Melacak Pasangan Elektron Bebas pada Ikatan Koordinasi
Ilusi Garis Ikatan
Pernah nggak kamu ngelihat rumus struktur kayak di soal tadi dan mikir, "Gimana cara bedain jenis ikatannya kalau bentuk garisnya sama semua?" Wajar kalau kemarin kamu nebak ikatan nomor 2 ($\text{C}-\text{C}$). Secara fisik, garis-garis itu memang terlihat sama persis.
Tapi, ada rahasia di balik garis tersebut. Garis ikatan dalam kimia itu ibarat "kontrak kerja sama" antara dua atom.
Setiap satu garis ikatan selalu berisi tepat DUA elektron. Pada ikatan kovalen "normal" (seperti $\text{C}-\text{C}$ atau $\text{C}-\text{H}$), kedua atom yang berikatan saling "patungan". Satu elektron datang dari atom kiri, dan satu lagi dari atom kanan.
Tapi masalahnya, garis itu tidak pernah menceritakan dari mana asal elektronnya. Kalau kita cuma lihat garisnya, kita bakal tertipu. Pada ikatan kovalen koordinasi, kedua elektron dalam garis tersebut hanya berasal dari satu pihak saja (satu atom "mentraktir" atom lainnya).
Berdasarkan konsep ikatan, apa yang sebenarnya diwakili oleh SATU garis ikatan pada rumus struktur?
- A. 1 elektron yang berasal dari atom yang lebih kuat.
- B. 2 elektron, yang bisa jadi patungan atau dari satu atom saja.
- C. 2 elektron yang selalu merupakan hasil patungan 1-1 dari kedua atom.
- D. 4 elektron jika atom tersebut adalah Karbon.
Jawaban: B. 2 elektron, yang bisa jadi patungan atau dari satu atom saja.
Satu garis ikatan kovalen pasti berisi tepat dua elektron. Namun, wujud fisiknya berupa garis tidak bisa membedakan apakah itu kovalen normal (patungan) atau koordinasi (sumbangan sepihak).
Satu garis ikatan kovalen selalu mewakili penggunaan bersama dua elektron, namun garis tersebut tidak dapat menunjukkan asal usul kedua elektron tersebut.
Mencari 'Kekayaan' Awal: Elektron Valensi
Sebelum mengaudit siapa yang "mentraktir" siapa dalam sebuah ikatan, kita wajib tahu modal awal yang dimiliki tiap atom. Modal awal ini disebut elektron valensi (elektron di kulit terluar).
Gimana cara tahu modal awal ini tanpa ribet menghafal? Kuncinya ada di Tabel Periodik. Jumlah elektron valensi untuk golongan utama (Golongan A) itu sama dengan digit terakhir nomor golongannya.
Karena sebagian besar soal senyawa organik dan kompleks hanya berputar di beberapa atom saja, kita cukup ingat "Tiga Besar" ini:
Karbon ($\text{C}$) ada di Golongan 14 $\rightarrow$ punya 4 elektron valensi.
Nitrogen ($\text{N}$) ada di Golongan 15 $\rightarrow$ punya 5 elektron valensi.
Oksigen ($\text{O}$) ada di Golongan 16 $\rightarrow$ punya 6 elektron valensi.
Jika Fosfor (P) berada satu kolom tepat di bawah Nitrogen (di Golongan 15), berapa modal awal (elektron valensi) yang ia miliki sebelum berikatan?
- A. 3
- B. 4
- C. 5
- D. 6
Jawaban: C. 5
Fosfor (P) berada di Golongan 15, sama seperti Nitrogen. Karena digit terakhir golongannya adalah 5, maka P memiliki 5 elektron valensi sebagai modal awalnya.
Elektron valensi atom golongan utama sesuai dengan digit terakhir golongannya (Gol 15 = 5 elektron).
Mengaudit Nitrogen: Mencari PEB
Di soal tadi, kenapa kita memfokuskan detektif kita pada atom Nitrogen ($\text{N}$)? Mari kita bedah keuangannya secara visual.
Ingat, Nitrogen punya modal awal 5 elektron valensi. Agar stabil, ia biasanya berikatan kovalen "normal" dengan patungan 3 elektron ke atom lain. Setiap ia patungan 1 elektron, ia membentuk 1 garis ikatan.
Mari berhitung untuk Nitrogen di soal kita:
Modal awal: 5 elektron.
Dipakai patungan membentuk ikatan rangkap dua ($\text{C}=\text{N}$): berkurang 2 elektron.
Dipakai patungan membentuk ikatan tunggal dengan gugus $-\text{OH}$: berkurang 1 elektron.
Total elektron dipakai: 3 elektron.
Nah, $5 - 3 = 2$. Masih ada sisa 2 elektron yang menganggur. Kedua elektron sisa ini tidak suka sendirian, mereka bergabung membentuk satu Pasangan Elektron Bebas (PEB). PEB inilah "senjata rahasia" Nitrogen yang bisa dipakai untuk mentraktir atom lain membentuk ikatan kovalen koordinasi!
Coba audit atom Oksigen (O). Oksigen punya modal awal 6 elektron. Jika Oksigen membentuk 2 ikatan tunggal dengan atom hidrogen (seperti pada air, H2O), berapa Pasangan Elektron Bebas (PEB) yang tersisa di atom Oksigen?
- A. Tidak ada PEB
- B. 1 PEB
- C. 2 PEB
- D. 3 PEB
Jawaban: C. 2 PEB
Oksigen (Gol. 16) punya 6 elektron valensi. Jika ia membuat 2 ikatan tunggal (memakai 2 elektron), sisanya adalah 6 - 2 = 4 elektron bebas. Empat elektron ini membentuk 2 Pasangan Elektron Bebas (PEB).
PEB dihitung dari sisa elektron valensi setelah dikurangi jumlah ikatan yang dibentuk.