Ikatan Kovalen vs Ikatan Hidrogen

Zoom In: Di Dalam Molekul Air

Sebelum kita bahas anomali air (kenapa es mengapung), kita harus zoom-in dulu melihat apa yang membuat air... benar-benar "air".

Satu molekul air ($H_2O$) terbentuk ketika satu atom Oksigen berbagi elektron dengan dua atom Hidrogen. Pemakaian elektron bersama ini berfungsi seperti lem sejati yang merekatkan atom-atom tersebut menjadi satu kesatuan molekul. "Lem" inilah yang kita sebut ikatan kovalen.

Ikatan kovalen ini terjadi DI DALAM molekul (sering disebut gaya intramolekul). Sifat ikatan ini sangatlah kuat! Berdasarkan pengukuran, butuh energi sangat besar (sekitar $464 \text{ kJ/mol}$) untuk bisa memutuskannya.

Zoom Out: Antar Molekul Air

Sekarang kita zoom-out. Di dalam segelas air, triliunan molekul $H_2O$ saling berdesakan. Bagaimana cara molekul yang satu berinteraksi dengan molekul tetangganya?

Molekul air itu polar: ujung oksigennya sedikit bermuatan negatif, dan ujung hidrogennya sedikit positif. Ingat hukum dasar magnet? Berlawanan arah saling tarik-menarik. Saat molekul-molekul air berdekatan, ujung Hidrogen dari satu molekul akan ditarik ke ujung Oksigen dari molekul LAIN.

Gaya tarik-menarik magnetik inilah yang disebut Ikatan Hidrogen. Perhatikan letaknya: ikatan hidrogen terjadi DI LUAR / ANTARA molekul-molekul yang berbeda (disebut gaya intermolekul).

Meski namanya pakai kata "ikatan", ikatan hidrogen jauh lebih lemah daripada ikatan kovalen. Hanya butuh energi kecil (sekitar $21 \text{ kJ/mol}$) untuk memisahkannya.

Gaya apa yang menghubungkan ujung atom oksigen dari satu molekul air dengan ujung atom hidrogen dari molekul air lain di sekitarnya?

  • A. Ikatan kovalen intramolekul
  • B. Ikatan ionik polar
  • C. Ikatan hidrogen intermolekul
  • D. Gaya gravitasi molekuler

Jawaban: C. Ikatan hidrogen intermolekul

Interaksi tarik-menarik antara molekul yang berbeda (oksigen parsial negatif dengan hidrogen parsial positif dari molekul LAIN) disebut ikatan hidrogen. Ini terjadi di luar/antarmolekul (intermolekul).

Ikatan hidrogen adalah gaya tarik-menarik antarmolekul, bukan ikatan kimia primer di dalam molekul.

Misteri Air Mendidih

Untuk benar-benar memahami bedanya skala energi kedua ikatan tadi, mari kita lihat apa yang terjadi di keseharian saat kita mendidihkan air.

Saat kamu memanaskan air di panci, energi panas (kalor) membuat molekul air bergerak semakin liar dan lincah. Karena ikatan hidrogen relatif lemah, gerakan liar ini cukup untuk merobek dan memutuskan tarikan magnet antarmolekul tersebut.

Hasilnya? Molekul-molekul air saling menjauh bebas dan berubah wujud menjadi uap air (fasa gas).

Tentukan Benar atau Salah pernyataan berikut terkait apa yang sebenarnya terputus saat air mendidih:

  • Saat air mendidih menjadi uap, ikatan hidrogen antarmolekulnya terputus. — Benar
  • Uap air terdiri dari gas hidrogen dan gas oksigen yang terpisah bebas karena ikatan kovalennya putus. — Salah

Mendidih hanya memutus ikatan hidrogen (gaya antarmolekul), sehingga molekul air saling menjauh jadi gas. Ikatan kovalen O-H sangat kuat dan TETAP UTUH, makanya uap air tetaplah H2O.

Perubahan fasa (seperti mendidih) hanya memutus gaya antarmolekul (ikatan hidrogen), bukan memutus ikatan kimia di dalam molekul (ikatan kovalen).