat atom hidrogen dan satu atom karbon.
Hanya dengan enam elektron, orbit
terluar karbon kekurangan empat elektron untuk menggenapkan menjadi delapan,
tidak seperti oksigen yang kekurangan dua, dan karena inilah, empat atom
hidrogen diperlukan untuk melengkapinya. Telah disebutkan bahwa karbon memiliki
beragam kemampuan dalam membentuk ikatan dengan atom lain dan kemampuan inilah
yang menghasilkan beragam senyawa. Kelompok senyawa yang dibentuk secara
eksklusif dari karbon dan hidrogen disebut "hidrokarbon".
Kristal kovalen
Atom-atom kristal kovalen
diselenggarakan bersama dalam jaringan tiga dimensi oleh ikatan kovalen saja.
Grafit dan intan, alotrop karbon, adalah contoh yang baik. Karena ikatan
kovalen yang kuat dalam tiga dimensi, berlian memiliki kekerasan tertentu dan
titik leleh tinggi. Quartz (SiO2) adalah contoh lain dari kristal kovalen.
Distribusi dari atom silikon dalam kuarsa mirip dengan karbon dalam berlian,
tetapi dalam kuarsa atom oksigen antara setiap pasangan atom Si.
Contoh
kristal kovalen :
c. Ikatan logam
Dalam
interaksi antar atom logam, ikatan kimia dibentuk oleh gaya tarik
menarik-menarik elektron oleh inti (nucleus) yang berbeda. Asalnya elektron
milik satu atom yang ditarik oleh inti atom tetangganya yang bermuatan +, dan
Elektron
ini disharing dengan gaya tarik yang sama oleh inti lain yang mengitarinya.
Akibat jumlah elektron valensi yang rendah dan terdapat jumlah ruang kososng
yang besar, maka e- memiliki banyak tempat untuk berpindah. Keadaan demikian
menyebabkan e- dapat berpindah secara bebas antar kationkation tersebut.
Elektron ini disebut “delocalized electron” dan ikatannya juga disebut “delocalized
bonding”. Elektron bebas dalam orbit ini bertindak sebagai perekat atau
lem. Kation yang tinggal berdekatan satu sama lain saling tarik menarik dengan
elektron sebagai semennya.
Pada
umumnya unsur dalam sistem periodik adalah logam, atom logam dapat berikatan
sambung menyambung kesegala arah sehingga dapat menjadi molekul yang besar,
akibatnya ikatanya kuat dan menjadikan logam berbentuk padat.
d. Ikatan van der waals – london
Ikatan Van Der Waals biasanya terjadi pada golongan gas
mulia VIII A yaitu Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Untuk bentuk-bentuk gas atom mulia, jika
suhunya diturunkan maka perilakunya berubah dari gas menjadi padatan yang
memiliki ikatan yang disebabkan oleh momen dipol magnet. Dipol listrik yang
terjadi pada atom akan menginduksi atom-atom disekitarnya sehingga membentuk
dipol pula. Dipol-dipol listrik ini akan melakukan gaya tarik satu sama
lainnya, dan terjadilah ikatan dan membentuk kristal.
1) Gaya tolak
Jika dua buah atom secara bersama
saling tumpang tindih sehingga mengubah energi elektrostatik sistem. Pada
bagian yang sempit, energi yang tumpang tindih ini adalah repulsif, sedang pada
bagian yang lebar mengakibatkan prinsip larangan Pauli. Pernyataan yang
mendasari prinsip ini adalah dua buah elektron tidak boleh mempunyai
seperangkat bilangan kuantum yang sama. Ketika distribusi muatan dari dua buah
atom saling tumpang tindih, sehingga terjadi kecenderungan untuk elektron pada
atom B untuk menempati bagian daerah dari atom A yang telah di tempati
sebelumnya oleh elektron dari atom A dan begitu pula sebaliknya.
Energi potensial gaya tolak dinyatakan
dalam bentuk 
dengan B adalah
bilangan konstanta positif yang digunakan secara bersama dengan potensial yang
disebabkan oleh gaya tarik. Biasanya energi potensial dua atom yang berjarak R
ditulis sebagai berikut :
(21)
Dimana
dan 
adalah parameter
baru, dan rumus diatas dikenal sebagai potensial Lennard Jones.
2) Konstanta keseimbangan kisi
Jika
energi kristal atom gas mulia diabaikan, energi kohesif kristal gas mulia
didapatkan dari penjumlahan potensial lennard jones yang mencakup semua
pasangan atom-atom dalam kristal. Jika ada N atom dalam kristal, maka energi
potensial totalnya adalah :
(22)
Dimana 
adalah jarak antara acuan i dengan atom lain
yang dinyatakan dalam bentuk jarak yang paling dekat 
faktor 
timbul karena untuk menghindari perhitungan
dua kali untuk tiap-tiap pasangan.
