IKATAN KOVALEN: KARAKTERISTIK, SIFAT DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The ikatan kovalen adalah jenis ikatan antara atom yang membentuk molekul melalui pasangan berbagi elektron. Ikatan ini, yang mewakili keseimbangan yang cukup stabil antara setiap spesies, memungkinkan setiap atom mencapai stabilitas konfigurasi elektroniknya.

Ikatan ini terbentuk dalam versi tunggal, ganda atau rangkap tiga, dan memiliki karakter polar dan non-polar. Atom dapat menarik spesies lain, sehingga memungkinkan terbentuknya senyawa kimia. Penyatuan ini dapat terjadi oleh gaya yang berbeda, menghasilkan tarikan yang lemah atau kuat, karakter ionik atau pertukaran elektron.

Ikatan kovalen dianggap ikatan "kuat". Tidak seperti ikatan kuat lainnya (ikatan ionik), ikatan kovalen biasanya terjadi pada atom non-logam dan yang memiliki afinitas serupa untuk elektron (elektronegativitas serupa), membuat ikatan kovalen lemah dan membutuhkan lebih sedikit energi untuk putus.

Dalam jenis ikatan ini, yang disebut aturan Oktet biasanya diterapkan untuk memperkirakan jumlah atom yang akan dibagi: aturan ini menyatakan bahwa setiap atom dalam molekul membutuhkan 8 elektron valensi agar tetap stabil. Melalui berbagi, mereka harus kehilangan atau memperoleh elektron antar spesies.

karakteristik

Ikatan kovalen dipengaruhi oleh sifat elektronegatif dari setiap atom yang terlibat dalam interaksi pasangan elektron; Ketika Anda memiliki atom dengan elektronegativitas yang jauh lebih tinggi daripada atom lain di persimpangan, ikatan kovalen polar akan terbentuk.

Namun, jika kedua atom memiliki sifat elektronegatif yang serupa, ikatan kovalen nonpolar akan terbentuk. Hal ini terjadi karena elektron dari spesies yang paling elektronegatif akan lebih terikat pada atom ini daripada yang memiliki keelektronegatifan terkecil.

Perlu dicatat bahwa tidak ada ikatan kovalen yang sepenuhnya egaliter, kecuali jika dua atom yang terlibat identik (dan karenanya memiliki keelektronegatifan yang sama).

Jenis ikatan kovalen bergantung pada perbedaan keelektronegatifan antar spesies, di mana nilai antara 0 dan 0,4 menghasilkan ikatan non-polar, dan perbedaan 0,4 hingga 1,7 menghasilkan ikatan kutub ( Ikatan ion muncul dari 1,7).

Ikatan kovalen non-polar

Ikatan kovalen non-polar dihasilkan ketika elektron terbagi secara merata antar atom. Hal ini umumnya terjadi ketika dua atom memiliki afinitas elektronik yang serupa atau sama (spesies yang sama). Semakin mirip nilai afinitas elektron antara atom yang terlibat, semakin kuat gaya tarik yang dihasilkan.

Ini biasanya terjadi pada molekul gas, yang juga dikenal sebagai elemen diatomik. Ikatan kovalen non-polar bekerja dengan sifat yang sama seperti ikatan polar (atom dengan elektronegativitas yang lebih tinggi akan menarik lebih kuat elektron atau elektron dari atom lain).

Namun, dalam molekul diatomik elektronegativitas meniadakan karena sama, menghasilkan muatan nol.

Ikatan non-polar sangat penting dalam biologi: mereka membantu membentuk ikatan oksigen dan peptida yang terlihat pada rantai asam amino. Molekul dengan jumlah ikatan nonpolar yang tinggi biasanya bersifat hidrofobik.

Ikatan kovalen kutub

Ikatan kovalen polar terjadi ketika ada pembagian elektron yang tidak sama antara dua spesies yang terlibat dalam penyatuan. Dalam kasus ini, salah satu dari dua atom memiliki keelektronegatifan yang jauh lebih tinggi daripada yang lain, dan karena alasan ini akan menarik lebih banyak elektron dari persimpangan.

Molekul yang dihasilkan akan memiliki sisi yang sedikit positif (sisi dengan keelektronegatifan terendah), dan sisi yang sedikit negatif (dengan atom dengan keelektronegatifan tertinggi). Ini juga akan memiliki potensial elektrostatik, memberikan senyawa kemampuan untuk mengikat secara lemah ke senyawa polar lainnya.

Ikatan polar yang paling umum adalah ikatan hidrogen dengan atom yang lebih elektronegatif untuk membentuk senyawa seperti air (H ₂ O).

Properti

Dalam struktur ikatan kovalen, serangkaian properti diperhitungkan yang terlibat dalam studi ikatan ini dan membantu memahami fenomena berbagi elektron ini:

Aturan oktet

Aturan oktet dirumuskan oleh fisikawan dan kimiawan Amerika Gilbert Newton Lewis, meskipun ada ilmuwan yang mempelajarinya sebelum dia.

Aturan praktis yang mencerminkan pengamatan bahwa atom-atom dari unsur-unsur yang mewakili cenderung bergabung sedemikian rupa sehingga setiap atom mencapai delapan elektron di kulit valensinya, membuatnya memiliki konfigurasi elektronik yang mirip dengan gas mulia. Diagram atau struktur Lewis digunakan untuk merepresentasikan persimpangan ini.

