Cara Membandingkan Karakter Ion/Kovalen Senyawa-senyawa

Materi: kimia
Membandingkan satu senyawa dengan senyawa lain dalam hal kekuatan ikatan seringkali dijumpai dalam banyak soal kimia. Biasa yang dibandingkan adalah karakter/sifat apa yang lebih dominan dalam satu zat, sifat ion atau kovalen. Pada soal sering juga meminta mengurutkan karakter tertentu dari yang terbesar/tertinggi ke terkecil/terendah atau sebaliknya. Perbandingan di sini adalah perbandingan antarzat. Untuk perbandingan karakter ion atau karakter kovalen dalam zat cukup melihat selisih harga keelektronegatifan dari 2 atom yang berikatan. Di blog ini terdapat alat untuk membandingkan hal itu. Kalkulator untuk menghitung karakter ion dalam suatu senyawa bisa diakses dari sini. Ada beberapa kajian tentang cara membandingkan kekuatan ikatan ion. Penjelasan berikut juga dapat menjawab pertanyaan mengapa ada senyawa yang terdiri dari unsur logam ketika berikatan dengan unsur non logam tidak lantas ia disebut berikatan ion, malah ia lebih dominan berikatan kovalen.

Syarat agar mudah membuat kesimpulan dari perbandingan kekuatan ikatan atau karakter ion/kovalen adalah memahami sifat-sifat periodik unsur. Sifat tersebut meliputi ukuran jari-jari atom, jari-jari kation dan anion, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan. Setidaknya itu semua sudah dipelajari pada bab sebelum bahasan ikatan kimia.

Prinsip sifat periodik pada unsur:

Jari-jari atom, jari-jari kation logam, jari-jari anion nonlogam dan karakter logam semakin besar dari kanan ke kiri untuk unsur seperiode dan dari atas ke bawah untuk unsur segolongan
Energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, dan karakter nonlogam semakin besar dari kiri ke kanan untuk unsur seperiode dan dari bawah ke atas untuk unsur segolongan.

Seberapa kuat interaksi antara kation anion akan menentukan karakter kovalen atau karakter ion suatu senyawa. Kemampuan kation untuk mendistorsi (menarik/mempengaruhi awan elektron) anion disebut daya polarisasi dan kecenderungan anion untuk menjadi terpolarisasi oleh kation disebut polarisabilitas.

Berdasarkan aturan Fajan karakter kovalen dalam anion ditentukan oleh beberapa faktor:

Ukuran Kation (Jari-jari Kation Logam)
Semakin kecil ukuran kation maka semakin besar daya polarisasi dan karena itu karakter kovalennya semakin besar.
Contoh urutan karakter kovalen
LiCl > NaCl > KCl > RbCl
BeCl₂ > MgCl₂ > CaCl₂ > SrCl₂FeCl₃ > FeCl₂PbCl₄ > PbCl₂
Jari-jari anion (Cl⁻) tetap, faktor penentunya adalah ukuran jari-jari kation.
Ukuran Anion (Jari-jari Anion Nonlogam)
Semakin besar ukuran anion, semakin besar polarisabitas, oleh karena itu sifat kovalennya juga lebih besar. Contoh urutan sifat kovalen.
LiCl < LiBr < LiI
BeCl₂ < BeBr₂ < BeI₂
Muatan ion
Dengan bertambahnya muatan pada kation, kecenderungan polarisasi elektron dari anion akan bertambah dan karena itu sifat kovalennya juga bertambah. Serupa jika muatan anion bertambah, maka daya polarisasinya juga bertambah dan karena itu sifat kovalennya meningkat.
Contoh urutan sifat kovalen:
NaCl < MgCl₂ < AlCl₃ < SiCl₄MgF₂ < MgO
Konfigurasi elektron kation
Kation dengan elektron valensi 18 elektron (ini elektron valensi dari konfigurasi elektron setelah jadi kation) membuat anion lebih terpolarisasi, bahkan jika kedua kation mempunyai ukuran sama dan muatan sama sekalipun. Semakin terpolarisasi maka semakin kovalen.
Contoh
Cu⁺ : konfigurasi elektron 2-8-18 ukuran 0,96 A (A = Angstrom, 1 A = 10⁻¹⁰ meter) dan
Na⁺ : konfigurasi elektron 2-8 ukuran 0,95 A

