Cara Membandingkan Karakter Ion/Kovalen Senyawa-senyawa
Membandingkan satu senyawa dengan senyawa lain dalam hal kekuatan ikatan seringkali dijumpai dalam banyak soal kimia. Biasa yang dibandingkan adalah karakter/sifat apa yang lebih dominan dalam satu zat, sifat ion atau kovalen. Pada soal sering juga meminta mengurutkan karakter tertentu dari yang terbesar/tertinggi ke terkecil/terendah atau sebaliknya. Perbandingan di sini adalah perbandingan antarzat. Untuk perbandingan karakter ion atau karakter kovalen dalam zat cukup melihat selisih harga keelektronegatifan dari 2 atom yang berikatan. Di blog ini terdapat alat untuk membandingkan hal itu. Kalkulator untuk menghitung karakter ion dalam suatu senyawa bisa diakses dari sini. Ada beberapa kajian tentang cara membandingkan kekuatan ikatan ion. Penjelasan berikut juga dapat menjawab pertanyaan mengapa ada senyawa yang terdiri dari unsur logam ketika berikatan dengan unsur non logam tidak lantas ia disebut berikatan ion, malah ia lebih dominan berikatan kovalen.
Syarat agar mudah membuat kesimpulan dari perbandingan kekuatan ikatan atau karakter ion/kovalen adalah memahami sifat-sifat periodik unsur. Sifat tersebut meliputi ukuran jari-jari atom, jari-jari kation dan anion, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan. Setidaknya itu semua sudah dipelajari pada bab sebelum bahasan ikatan kimia.
Prinsip sifat periodik pada unsur:
Seberapa kuat interaksi antara kation anion akan menentukan karakter kovalen atau karakter ion suatu senyawa. Kemampuan kation untuk mendistorsi (menarik/mempengaruhi awan elektron) anion disebut daya polarisasi dan kecenderungan anion untuk menjadi terpolarisasi oleh kation disebut polarisabilitas.
Berdasarkan aturan Fajan karakter kovalen dalam anion ditentukan oleh beberapa faktor:
Perlu diingat ketika membandingkan sifat zat, biasanya ada satu variabel yang dibuat tetap di antara variabel-variabel yang mempengaruhi sifat zat. Dengan mengubah variabel lain bisa diamati pengaruhnya ketika nilainya ditingkatkan atau diturunkan, apakah sifat tertentu juga berubah sejalan (sering disebut berbanding lurus) atau sebaliknya (sering disebut berbanding terbalik) dengan mempelajari trend (kecenderungan) ketika perubahan variabel-variabel terhadap karakter zat. Seperti penjelasan aturan Fajans di atas.
Contoh soal dan pembahasan
Soal #1:
Perbandingan jumlah muatan dengan ukuran jari-jari kation menentukan daya polarisasi. Manakah yang benar urutan peningkatan daya polarisasi kation-kation berikut: K+, Ca2+, Mg2+, Be2+?
A. Ca2+ < Mg2+ < Be2+ < K+
B. K+ < Ca2+ < Mg2+ < Be2+
C. Be2+ < Mg2+ < Ca2+ < K+
D. Mg2+ < Ca2+ < K+ < Be2+
E. K+ < Be2+ < Ca2+ < Mg2+
Pembahasan Soal #1:
Ukuran jari-jari kation lebih kecil dan muatan lebih banyak akan meningkatkan daya polarisasi kation. Oleh karena urutan kation K+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+ maka urutan daya polarisasi yang benar adalah K+ < Ca2+ < Mg2+ < Be2+
Jawaban yang tepat B.
Soal #2:
Urutan yang benar untuk karakter kovalen yang semakin meningkat dapat untuk beberapa zat berikut:
A. LiCl < NaCl < BeCl2
B. NaCl < LiCl < BeCl2
C. NaCl < BeCl2 < LiCl
D. BeCl2 < LiCl < NaCl
E. BeCl2 < NaCl < LiCl
Pembahasan Soal #2:
Perbedaan keelektronegatifan yang semakin besar akan menambah karakter ion dan mengurangi karakter kovalen. Bertambahnya muatan dan semakin kecilnya ukuran kation akan berakibat pada saya polarisasi. Oleh karena itu karakter kovalen juga semakin bertambah.
