Kovalen Koordinasi: Berbagi dari Satu Sisi

Persiapan: Membaca Makanan dan Meja Kosong

Sebelum ikatan terbentuk di antara dua molekul, satu atom harus memiliki Pasangan Elektron Bebas (PEB) dan atom pasangannya harus memiliki orbital kosong.

Diagram struktur Lewis molekul amonia yang memiliki sepasang elektron bebas dan boron trifluorida yang memiliki orbital kosong.

Mari kita bedah kondisi elektron kedua molekul sebelum mereka bertemu:

Nitrogen ($\text{N}$) pada amonia ($\text{NH}_3$): Berada di Golongan VA dengan $5$ elektron valensi. Tiga elektron dipakai membuat ikatan kovalen tunggal bersama $3$ atom $\text{H}$, sehingga masih menyisakan $1$ Pasangan Elektron Bebas (PEB). Dalam analogi kita, atom $\text{N}$ bertindak seperti tamu yang membawa makanan lebih ke jamuan makan.
Boron ($\text{B}$) pada boron trifluorida ($\text{BF}_3$): Berada di Golongan IIIA dengan $3$ elektron valensi. Ketiga elektron tersebut dipakai berikatan dengan $3$ atom $\text{F}$. Akibatnya, atom $\text{B}$ baru dikelilingi oleh $6$ elektron (belum mencapai oktet penuh $8$ elektron). Karena kuotanya belum penuh, atom $\text{B}$ memiliki $1$ orbital kosong. Ini persis seperti tuan rumah yang menyediakan meja kosong.

Kedua molekul ini memiliki peran yang saling melengkapi: amonia siap menjadi penyumbang pasangan elektron (donor), sedangkan boron trifluorida siap menjadi penerima pasangan elektron (akseptor).

Pada senyawa BCl3, atom Boron yang berada di golongan IIIA berikatan dengan 3 atom Klorin. Tentukan kebenaran dari setiap pernyataan berikut:

Atom Boron di BCl3 sudah mencapai aturan oktet penuh (8 elektron). — Salah
Atom Boron memiliki orbital kosong untuk menerima sisa elektron atom lain. — Benar

Atom Boron berada di Golongan IIIA dan memiliki 3 elektron valensi. Saat berikatan kovalen tunggal dengan 3 atom Cl pada BCl3, atom Boron baru dikelilingi oleh 6 elektron (3 pasang ikatan), sehingga belum mencapai aturan oktet penuh (8 elektron). Kekurangan 2 elektron ini menyisakan satu orbital kosong yang siap menerima pasangan elektron dari donor lain.

Memeriksa kemampuan mendeteksi ketersediaan ruang untuk elektron pada unsur Golongan IIIA.

Koordinasi: Sumbangan dari Satu Pihak

Ikatan kovalen koordinasi terbentuk ketika pasangan elektron yang dipakai bersama murni disumbangkan oleh satu atom saja.

Dua ilustrasi analogi makan bersama yang membedakan patungan makanan dari dua pihak dengan sumbangan makanan dari satu pihak ke meja kosong.

Mari kita bandingkan mekanisme pemakaian elektron bersama ini:

Ikatan kovalen biasa: Kedua atom saling patungan menyumbang masing-masing $1$ elektron untuk dipakai berdua. Jika tarikan elektron condong lebih kuat ke salah satu atom karena beda keelektronegatifan, terbentuk ikatan kovalen polar (sehingga Opsi B salah). Jika tarikan elektron terbagi seimbang rata, terbentuk ikatan kovalen nonpolar (sehingga Opsi C salah).
Ikatan kovalen koordinasi: Pada penggabungan $\text{H}_3\text{N}-\text{BF}_3$, atom Nitrogen menyumbangkan $2$ elektron utuh miliknya, sementara atom Boron sama sekali tidak menyumbang elektron dan hanya menyediakan orbital kosong. Karena elektron ikatan murni berasal dari satu pihak saja, ikatan ini disebut ikatan kovalen koordinasi, yang menjadikan Opsi D sebagai jawaban yang tepat.

Dua buah atom bersatu membentuk molekul kovalen. Atom P sama sekali tidak menyumbangkan elektron valensi untuk ikatan, sedangkan atom Q menyumbangkan dua buah elektronnya sekaligus agar dapat dipakai bersama-sama oleh kedua atom. Jenis ikatan kimia yang terbentuk adalah ....

Ikatan ionik karena terjadi perpindahan elektron penuh dari atom Q ke atom P
Ikatan kovalen polar karena elektron ditarik lebih kuat oleh atom Q yang menyumbang
Ikatan kovalen koordinasi karena pasangan elektron dipakai bersama dari satu pihak
Ikatan kovalen nonpolar karena terbentuk molekul netral tanpa adanya ion bermuatan

Jawaban: Ikatan kovalen koordinasi karena pasangan elektron dipakai bersama dari satu pihak

Ikatan kovalen koordinasi terjadi ketika pasangan elektron yang digunakan bersama murni disumbangkan oleh salah satu atom saja (dalam hal ini atom Q), sementara atom pasangannya (atom P) hanya menyediakan ruang orbital kosong tanpa menyumbang elektron valensi ikatan. Ini bukan ikatan ionik karena elektron tetap dipakai bersama (tidak dilepas menjadi ion bebas).

Membedakan ikatan kovalen koordinasi berdasarkan asal elektron.

Mengenali Tanda Panah Donor

Ikatan kovalen koordinasi pada rumus struktur molekul biasanya dilambangkan dengan tanda panah ($\rightarrow$) dari atom penyumbang menuju atom penerima.

Diagram reaksi penggabungan amonia dan boron trifluorida membentuk senyawa adisi dengan tanda panah koordinasi dari N ke B.

Untuk membedakannya dari ikatan kovalen biasa yang memakai garis lurus tunggal ($-$), para kimiawan sering menggunakan notasi khusus:

Pangkal panah diletakkan pada atom donor pasangan elektron (dalam reaksi kita adalah atom Nitrogen pada $\text{NH}_3$).
Ujung panah mengarah langsung ke atom akseptor yang menerima elektron (yaitu atom Boron pada $\text{BF}_3$).

Notasi $\text{H}_3\text{N} \rightarrow \text{BF}_3$ merangkum seluruh peristiwa yang terjadi: sepasang elektron bebas dari Nitrogen disodorkan masuk ke dalam orbital kosong Boron untuk dipakai bersama, membentuk ikatan baru yang stabil.