Ada pengecualian untuk aturan ini, misalnya pada spesies dengan kulit valensi tidak lengkap (molekul dengan tujuh elektron seperti CH ₃ , dan spesies reaktif dengan enam elektron seperti BH ₃ ); itu juga terjadi pada atom dengan sedikit elektron, seperti helium, hidrogen, dan litium, antara lain.

Resonansi

Resonansi adalah alat yang digunakan untuk merepresentasikan struktur molekul dan merepresentasikan elektron yang terdelokalisasi di mana ikatan tidak dapat diekspresikan dengan struktur Lewis tunggal.

Dalam kasus ini, elektron harus diwakili oleh berbagai struktur "penyumbang", yang disebut struktur resonansi. Dengan kata lain, resonansi adalah istilah yang menyarankan penggunaan dua atau lebih struktur Lewis untuk mewakili molekul tertentu.

Konsep ini sepenuhnya manusiawi, dan tidak ada satu atau struktur molekul lain pada waktu tertentu, tetapi dapat ada dalam versi apa pun (atau semua) pada saat yang sama.

Lebih jauh, struktur yang berkontribusi (atau resonan) bukanlah isomer: hanya posisi elektron yang dapat berbeda, tetapi bukan inti atomnya.

Aromatisitas

Konsep ini digunakan untuk mendeskripsikan molekul siklik planar dengan cincin ikatan resonansi yang menunjukkan stabilitas lebih besar daripada pengaturan geometris lain dengan konfigurasi atom yang sama.

Molekul aromatik sangat stabil, karena tidak mudah pecah dan juga tidak bereaksi dengan zat lain. Dalam benzena, prototipe senyawa aromatik, ikatan pi (π) terkonjugasi dibentuk dalam dua struktur resonansi berbeda, yang membentuk segi enam sangat stabil.

Tautan sigma

Ini adalah ikatan paling sederhana, di mana dua orbital "s" bergabung. Ikatan sigma terjadi di semua ikatan kovalen sederhana, dan juga dapat terjadi di orbital "p", selama keduanya saling memandang.

Pi ikatan (π)

Ikatan ini terjadi antara dua orbital "p" yang sejajar. Mereka mengikat berdampingan (tidak seperti sigma, yang mengikat muka dengan muka) dan membentuk daerah kerapatan elektron di atas dan di bawah molekul.

Ikatan kovalen rangkap dua dan rangkap tiga melibatkan satu atau dua ikatan pi, dan ini memberikan bentuk molekul yang kaku. Ikatan pi lebih lemah dari ikatan sigma, karena lebih sedikit tumpang tindih.

Jenis ikatan kovalen

Ikatan kovalen antara dua atom dapat dibentuk oleh sepasang elektron, tetapi juga dapat dibentuk oleh dua atau hingga tiga pasang elektron, sehingga ini akan dinyatakan sebagai ikatan tunggal, ganda dan rangkap tiga, yang diwakili oleh berbagai jenis serikat (ikatan sigma dan pi) untuk masing-masing.

Ikatan tunggal adalah yang terlemah dan ikatan rangkap tiga adalah yang terkuat; Hal ini terjadi karena tripel memiliki panjang ikatan terpendek (tarikan lebih besar) dan energi ikatan terbesar (mereka membutuhkan lebih banyak energi untuk putus).

Tautan sederhana

Ini adalah pembagian sepasang elektron; artinya, setiap atom yang terlibat berbagi satu elektron. Penyatuan ini adalah yang terlemah dan melibatkan ikatan sigma (σ) tunggal. Ini diwakili oleh garis di antara atom; misalnya, dalam kasus molekul hidrogen (H ₂ ):

H H

Tautan ganda

Dalam jenis ikatan ini, dua pasang elektron bersama membentuk ikatan; yaitu, empat elektron dibagi. Ikatan ini melibatkan satu ikatan sigma (σ) dan satu ikatan pi (π), dan diwakili oleh dua garis; misalnya, dalam kasus karbon dioksida (CO ₂ ):

O = C = O

Ikatan rangkap tiga

Ikatan ini, yang terkuat di antara ikatan kovalen, terjadi ketika atom berbagi enam elektron atau tiga pasang, dalam ikatan sigma (σ) dan dua pi (π). Ini diwakili dengan tiga garis dan dapat dilihat pada molekul seperti asetilena (C ₂ H ₂ ):

HC≡CH

Terakhir, ikatan empat kali lipat telah diamati, tetapi jarang dan terutama terbatas pada senyawa logam, seperti kromium (II) asetat dan lainnya.

Contoh

Untuk ikatan sederhana, kasus yang paling umum adalah hidrogen, seperti yang dapat dilihat di bawah ini:

Kasus ikatan rangkap tiga adalah nitrogen dalam dinitrogen oksida (N ₂ O), seperti yang terlihat di bawah ini, dengan ikatan sigma dan pi terlihat:

Referensi

1. Chang, R. (2007). Kimia. (Edisi ke-9). McGraw-Hill.
2. Chem Libretexts. (sf). Diperoleh dari chem.libretexts.org
3. Anne Marie Helmenstine, P. (nd). Diperoleh dari thinkco.com
4. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologi Sel Molekuler. New York: WH Freeman.
5. Wikiversity. (sf). Diperoleh dari en.wikiversity.org