Tarik Tambang Elektron dalam Molekul

Satu Pasang Sepatu

Pernahkah kamu menghitung jumlah sepatumu? Kalau kamu punya sepatu kiri dan kanan, jumlah sepatunya ada 2 buah. Tapi kalau ditanya berapa pasang, jawabannya adalah 1 pasang, kan?

Hal sepele ini sering bikin kita terjebak saat membicarakan elektron dalam atom!

Mari kita bedah atom Nitrogen (N) pada molekul amonia (NH₃). Atom N berada di Golongan VA, artinya ia punya 5 elektron valensi (elektron terluar yang siap dipakai berikatan).

Dari 5 elektron ini, N "patungan" masing-masing 1 elektron dengan 3 atom Hidrogen (H). Artinya, ada 3 elektron N yang dipakai berikatan. Lalu, berapa sisa elektron N yang "jomblo" alias tidak berikatan dengan H? Sisa elektron = 5 - 3 = 2 elektron bebas.

Jadi, pada atom pusat N di NH₃, hanya terdapat 1 PEB, bukan 2. Pemahaman ini sangat penting karena jumlah PEB bakal menentukan bentuk 3D molekulnya nanti.

Tarik Tambang Elektron

Bayangkan ikatan kimia kovalen (patungan elektron) itu seperti permainan tarik tambang, di mana tali tambangnya adalah elektron yang sedang dipakai bersama.

Gambar: Joy Agyepong, CC BY-SA 4.0 — Wikimedia Commons

Walaupun namanya "patungan", pembagian elektron ini jarang yang adil. Kenapa? Karena tiap jenis atom punya "otot" alias kekuatan menarik elektron yang beda-beda. Kekuatan otot ini dalam kimia disebut keelektronegatifan.

Dalam ikatan N-H pada amonia, atom Nitrogen (N) punya otot yang lebih kekar (keelektronegatifan N = 3,0) dibanding atom Hidrogen (H = 2,1). Akibatnya, elektron ikatan akan tertarik bergeser mendekati N.

Karena elektron itu bermuatan negatif, penumpukan elektron di sekitar N bikin atom N jadi sedikit bermuatan negatif (parsial negatif, $\delta^-$), sementara H yang ditinggalkan jadi sedikit bermuatan positif (parsial positif, $\delta^+$).

Kondisi punya ujung positif dan negatif ini disebut polar (punya kutub). Jadi, ikatan N-H adalah ikatan kovalen polar.

Seberapa Kuat Tarikannya?

Oke, ikatan N-H itu polar karena tarikannya nggak seimbang. Tapi apakah ini tarikan paling ekstrem yang ada?

Mari berkenalan dengan Momen Dipol, yaitu besaran yang mengukur seberapa ekstrem pembagian elektron yang nggak adil tadi. Ibaratnya, makin jomplang beda ototnya, makin besar momen dipolnya.

Atom Fluor (F) adalah "juara dunia" tarik tambang di tabel periodik (keelektronegatifan 4,0). Coba bandingkan pertarungan N vs H dengan F vs H lewat simulasi berikut!

• Pada ikatan N-H: Selisihnya 3,0 - 2,1 = 0,9

• Pada ikatan F-H: Selisihnya 4,0 - 2,1 = 1,9

Karena selisih kekuatan F-H jauh lebih besar, elektron di molekul HF terseret sangat ekstrem ke arah F. Hasilnya, kepolaran (atau momen dipol) dari molekul HF lebih tinggi dibandingkan NH₃. Makin tinggi perbedaan keelektronegatifannya, makin tinggi nilai momen dipolnya.