Jaringan Ikatan kovalen

Satu jenis ikatan antarpartikel yang sangat kuat adalah jaringan ikatan kovalen yang dapat membentuk struktur kovalen raksasa. Zat dengan ikatan seperti itu mempunyai titik leleh dan titik didih yang sangat tinggi. Contohnya grafit, intan, dan pasir.

1. Intan dan grafit

Dalam intan, setiap atom terikat secara kovalen pada 4 atom karbon lainnya dalam suatu struktur tetrahedron. Dalam grafit, setiap atom terikat secara kovalen pada 3 atom karbon lainnya dalam suatu struktur berbentuk heksagonal yang berlapis-lapis. Intan mempunyai titik leleh 3.550 ⁰C dan titik didih 4.827 ⁰C. grafit mempunyai titik leleh 3.652-3.697 ⁰C (menyublim) dan titik didih 4.200 ⁰C

2. Silika (SiO₂)

Struktur silika menyerupai intan, di mana setiap atom silika terikat secara kovalen pada 4 atom oksigen, dan setiap atom oksigen terikat kepada 2 atom silikon. Silika juga mempunyai titik leleh dan titik didih yang luar biasa tinggi (berturut-turut 1.410 ⁰C dan 2.355 ⁰C)

Hibridisasi

Bentuk molekul dapat diramalkan dengan teori domain elektron. Namun demikian, teori tersebut tidak menjelaskan bagaimana suatu molekul dapat memperoleh bentuknya. Sebagai contoh, teori domain elektron meramalkan molekul metana (CH₄) berbentuk tetrahedron dengan 4 ikatan C-H yang ekivalen. Fakta percobaan juga sesuai dengan ramalan tersebut. Akan tetapi, mengapa molekul CH₄ berbentuk tetrahedron...?

Pada tingkat dasar, atom karbon (no atom = 6) mempunyai konfigurasi elektron sebagai berikut.

1s² 2s² 2p², dengan konfigurasi elektron seperti itu, atom karbon hanya dapat membentuk 2 ikatan kovalen. Oleh karena karbon membentuk 4 ikatan kovalen, dapat dianggap bahwa 1 elektron dari orbital 2s dipromosikan ke orbital 2p sehingga karbon mempunyai 4 elektron tunggal.

Namun demikian ke 4 elektron tersebut tidaklah ekivalen, satu pada orbital 2s dan tiga pada orbital pada 2p, sehingga tidak dapat menjelaskan mengapa karbon dalam CH₄ dapat membentuk 4 ikatan kovalen yang ekivalen. Untuk menjelaskan hal ini, maka dikatakan bahwa ketika atom karbon membentuk ikatan kovalen dengan atom hidrogen, orbital 2s dan ketiga orbital 2p mengalami pembastaran (hibridisasi) membentuk 4 orbital yang setingkat. Ortbital hibridanya (hasil pembastaran) ditandai dengan sp³.

Berbagai Macam Tipe Hibridisasi:

Orbital Asal	Orbital Hibrida	Bentuk Orbital Hibrida
s,p	sp	linear
s,p,p	sp2	segitiga sama sisi
s,p,p,p	sp3	tetrahedron
s,p,p,p,d,	sp3d	bipiramida trigonal
s,p,p,p,d,d	sp3d2	oktahedron

Molekul Polar dan Non Polar

Salah satu pengaruh bentuk molekul terhadap sifat zat adalah pada kepolaran molekul. Molekul dikatakan bersifat nonpolar jika distribusi rapatan elektron dalam molekul tersebar secara merata. Sebaliknya, molekul dikatakan bersifat polar jika distribusi rapatan elektron tidak merata, sehingga ada sisi molekul yang distribusi rapatan elektronnya lebih besar, sementara sisi lainnya lebih rendah. Sisi yang rapatan elektronnya lebih besar menjadi lebih negatif, sedangkan sisi lainnya menjadi lebih positif. Dengan kata lain, molekul polar menpunyai dwikutub karena pusat muatan atau pol positif terpisah dari muatan atau pol negatif. Suatu molekul akan bersifat polar jika memenuhi dua syarat berikut.
a. Ikatan dalam molekul besifat polar. Secara umum, ikatan antaratom yang berbeda dapat dianggap polar.
b. Bentuk melekul tidak semetris, sehingga pusat muatan positif tidak berimpit dengan pusat muatan negatif

Contoh :
NH₃ ikatan N-H dalam molekul NH₃ bersifat polar, dengan atom nitrogen bermuatan negatif (keelektronegatifan nitrogen lebih besar daripada hidrogen).
CH₄ ikatan C-H bersifat polar. Akan tetapi, karena bentuk molekul CH₄ simetris (tetrahedron), pusat muatan positif berimpit dengan muatan negatif. Jadi, molekul CH₄ bersifat polar