3) Energi kohesif
Bentuk persamaan energi
kohesif kristal gas mulia pada suhu nol mutlak dan tekanan nol sebagai berikut
:
(23)
Dan pada maka:
(24)
e. Ikatan hidrogen
Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik
antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas
yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan
hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam
makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara
dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul
keseluruhan yang penting. Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki
atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron).
Karena hidrogen hanya mempunyai satu
elektron, maka hidrogen akan membentuk
sebuah ikatan kovalen hanya dengan satu atom lainnya. Hal itu telah
diketahui, sekalipun kondisi dari atom hidrogen yang belum pasti diikat dengan
gaya yang cukup kuat oleh dua atom, dan itu merupakan pembentukan dari ikatan
hidrogen diantara atom-atom tersebut, dengan energi ikat 0,1 eV. Hal tersebut
dipastikan bahwa ikatan hidrogen memiliki karakter ion yang besar, keadaan
dibentuk hanya antara atom-atom yang paling elektronegatif, terutama F, O, dan
N.
Gambar di atas merupakan gambar dari
ion hidrogen difluorida 2 HF yang distabilkan oleh sebuah ikatan hidrogen.
Pada bentuk ikatan hidrogen yang kuat, atom hidrogen kehilangan elektronnya
karena diberikan kepada atom atau molekul lainnya yang mempunyai proton bebas
sehingga membentuk ikatan hidrogen.
Hidrogen dari molekul lain akan
berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen
dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol-1)
hingga tinggi (>155 kJ mol-1). Kekuatan ikatan hidrogen ini
dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul
tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang
terbentuk. Ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin
besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air
(H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya
jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang
seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (kardna paling tinggi perbedaan
elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam
florida. Ikatan ini merupakan gaya tarik menarik antara atom H dengan atom lain
yang mempunyai keelektronegatifan besar pada satu molekul dari senyawa yang
sama. Contoh:
·
molekul H2O
·
molekkul HF
Kristal Molekular
Dalam kristal molekular, titik-titik
kisi ditempati oleh molekul yang diselenggarakan bersama oleh van der Waals
kekuatan dan / atau ikatan hidrogen. Sulfur dioksida (SO2) padat adalah contoh
dari kristal molekul sebagai kristal I2, P4 dan S8. Dengan pengecualian es,
kristal molekul biasanya dikemas dalam berbagai bentuk dan ukuran. Karena gaya
van der Waals dan ikatan hidrogen lebih lemah daripada ikatan kovalen atau
ionik, kristal cenderung rapuh dan molekul paling meleleh pada suhu di bawah
100 ° C.
KESIMPULAN
Dari bermacam-macam ikatan dapat disimpulkan
sebagai berikut:
- Senyawa dengan ikatan kovalen
yang dominan, elektron dari ikatan berada pada atom yang membuat ikatan.
Diantara molekul yang berbeda ada ikatan yang lemah yang disebut “gaya
van der Waals”. Hal yang sama terjadi untuk senyawa dengan “ikatan
kovalen koordinat”. Molekul yang berbeda membentuk satuan-satuan yang
terpisah. Dalam molekul ini jarak
antar atom dalam molekul lebih kecil dari jarak antara atom dan molekul di
dekatnya.
- Senyawa dengan ikatan metalik
dan ionik yang dominan, ikatan itu dibuat oleh elektron-elektron yang
disharing. Dalam logam gaya tarik berasal dari “delocalised electron”,
sedang dalam senyawa ionik berasal dari gaya tarik menarik antara ion
positif dan negatif. Dalam senyawa ini, partikel-partikel bermuatan
diposisikan pada jarak yang sama satu dengan lainnya, sehingga tidak ada
kemungkinan untuk membedakan atau memisahkan molekul yang utuh (discrete).
Dalam logam, setiap atom biasanya diposisikan pada jarak yang sama dari 6,
8 atau 12 atom lainnya yang menunjukkan bahwa ikatan dengan seluruh
atom-atom yang berbeda ini memiliki kekuatan yang sama.
DAFTAR
PUSTAKA
Hufri,
Ibnu Suud, 2003, Struktur dan Ikatan Kristal, FMIPA UNP, 2003.
Catatan
Kuliah FI-441, 1999, Pendahuluan Fisika Zat Padat, Institut Teknologi
Bandung.
Suwitra,
nyoman, 1989, Pengantar Fisika Zat Padat, Jakarta.
Wiendartun, Diktat Fisika Zat Padat, FPMIPA UPI, Bandung.