Konfigurasi elektron Na dengan nomor atom 11:
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
Na⁺ : 1s² 2s² 2p⁶ 3s⁰
Na⁺→ 2–8
Na⁺→ elektron valensi 8

Konfigurasi elektron Cu dengan nomor atom 29:
1s² 2s² sp6 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰
Cu⁺ : 1s² 2s² sp6 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s⁰
Cu⁺→ 2–8–18
Cu⁺→ elektron valensi 18

Sifat kovalen CuCl > NaCl

Perlu diingat ketika membandingkan sifat zat, biasanya ada satu variabel yang dibuat tetap di antara variabel-variabel yang mempengaruhi sifat zat. Dengan mengubah variabel lain bisa diamati pengaruhnya ketika nilainya ditingkatkan atau diturunkan, apakah sifat tertentu juga berubah sejalan (sering disebut berbanding lurus) atau sebaliknya (sering disebut berbanding terbalik) dengan mempelajari trend (kecenderungan) ketika perubahan variabel-variabel terhadap karakter zat. Seperti penjelasan aturan Fajans di atas.

Contoh soal dan pembahasan

Soal #1:
Perbandingan jumlah muatan dengan ukuran jari-jari kation menentukan daya polarisasi. Manakah yang benar urutan peningkatan daya polarisasi kation-kation berikut: K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Be²⁺?
A. Ca²⁺ < Mg²⁺ < Be²⁺ < K⁺
B. K⁺ < Ca²⁺ < Mg²⁺ < Be²⁺
C. Be²⁺ < Mg²⁺ < Ca²⁺ < K⁺
D. Mg²⁺ < Ca²⁺ < K⁺ < Be²⁺
E. K⁺ < Be²⁺< Ca²⁺ < Mg²⁺

Pembahasan Soal #1:
Ukuran jari-jari kation lebih kecil dan muatan lebih banyak akan meningkatkan daya polarisasi kation. Oleh karena urutan kation K⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > Be²⁺ maka urutan daya polarisasi yang benar adalah K⁺ < Ca²⁺ < Mg²⁺ < Be²⁺
Jawaban yang tepat B.

Soal #2:
Urutan yang benar untuk karakter kovalen yang semakin meningkat dapat untuk beberapa zat berikut:
A. LiCl < NaCl < BeCl₂
B. NaCl < LiCl < BeCl₂
C. NaCl < BeCl₂ < LiCl
D. BeCl₂ < LiCl < NaCl
E. BeCl₂ < NaCl < LiCl

Pembahasan Soal #2:
Perbedaan keelektronegatifan yang semakin besar akan menambah karakter ion dan mengurangi karakter kovalen. Bertambahnya muatan dan semakin kecilnya ukuran kation akan berakibat pada saya polarisasi. Oleh karena itu karakter kovalen juga semakin bertambah.
Pada zat yang dibandingkan sama-sama memiliki anion Cl^–. Urutan jari-jari kation Na⁺ > Li⁺ > Be²⁺
Jawaban yang tepat B. NaCl < LiCl < BeCl₂

Soal #3:
Diketahui besarnya keelektronegatifan atom hipotetik A = 4.0; B = 3,3; C = 2,8 dan D = 1,3. Jika atom-atom tersebut membentuk molekul AB, AD, BD, dan AC, urutan karakter kovalen molekul dari yang terkecil ke yang terbesar adalah...
A. AD < BD < AC < AB
B. AD < AC < BD < AB
C. AC < AD < AB < BD
D. AB < BD < AD < AC
E. AB < AC < BD < AD

Pembahasan Soal #3:
Senyawa yang atom-atamnya memiliki perbedaan keelektronegatifan terbesar bersifat lebih ionik, sebaliknya yang memiliki perbedaan keelektronegatifan terkecil ia akan dominan karakter kovalennya.
∆ keelektronegatifan AB → |4,0 – 3,3| = 0,7
∆ keelektronegatifan AD → |4,0 – 1,3| = 2,7
∆ keelektronegatifan BD → |3,3 – 1,3| = 2,0
∆ keelektronegatifan AC → |4,0 – 2,8| = 1,3
Jadi urutannya: AB < AC < BD < AD
Jawaban yang tepat E

Soal #4:
Manakah urutan yang benar dari karakter kovalen yang meningkat dari beberapa zat berikut?
A. AlCl₃ < CaCl₂ < KCl < SiCl₄
B. SiCl₄ < AlCl₃ < CaCl₂ < KCl
C. KCl < CaCl₂ < AlCl₃ < SiCl₄
D. CaCl₂ < KCl < AlCl₃ < SiCl₄
E. Tidak dapat ditentukan tanpa ada data lain.

