Awan Elektron dan Kutub Kepolaran
Apa Itu Polar?
Ikatan dikatakan polar jika elektron ditarik tidak seimbang, sehingga menumpuk di satu ujung dan menciptakan kutub (pole). Kata polar di sini merujuk langsung pada terbentuknya dua kutub muatan listrik: sisi yang kelebihan elektron menjadi kutub negatif parsial ($\delta^-$), sedangkan sisi yang kekurangan elektron menjadi kutub positif parsial ($\delta^+$).
Bayangkan pasangan elektron ikatan sebagai selimut awan elektron yang menaungi kedua inti atom. Saat kedua atom saling berikatan, keduanya sama-sama berusaha menarik selimut muatan ini ke arah masing-masing menggunakan daya tarik yang disebut keelektronegatifan.
Jika salah satu atom memiliki kekuatan tarik yang lebih besar, selimut awan elektron akan terseret dan menebal di sisi atom tersebut. Karena elektron bermuatan negatif, penumpukan awan ini seketika menciptakan kutub negatif di satu sisi dan meninggalkan kutub positif di sisi seberangnya. Sebaliknya, jika kedua atom menarik sama kuat, awan elektron terbagi merata tanpa ada kutub sama sekali.
Kalau Atomnya Kembar
Molekul diatomik yang terbentuk dari atom sejenis pasti memiliki ikatan nonpolar karena tarikan elektronnya seimbang. Ketika dua atom yang berikatan adalah saudara kembar yang identik, keduanya memiliki nilai keelektronegatifan yang persis sama, sehingga tidak ada atom yang mampu memenangkan tarikan selimut elektron.
Kondisi seimbang ini terjadi pada molekul gas hidrogen ($H_2$ pada Opsi A). Karena kedua inti adalah atom $H$, selimut awan elektron berada tepat di tengah secara simetris sempurna. Akibatnya, tidak ada sisi yang kelebihan muatan negatif maupun kekurangan muatan, sehingga ikatannya murni nonpolar. Hal yang persis sama juga berlaku pada molekul unsur sejenis lainnya pada soal, yaitu gas klorin ($Cl_2$ pada Opsi B), gas oksigen ($O_2$ pada Opsi C), dan gas nitrogen ($N_2$ pada Opsi D).
Diketahui dua molekul diatomik, Br₂ dan HBr. Manakah pernyataan yang tepat mengenai persebaran awan elektron dan sifat kepolarannya?
- Awan elektron pada Br₂ simetris, sehingga bersifat nonpolar.
- Awan elektron Br₂ menebal di salah satu sisi, sehingga bersifat polar.
- Awan elektron HBr simetris sempurna di tengah, sehingga bersifat nonpolar.
- Awan elektron kedua molekul sama-sama tersebar simetris di tengah ikatan.
Jawaban: Awan elektron pada Br₂ simetris, sehingga bersifat nonpolar.
Molekul Br₂ tersusun dari dua atom Brom yang identik, sehingga kekuatan tarik elektronnya sama kuat dan awan elektronnya simetris (nonpolar). Sebaliknya, HBr tersusun dari atom berbeda sehingga awan elektronnya tidak simetris (polar).
Molekul sejenis selalu memiliki ikatan nonpolar karena tarikan yang sama kuat.
Beda Atom, Beda Kuat Tarik
Molekul yang tersusun dari dua atom berbeda dengan keelektronegatifan ekstrem menghasilkan ikatan yang paling polar. Ketika dua atom yang berbeda jenis saling berikatan, kekuatan tarikan mereka terhadap selimut elektron hampir tidak pernah sama.
Perbedaan tarikan ini terlihat sangat mencolok pada molekul hidrogen fluorida ($HF$ pada Opsi E). Di dalam tabel periodik, atom Fluor ($F$) adalah unsur dengan nilai keelektronegatifan paling tinggi di antara semua unsur, sementara Hidrogen ($H$) memiliki daya tarik yang relatif jauh lebih lemah.
Perbedaan kekuatan tarik yang sangat mencolok antara $H$ dan $F$ membuat selimut awan elektron terseret sangat kuat ke arah atom Fluor. Awan elektron menebal drastis di sekitar Fluor membentuk kutub $\delta^-$, dan meninggalkan atom Hidrogen dalam kondisi sangat kekurangan elektron sehingga membentuk kutub $\delta^+$. Karena selisih kekuatan tarik ini adalah yang terbesar di antara seluruh pilihan yang ada, molekul $HF$ pada Opsi E menjadi ikatan kovalen yang paling polar.
Amati pembentukan kutub pada ikatan molekul HF. Tentukan apakah tiap pernyataan berikut Benar atau Salah:
- Karena atom Fluor menarik elektron lebih kuat, selimut awan elektron akan menumpuk di sekitar Fluor. — Benar
- Ujung di sekitar atom hidrogen menjadi kutub negatif karena hidrogen selalu bermuatan positif secara kimiawi. — Salah
Pernyataan 1 Benar karena Fluor memiliki keelektronegatifan lebih besar sehingga menarik awan elektron lebih dekat ke dirinya. Pernyataan 2 Salah karena perpindahan elektron (bermuatan negatif) ke arah Fluor membuat atom Hidrogen kekurangan elektron, sehingga ujung Hidrogen menjadi kutub positif (δ⁺), bukan negatif.
Perbedaan jenis atom dan kekuatan tariknya menentukan pembentukan kutub kepolaran.