Anatomi Ikatan Kovalen: Tarikan dan Jarak
Mengikat Atom dengan "Karet Gelang"
Bayangkan dua atom itu seperti dua buah bola basket yang mengambang di udara. Saat mereka membentuk ikatan kovalen, mereka membagi elektron (saling sharing) agar stabil. Nah, pasangan elektron yang dibagi ini bekerja persis seperti seutas karet gelang yang ditarik untuk menghubungkan kedua bola tersebut.
Kalau dua atom sepakat membagi satu pasang elektron (ikatan kovalen tunggal), anggap saja ada $1$ utas karet gelang yang mengikat mereka. Jika mereka membagi dua pasang elektron (ikatan rangkap dua), berarti ada $2$ utas karet gelang. Dan untuk ikatan rangkap tiga? Ya, ada $3$ karet gelang sekaligus yang menghubungkannya!
Di halaman berikutnya, kita akan lihat apa efek fisik dari menambah "karet gelang" di antara dua atom ini.
Mengapa Ikatan Rangkap Lebih Kuat?
Dalam dunia kimia, energi ikatan adalah sebutan keren untuk jumlah tenaga (usaha) yang harus kamu keluarkan demi memutuskan hubungan antara dua atom sampai mereka benar-benar terpisah lepas.
Coba kembali ke analogi karet gelang tadi. Kalau kamu harus menarik paksa dua benda sampai terpisah jauh, mana yang akan bikin kamu ngos-ngosan? Memutuskan $1$ karet gelang, atau memutuskan $3$ karet gelang sekaligus?
Jelas, $3$ karet gelang jauh lebih berat ditarik!
Logika mekanis ini berlaku mutlak di kimia fisik: energi dan kekuatan suatu ikatan berbanding lurus dengan jumlah ikatannya (orde ikatan).
Maka, untuk atom yang sama: Kekuatan & Energi Ikatan Rangkap Tiga $>$ Rangkap Dua $>$ Tunggal.
Jika kamu ingin memanaskan suatu zat hingga molekulnya terpecah (ikatan antar atomnya putus), molekul dengan jenis ikatan apa yang paling lambat terpecah?
- A. Molekul dengan ikatan kovalen tunggal
- B. Molekul dengan ikatan kovalen rangkap dua
- C. Molekul dengan ikatan kovalen rangkap tiga
- D. Semua sama saja karena tersusun dari atom nonlogam
Jawaban: C. Molekul dengan ikatan kovalen rangkap tiga
Ikatan rangkap tiga memiliki 'karet gelang' paling banyak, sehingga energi (panas) yang dibutuhkan untuk memutusnya paling besar.
Semakin tinggi orde ikatan (jumlah ikatan), semakin besar energi ikatan yang diperlukan untuk memutuskannya.
Tarikan Kuat = Jarak Makin Rapat
Sekarang kita masuk ke bagian krusial: ukuran atau panjang ikatan. Panjang ikatan adalah jarak antara titik pusat (inti) atom pertama dengan inti atom kedua.
Apa yang terjadi pada jarak antar bola jika jumlah karet gelangnya ditambah? Karet gelang itu elastis dan selalu ingin merapat (kembali ke bentuk semula). Kalau kamu mengikat dua benda dengan $3$ karet gelang, gaya tarik ke arah dalam akan sangat, sangat kuat dibanding jika kamu hanya pakai $1$ karet.
Akibat tarikan elektrostatis yang super kuat ini, inti atom saling tersedot dan merapat sedekat mungkin.
Kesimpulannya selalu berbanding terbalik: makin tinggi orde ikatan $\rightarrow$ tarikan makin kuat $\rightarrow$ panjang ikatan makin pendek. Di antara semuanya, ikatan rangkap tiga adalah yang paling rapat!
Diketahui molekul gas nitrogen punya ikatan rangkap tiga, sedangkan gas oksigen punya ikatan rangkap dua. Berdasarkan konsep 'tarikan karet gelang', apa yang bisa disimpulkan tentang jarak antar inti atomnya?
- A. Jarak inti atom di gas nitrogen lebih panjang dari oksigen
- B. Jarak inti atom di gas nitrogen lebih pendek dari oksigen
- C. Keduanya memiliki jarak yang sama
- D. Jarak antar inti tidak dipengaruhi oleh jumlah ikatan
Jawaban: B. Jarak inti atom di gas nitrogen lebih pendek dari oksigen
Ikatan rangkap tiga pada gas nitrogen menarik inti atom jauh lebih kuat ke arah dalam dibandingkan ikatan rangkap dua pada gas oksigen, membuat jaraknya merapat (lebih pendek).
Semakin banyak ikatan (orde tinggi), gaya tarik makin kuat sehingga jarak antar inti (panjang ikatan) semakin pendek.