Ikatan Koordinasi: Antara Berbagi dan Memberi
Serah Terima vs Dipakai Bersama
Mendonorkan pasangan elektron untuk dipakai bersama sangat berbeda dengan melepas elektron secara permanen pada ikatan ion.
Ketika membaca kalimat "N mendonorkan pasangan elektron", kita sering kali langsung membayangkan serah-terima elektron seperti pada pembentukan garam dapur ($\text{NaCl}$). Padahal, dalam kimia, istilah donor tidak selalu berarti melepas kepemilikan elektron seutuhnya.
Pada ikatan ion, satu atom menyerahkan elektron secara penuh sehingga atom tersebut berubah menjadi kation ($+$) dan atom penerimanya menjadi anion ($-$). Kedua ion ini terpisah secara fisik dan hanya terikat oleh gaya tarik elektrostatik antar-muatan. Sebaliknya, pada ikatan kovalen, elektron tetap berada dan beroperasi di area tumpang tindih antara kedua inti atom untuk digunakan secara bersama-sama.
Selama elektron berada di antara kedua atom dan dipakai bersama sebagai perekat molekul, ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen, bukan ikatan ion (sehingga Opsi A salah).
Dua atom unsur nonlogam saling mendekat dan sepakat untuk menaruh elektron valensinya di area tumpang tindih kulit elektronnya. Berdasarkan lokasi elektron valensi tersebut, ikatan apakah yang terbentuk?
- Ikatan kovalen, karena elektron dikurung dan beroperasi di antara kedua inti atom bersama-sama.
- Ikatan ion, karena salah satu atom pasti mendonorkan elektronnya kepada yang lain.
- Ikatan logam, karena elektron valensinya bergerak bebas di antara kedua atom tersebut.
- Tidak membentuk ikatan, karena elektron tidak bisa saling berbagi di satu tempat.
Jawaban: Ikatan kovalen, karena elektron dikurung dan beroperasi di antara kedua inti atom bersama-sama.
Syarat mutlak ikatan kovalen adalah keberadaan pasangan elektron yang dipakai bersama di area tumpang tindih antara kedua inti atom. Pada ikatan ion, elektron harus lepas secara permanen membentuk kation dan anion terpisah, bukan dikongsi bersama.
Ikatan ion terjadi karena perpindahan elektron penuh, sedangkan kovalen karena pemakaian bersama.
Kondisi Awal N dan B
Nitrogen dalam amonia bersisa pasangan elektron bebas, sedangkan Boron kekurangan elektron di kulit terluarnya.
Untuk memahami bagaimana kedua molekul ini bisa saling terhubung, kita perlu memeriksa "modal elektron" dari masing-masing atom pusat sebelum mereka bertemu.
Atom Nitrogen ($_{7}\text{N}$) memiliki konfigurasi elektron $2, 5$, yang berarti memiliki 5 elektron valensi. Pada molekul amonia ($\text{NH}_3$), 3 elektron valensi digunakan untuk berikatan kovalen dengan 3 atom hidrogen. Sisa 2 elektron yang tidak dipakai berikatan ini berkumpul menjadi satu Pasangan Elektron Bebas (PEB) di atas atom N.
Sementara itu, atom Boron ($_{5}\text{B}$) memiliki konfigurasi elektron $2, 3$, dengan 3 elektron valensi. Dalam molekul $\text{BF}_3$, ketiga elektron valensi tersebut habis dipakai untuk berikatan dengan 3 atom fluor. Akibatnya:
Di sekitar atom B hanya terkumpul total 6 elektron ikatan.
Berdasarkan kaidah oktet (kestabilan 8 elektron seperti gas mulia), atom B masih kekurangan 2 elektron.
Kekurangan ini menyisakan satu orbital kosong yang siap menampung sepasang elektron dari luar.
Atom fosfor (P, nomor atom 15, memiliki 5 elektron valensi) mengikat tiga atom klorin (Cl) membentuk molekul PCl3. Analisis kebenaran pernyataan berikut:
- Sama seperti nitrogen pada amonia, fosfor memiliki satu pasangan elektron bebas pada molekul PCl3. — Benar
- Molekul PCl3 tidak oktet dan memiliki orbital kosong seperti BF3. — Salah
Pernyataan 1 Benar: Fosfor (golongan 15, valensi 5) memakai 3 elektron untuk mengikat 3 Cl, sehingga tersisa 2 elektron (1 PEB), persis seperti NH3. Pernyataan 2 Salah: Di sekitar atom P terdapat 3 pasang elektron ikatan (6 elektron) ditambah 1 PEB (2 elektron), sehingga totalnya 8 elektron (sudah oktet sempurna), tidak memiliki orbital kosong seperti BF3.
Kemampuan mengidentifikasi PEB dan kebutuhan elektron untuk mencapai oktet.
Traktiran Pasangan Elektron
Ikatan kovalen koordinasi terbentuk jika elektron yang dipakai secara bersama murni berasal dari satu atom saja.
Ketika molekul $\text{NH}_3$ dan $\text{BF}_3$ saling mendekat, terjadi kecocokan yang sempurna: Nitrogen memiliki kelebihan pasangan elektron (PEB), sedangkan Boron memiliki orbital kosong yang membutuhkan elektron.
Nitrogen menyodorkan PEB miliknya ke dalam orbital kosong milik Boron. Namun, perhatikan baik-baik: Nitrogen tidak melepaskan elektron tersebut secara permanen kepada Boron (tidak terjadi pembentukan ion terpisah). Pasangan elektron itu ditaruh di tengah-tengah untuk digunakan bersama oleh atom N dan atom B.
Karena seluruh pasangan elektron ikatan tersebut disumbangkan oleh satu pihak saja—yaitu atom Nitrogen sebagai pihak yang mentraktir—ikatan ini dinamakan ikatan kovalen koordinasi (inilah alasan mengapa Opsi D benar).
Ion hidrogen (H+) yang tidak memiliki elektron bereaksi dengan molekul air (H2O) yang memiliki dua pasang elektron bebas untuk membentuk ion hidronium (H3O+). Berdasarkan asal pasangan elektron yang menghubungkan H+ dan atom O, ikatan baru tersebut digolongkan sebagai...
- Ikatan kovalen polar, karena atom oksigen memiliki keelektronegatifan lebih tinggi dari hidrogen.
- Ikatan kovalen koordinasi, karena seluruh pasangan elektron ikatan berasal dari atom Oksigen.
- Ikatan kovalen tunggal biasa, karena setiap molekul bebas berikatan tanpa melihat asal elektron.
- Ikatan ion, karena reaksi tersebut melibatkan ion H+ yang bereaksi dengan molekul netral.
Jawaban: Ikatan kovalen koordinasi, karena seluruh pasangan elektron ikatan berasal dari atom Oksigen.
Ikatan baru antara O dan H+ merupakan ikatan kovalen koordinasi karena ion H+ tidak menyumbang elektron sama sekali (hanya menyediakan orbital kosong), sehingga sepasang elektron ikatan disumbangkan seluruhnya oleh atom Oksigen ('traktiran'). Bukan ikatan ion karena elektron tidak berpindah melainkan dipakai bersama dalam molekul H3O+.
Syarat terjadinya ikatan kovalen koordinasi adalah sepasang elektron disumbang oleh salah satu atom saja.