pertemuan 2. Orbital dan peranannya dalam ikatan kovalen

Orbital dan peranannya dalam ikatan kovalen

            orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom. Pembentukan ikatan kovalen dapat dijelaskan menggunakan dua teori yaitu teori ikatan valensi dan teori orbital molekul.

 Partikel adalah sebuah satuan dasar dari benda atau materi. Bisa juga dikatakan Partikel merupakan satuan bagian terkecil dari suatu materi. Jenis Partikel ini ada 3 yaitu: atom, molekul, dan ion. Jadi baik atom, molekul, dan ion ke tiga-nya merupakan satuan terkecil dari materi yg secara umum disebut partikel.

MODEL ATOM MODERN (MEKANIKA KUANTUM)

Menurut Bohr, electron dalam mengelilingi inti berada pada lintasan dengan jarak tertentu dari inti. Lintasan elektron ini disebut orbit. Teori modern ini dikembangkan berdasarkan mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang. Menurut model atom modern (Mekanika Kuantum), keberadaan elektron dalam mengelilingi inti tidak dapat diketahui secara tepat, sesuai dengan ketidakpastian Heisenberg. Tetapi yang dapat ditentukan hanya peluang menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.
Prinsip dasar dari model atom modern menyatakan bahwa gerakan electron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang sesuai dengan hipotesis de Broglie, yang menyatakan bahwa materi bersifat seperti partikel juga bersifat seperti gelombang.
Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti sambil bergetar, sehingga menghasilkan gerakan dalam bentuk 3 (tiga) dimensi. Oleh karena itu tidaklah mungkin menentukan posisi serta momentum yang pasti dari electron dalam atom. Sehingga yang dapat ditentukan adalah suatu kebolehjadian menemukan electron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Daerah dalam ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian menemukan electron disebut orbital. Oleh karena itu, konsep ini dikenal dengan sebutan konsep orbital. Sedangkan untuk menggambarkan kedudukan atau posisi suatu electron dalam suatu atom digunakan bilangan kuantum.

Berdasarkan teori ikatan valensi, ikatan kovalen dapat terbentuk jika terjadi tumpang tindih orbital valensi dari atom yang berikatan. 

     Teori klasik tentang atom gagal meramalkan sifat-sifat dari atom, kemudian muncullah pemikiran mekanika kuantum dan berhasil meramalkan semua sifat yang dimiliki oleh atom hidrogen. Lahirnya mekanika kuantum memiliki dampak penting diantaranya yaitu:

1.       Lokasi elektron digambarkan oleh orbital atom

2.       Setiap orbital hanya dapat menampung 2 elektron (prinsip eksklusi Pauli)

3.       Setiap orbital memiliki energi tertentu dan elektron akan menempati orbital dengan energi terendah terlebih dahulu

4.       Orbital atom yang berbeda akan bergabung menjadi orbital molekul hanya bila keduanya memiliki simetri yang sama.

Ikatan kimia merupakan suatu proses fisika dengan adanya gaya tarik-menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil.

Ø  PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN MENGGUNAKAN ORBITAL ASLI 

Dua jenis orbital yang digunakan dalam pembentukan ikatan kovalen yaitu orbital asli dan orbital hibridisai.jenis orbital yang digunakan dalam pembentukan ikatan kovalen dapat diramalkan berdasarkan geometri, terutama besar sudut ikatan yang ada disekitar atom pusat.

Ø  PEMBENTUKAN IKATAN KOVALEN MENGGUNAKAN ORBITAL HIBRIDA 
              Sebagaian besar molekul dalam pembentukan ikatan kovalen, menggunakan orbital-orbital hibrida yang terbentuk melalui proses hibridisasi yang pertama kali dijelaskan oleh Lewis dan Langmuir. Proses hibridisasi merupakan suatu proses penggabungan orbital-orbital asli yang tingkat energinya berbeda menjadi prbital-orbital baru yang tingkat energtfinya sama. Orbital-orbital baru yang terbentuk disebut orbital hibrida.

Sebelum terjadi hibridisasi, didahului dengan terjadinya eksitasi elektron dari keadaan dasar ke keadaan terksitasi, sehingga diperlukan sejumlah energi agar terjadinya eksitasi. Tingkat elektronik pada keadaan tereksitasi lebih tinggi dibandingkan tingkat energi elektronik pada keadaan dasar. Contohnya pembentukan molekul CH₄. Berdasarkan eksperimen diperoleh panjang dan sudut semua ikatan sama besar (109,8º). Hal ini membuktikan bahwa semua ikatan C-H dalam molekul CH₄ adalah ekivalen. Untuk menjelaskan hal ini maka diperlukan konsep hibridisasi.Orbital ikatan dan anti ikatan.

Orbital ikatan dan anti ikatan

Teori orbital molekul adalah teori yang menjelaskan ikatan kimia melalui diagram orbital molekul. Sifat magnet dan sifat-sifat molekul dapat dengan mudah dijelaskan dengan menggunakan pendekatan mekanika kuantum lain yang disebut dengan teori orbital molekul. Teori orbital molekul menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yang dihasilkan dari interaksi orbital orbital atom dari atom yang berikatan dengan molekul secara keseluruhan. Seperti halnya untuk menjelaskan sifat-sifat ion kompleks, teori orbital molekul juga dapat dijadikan pendekatan yang baik karena teori orbital molekul dapat menjelaskan fakta bahwa ikatan anatara ion logam dan ligan bukan hanya merupakan ikatan ion yang murni tetapi juga terdapat ikatan kovalen pada ion atau senyawa kompleks. Perkembangan teori orbital molekul pada mulanya dipelopori oleh Robert Sanderson Mulliken dan Friedrich Hund pada tahun 1928.Orbital Molekul Ikatan dan Orbital Molekul Antiikatan Menurut teori orbital molekul, orbital molekul dihasilkan dari interaksi antara dua atau lebih orbital atom. Terjadinya tumpang tidih suatu orbital mengarah pada pembentukan dua orbital atom : satu orbital molekul ikatan dan satu orbital molekul antiikatan. Orbital molekul ikatan (bonding molecular orbital) memiliki energi yang lebih rendah dan kestabilan yang lebih besar dibandingkan dengan orbital atom pembentuknya. Orbital molekul antiikatan (antibonding molecular orbital) memiliki energi yang lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital-orbital atom pembentuknya.