Pembahasan Soal #4:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl^– sehingga yang perlu diperhatikan adalah ukuran kation dan jumlah muatannya.
Jari-jari kation K⁺ > Ca²⁺ > Al³⁺ > Si⁴⁺, sesuai aturan Fajan, semakin kecil jari-jari kationnya maka karakter kovalennya bertambah besar.
Jawaban yang tepat C.

Soal #5:
Di antara LiCl, RbCl, BeCl₂, MgCl₂, manakah yang memiliki karakter ion terbesar dan karakter ion terkecil?
A. RbCl dan BeCl₂
B. LiCl dan MgCl₂
C. LiCl dan BeCl₂
D. RbCl dan MgCl₂
E. BeCl₂ dan RbCl

Pembahasan Soal #5:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl^– sehingga yang perlu diperhatikan adalah jari-jari kation dan jumlah muatannya, sesuai aturan Fajan. Urutan jari-jari kation: Rb⁺ > Li⁺ > Mg²⁺ > Be²⁺
Karakter ion biasa dimiliki oleh kation berukuran besar dan muatannya paling kecil. Rb⁺ adalah kation dengan ukuran terbesar dibanding yang lain dan bermuatan hanya +1. Jadi RbCl karakter ionnya terbesar dibanding 3 yang lain. Be²⁺ , memiliki ukuran kation paling kecil dengan muatan +2 maka karakter BeCl₂ memiliki karakter ion terkecil dibanding 3 yang lain.
Jawaban yang tepat A.

Soal #6:
Manakah zat berikut yang memiliki karakter ionik paling kecil? Diketahui nomor atom(NA) Mg = 12, Cl = 17, Fe = 26, Zn = 30, Cd = 48, Hg = 80,
A. FeCl₂
B. CdCl₂
C. HgCl₂
D. ZnCl₂
E. MgCl₂

Pembahasan Soal #6:
Pertama: Uraikan setiap senyawa dalam bentuk ion. Kebetulan semua kation bermuatan +2, dan anionnya sama, Cl^–. Jadi yang diperlu diperhatikan hanya faktor kation saja.
Kedua: Lihat kation-kation tersebut apakah elektron valensinya 18. Sebab kation dengan konfigurasi kulit terakhir 18 akan mempunyai daya polarisasi lebih besar dibanding yang tidak punya konfigurasi elektron terkakhir 18. Istilah kation yang mempunyai konfigurasi elektron dengan elektron valensi 18 adalah konfigurasi pseudo gas mulai.

Mg NA 12 → 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
Mg²⁺ = → 1s² 2s² 2p⁶
Konfigurasi elektron perkulit Mg²⁺ → 2-8

Fe NA 26 → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
Fe²⁺ = → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶
Konfigurasi elektron perkulit Fe²⁺ → 2-8-14

Zn NA 30 → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰
Zn²⁺→ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰
Konfigurasi elektron perkulit Zn²⁺ → 2-8-18

Cd NA 48→ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰
Cd²⁺→ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰
Konfigurasi elektron perkulit Cd²⁺ → 2-8-18-18

Hg NA 80 → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰
Hg²⁺ → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰
Konfigurasi elektron perkulit Hg²⁺ → 2-8-18-32-18

Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, memiliki konfigurasi pseudo gas mulai oleh karena itu senyawanya memiliki karakter kovalen lebih besar dan karakter ionnya lebih kecil dibanding Fe²⁺, Mg²⁺. Di antara Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Zn²⁺ memiliki jari-jari kation paling kecil oleh karena itu karakter kovalennya paling besar atau karakter ionya lebih kecil.
Jawaban yang tepat E.

Soal diambil dari berbagai sumber. CMIIW, Terima kasih.

Cara Membandingkan Karakter Ion/Kovalen Senyawa-senyawa

Tidak ada komentar:

Posting Komentar