Ikatan Hidrogen

Kalau menurut besarnya Mr, diantara senyawa HF, HCl, HBr, dan HI senyawa mana yang paling tinggi titik didihnya, bagaimana urutannya ? Memang seharusnya HI mempunyai titik didih yang paling tinggi dan urutan kenaikan titik didih berdasarkan Mr adalah HI>HBr>HCl>HF. Tetapi ternyata tidak demikian. Pada kenyataannya urutan titik didihnya adalah: HF>HI>HBr>HCl.
Begitu juga pada H₂O yang seharusnya mempunyai titik didih lebih kecil dibanding H₂S, H₂Se dan H₂Te, ternyata H₂O mempunyai titik didih paling tinggi. Begitu juga dengan NH₃ dibanding PH₃, AsH₃ dan SbH₃. Apa yang terjadi dengan HF, H₂O dan NH₃..? Pada HF, H₂O dan NH₃ terdapat ikatan Hidrogen.
Ikatan Hidrogen adalah ikatan yang terbentuk antara molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung ikatan Hidrogen. Kutub positif pada kedudukan H berikatan dengan kutub negatif pada kedudukan atom yang keelektronegatifannya besar, seperti atom flour, oksigen dan nitrogen. Pada molekul HF ujung molekul pada atom H lebih bermuatan positif dan ujung molekul pada atom F lebih bermuatan negatif. Jadi antara atom H pada molekul pertama dengan atom F pada molekul berikutnya terjadi gaya tarik menarik yang cukup kuat, yang disebut dengan ikatan hidrogen.

Gaya Van der Waals

Antar molekul yang mempunyai perbedaan keelektronegatifan yang sangat kecil terdapat gaya tarik menarik walaupun sangat lemah. Gaya tarik menarik itu dinamakan gaya van der waals. Karena gaya ini sangat lemah maka zat yang mempunyai ikatan van der waals akan mempunyai titik didih yang sangat rendah. Meskipun demikian gaya van der waals bersifat permanen dan lebih kuat dari gaya london. Contoh gaya van der waals terdapat pada senyawa hidrokarbon. Misalnya pada senyawa CH₄. Perbedaan keelektronegatifan C (2,5) dengan H (2,1) sangat kecil, yaitu sebesar 0,4.

Senyawa-senyawa yang mempunyai ikatan van der waals akan mempunyai titik didih sangat rendah, tetapi dengan bertambahnya Mr Ikatan akan makin kuat sehingga titik didih lebih tinggi. Contohnya, titik didih C₄H₁₀>C₃H₈>C₂H₆>CH₄. Contoh lainnya terdapat pada Br₂ dan I₂. Br₂ berwujud cair tetapi mudah menguap dan I₂ berwujud gas tetapi mudah menyublim. Hal ini disebabkan karena ikatan antara molekul Br₂ dan I₂ adalah ikatan van der waals.

Gaya London

Pernahkah mendengar neon mencair..? mengapa gas neon bisa dicairkan..? pada suhu yang sangat rendah dan tekanan yang sangat tinggi, atom-atom neon akan seling berdekatan sehingga kestabilan elektronnya akan terganggu. Hal ini mengakibatkan dalam atom neon terbentuk dua kutub (dipol) antara molekul yang sama. Kemudian antara dipol mengadakan ikatan, sehingga gas neon berubah menjadi neon cair karena adanya gaya tarik antar molekul.
Hal yang sama terjadi juga pada gas mulia lainnya dan pada molekul diatomik atau pada molekul yang mempunyai perbedaan keelektronegatifan nol. Dipol ini bersifat sementara, karena elektron selalu bergerak dalam orbital sehingga pada saat berikutnya dipol itu hilang. Dipol ini disebut dipol sesaat.
Dipol sesaat dikemukakan oleh seorang ahli dari jerman bernama F. London. Oleh karena itu, gaya yang ditimbulkan oleh ikatan dipol sesaat disebut dengan gaya london. Ikatan dipol sesaat sangat lemah, tetapi ikatannya akan bertambah kuat dengan bertambahnya elektron. sehingga titik didih makin tinggi. Mudah tidaknya suatu molekul membentuk dipol sesaat dinamakan Polarisabilitas.

Menyelidiki kadar cuka makan

Berbagai merek cuka makan tersedia di pasar, rata-rata mencantumkan kadar 25% pada lebelnya. Jika anda diminta merancang dan menjalankan satu percobaan untuk menyelidiki kebenaran label tersebut. Anda diminta untuk menentukan langkah kerja, bahan-bahan serta alat yang digunakan, jangan lupa menentukan jenis indikator yang harus digunakan. Tunjukkan rancangan percobaan yang anda buat sebelum menjalankannya.
Perlu anda perhatikan bahwa dalam titrasi digunakan larutan yang relatif encer, misalnya 0,1 M. Sementara itu, cuka makan jauh lebih pekat. Jadi, jika anda mengencerkannya maka akan memerlukan NaOH yang terlalu banyak. Hal ini, selain tidak praktis, juga tidak mempunyai ketelitian yang baik, perkirakan derajat pengenceran yang diperlukan sehingga volum cuka dan volum NaOH kira-kira setara.