Contoh Soal Pembahasan Ikatan Kovalen
Pendahuluan
Ikatan kovalen adalah jenis ikatan kimia di mana dua atom berbagi sepasang atau lebih elektron untuk mencapai konfigurasi elektron stabil, seperti pada gas mulia. Ikatan ini biasanya terjadi antara atom-atom non-logam yang memiliki elektronegativitas yang relatif tinggi dan tidak terlalu berbeda. Pembentukan ikatan kovalen berperan penting dalam kimia organik dan inorganik, dan telah menjadi fondasi bagi banyak senyawa yang kita temui sehari-hari. Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal yang melibatkan ikatan kovalen dan memberikan pembahasannya untuk memberikan pemahaman yang lebih baik.
Contoh Soal dan Pembahasan
Soal 1
Tentukan jenis dan jumlah ikatan kovalen yang terbentuk dalam molekul H2O (air).
Pembahasan:
Molekul air terdiri dari satu atom oksigen (O) dan dua atom hidrogen (H).
1. Konfigurasi Elektron:
– Oksigen: 1s² 2s² 2p⁴ (total 8 elektron)
– Hidrogen: 1s¹ (total 1 elektron)
Oksigen membutuhkan dua elektron lagi untuk mencapai konfigurasi oktet (8 elektron di kulit terluarnya), sementara setiap atom hidrogen membutuhkan satu elektron untuk mencapai konfigurasi duplet (2 elektron di kulit K).
2. Pembentukan Ikatan Kovalen:
– Setiap atom Hidrogen berbagi satu elektron dengan atom Oksigen.
– Oksigen berbagi dua elektron dengan dua atom Hidrogen, satu untuk masing-masing atom.
Jadi, dua ikatan kovalen terbentuk dalam molekul H2O, masing-masing antara atom Oksigen dan atom Hidrogen.
Soal 2
Tuliskan struktur Lewis untuk molekul metana (CH₄).
Pembahasan:
Metana terdiri dari satu atom karbon (C) dan empat atom hidrogen (H).
1. Konfigurasi Elektron:
– Karbon: 1s² 2s² 2p² (total 6 elektron)
– Hidrogen: 1s¹ (total 1 elektron)
Karbon memiliki empat elektron valensi (2s² 2p²), dan membutuhkan empat elektron lagi untuk mencapai oktet.
2. Pembentukan Ikatan Kovalen:
– Setiap atom Hidrogen berbagi satu elektron dengan atom Karbon.
– Karbon berbagi empat elektron dengan empat atom Hidrogen, satu untuk masing-masing atom.
Struktur Lewis untuk metana adalah sebagai berikut:
“`
H
|
H – C – H
|
H
“`
Karbon berada di pusat dengan empat ikatan kovalen tunggal ke empat atom hidrogen.
Soal 3
Tentukan struktur Lewis dan bentuk molekul untuk karbon dioksida (CO₂).
Pembahasan:
Karbon dioksida terdiri dari satu atom karbon (C) dan dua atom oksigen (O).
1. Konfigurasi Elektron:
– Karbon: 1s² 2s² 2p² (total 6 elektron)
– Oksigen: 1s² 2s² 2p⁴ (total 8 elektron)
Karbon memiliki empat elektron valensi, sementara setiap atom oksigen memiliki enam elektron valensi. Karbon membutuhkan empat elektron lagi untuk oktet, sedangkan setiap oksigen membutuhkan dua elektron lagi.
2. Pembentukan Ikatan Kovalen:
– Karbon berbagi dua elektron dengan setiap atom Oksigen.
– Dua ikatan kovalen ganda terbentuk antara Karbon dan masing-masing Oksigen.
Struktur Lewis untuk CO₂ adalah sebagai berikut:
“`
O = C = O
“`
Bentuk molekulnya adalah linear dengan sudut ikatan 180°.
Soal 4
Hitung jumlah elektron valensi total dan buat struktur Lewis untuk molekul ammoniak (NH₃).
Pembahasan:
Ammoniak terdiri dari satu atom nitrogen (N) dan tiga atom hidrogen (H).
1. Konfigurasi Elektron:
– Nitrogen: 1s² 2s² 2p³ (total 7 elektron)
– Hidrogen: 1s¹ (total 1 elektron)
Nitrogen memiliki lima elektron valensi, membutuhkan tiga elektron lagi untuk oktet.
2. Jumlah Total Elektron Valensi:
– Nitrogen: 5 elektron valensi.
– Hidrogen (3 atom): 3 elektron (1 elektron tiap atom).
Total elektron valensi = 5 + 3 = 8 elektron valensi.
3. Pembentukan Ikatan Kovalen:
– Nitrogen berbagi satu elektron dengan setiap atom Hidrogen.
Struktur Lewis untuk NH₃ adalah:
“`
H
|
H – N – H
|
“`
Dan sepasang elektron bebas (lone pair) ada pada nitrogen.
Soal 5
Gambarkan dan jelaskan struktur Lewis untuk ion nitrat (NO₃⁻).
Pembahasan:
Ion nitrat adalah senyawa poliatomik dengan satu nitrogen (N) dan tiga oksigen (O), serta satu muatan negatif.
1. Konfigurasi Elektron:
– Nitrogen: 1s² 2s² 2p³ (total 7 elektron)
– Oksigen: 1s² 2s² 2p⁴ (total 8 elektron)
Nitrogen memiliki lima elektron valensi, sementara setiap oksigen memiliki enam elektron valensi.
2. Jumlah Total Elektron Valensi:
– Nitrogen: 5 elektron.
– Oksigen (3 atom): 18 elektron (6 elektron tiap atom).
– Tambahan karena ion negatif: 1 elektron.
Total elektron valensi = 5 + 18 + 1 = 24 elektron valensi.
3. Pembentukan Ikatan Kovalen dan Penyusunan Struktur Lewis:
– Nitrogen membentuk ikatan rangkap dua dengan salah satu atom oksigen dan ikatan tunggal dengan dua atom oksigen lainnya.
– Distribusi muatan negatif secara merata di antara dua oksigen dengan ikatan tunggal melibatkan resonansi.
Struktur Lewis untuk NO₃⁻ adalah:
“`
O
/
O-N=O
“`
Tapi harus ditambahkan tanda resonansi untuk menggambarkan delokalisasi elektron.
Kesimpulan
Ikatan kovalen merupakan konsep yang fundamental dalam kimia, di mana atom berbagi elektron untuk mencapai kestabilan. Pemahaman tentang cara menggambar struktur Lewis, menghitung elektron valensi, dan menentukan bentuk molekul adalah keterampilan penting yang harus dikuasai untuk memahami proses kimia secara mendalam. Melalui beberapa contoh soal di atas, diharapkan pembaca dapat memahami lebih baik tentang pembentukan dan karakteristik ikatan kovalen.