Pada zat yang dibandingkan sama-sama memiliki anion Cl–. Urutan jari-jari kation Na+ > Li+ > Be2+
Jawaban yang tepat B. NaCl < LiCl < BeCl2
Soal #3:
Diketahui besarnya keelektronegatifan atom hipotetik A = 4.0; B = 3,3; C = 2,8 dan D = 1,3. Jika atom-atom tersebut membentuk molekul AB, AD, BD, dan AC, urutan karakter kovalen molekul dari yang terkecil ke yang terbesar adalah...
A. AD < BD < AC < AB
B. AD < AC < BD < AB
C. AC < AD < AB < BD
D. AB < BD < AD < AC
E. AB < AC < BD < AD
Pembahasan Soal #3:
Senyawa yang atom-atamnya memiliki perbedaan keelektronegatifan terbesar bersifat lebih ionik, sebaliknya yang memiliki perbedaan keelektronegatifan terkecil ia akan dominan karakter kovalennya.
∆ keelektronegatifan AB → |4,0 – 3,3| = 0,7
∆ keelektronegatifan AD → |4,0 – 1,3| = 2,7
∆ keelektronegatifan BD → |3,3 – 1,3| = 2,0
∆ keelektronegatifan AC → |4,0 – 2,8| = 1,3
Jadi urutannya: AB < AC < BD < AD
Jawaban yang tepat E
Soal #4:
Manakah urutan yang benar dari karakter kovalen yang meningkat dari beberapa zat berikut?
A. AlCl3 < CaCl2 < KCl < SiCl4
B. SiCl4 < AlCl3 < CaCl2 < KCl
C. KCl < CaCl2 < AlCl3 < SiCl4
D. CaCl2 < KCl < AlCl3 < SiCl4
E. Tidak dapat ditentukan tanpa ada data lain.
Pembahasan Soal #4:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl– sehingga yang perlu diperhatikan adalah ukuran kation dan jumlah muatannya.
Jari-jari kation K+ > Ca2+ > Al3+ > Si4+, sesuai aturan Fajan, semakin kecil jari-jari kationnya maka karakter kovalennya bertambah besar.
Jawaban yang tepat C.
Soal #5:
Di antara LiCl, RbCl, BeCl2, MgCl2, manakah yang memiliki karakter ion terbesar dan karakter ion terkecil?
A. RbCl dan BeCl2
B. LiCl dan MgCl2
C. LiCl dan BeCl2
D. RbCl dan MgCl2
E. BeCl2 dan RbCl
Pembahasan Soal #5:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl– sehingga yang perlu diperhatikan adalah jari-jari kation dan jumlah muatannya, sesuai aturan Fajan. Urutan jari-jari kation: Rb+ > Li+ > Mg2+ > Be2+
Karakter ion biasa dimiliki oleh kation berukuran besar dan muatannya paling kecil. Rb+ adalah kation dengan ukuran terbesar dibanding yang lain dan bermuatan hanya +1. Jadi RbCl karakter ionnya terbesar dibanding 3 yang lain. Be2+ , memiliki ukuran kation paling kecil dengan muatan +2 maka karakter BeCl2 memiliki karakter ion terkecil dibanding 3 yang lain.
Jawaban yang tepat A.
Soal #6:
Manakah zat berikut yang memiliki karakter ionik paling kecil? Diketahui nomor atom(NA) Mg = 12, Cl = 17, Fe = 26, Zn = 30, Cd = 48, Hg = 80,
A. FeCl2
B. CdCl2
C. HgCl2
D. ZnCl2
E. MgCl2
Pembahasan Soal #6:
Pertama: Uraikan setiap senyawa dalam bentuk ion. Kebetulan semua kation bermuatan +2, dan anionnya sama, Cl–. Jadi yang diperlu diperhatikan hanya faktor kation saja.
Kedua: Lihat kation-kation tersebut apakah elektron valensinya 18. Sebab kation dengan konfigurasi kulit terakhir 18 akan mempunyai daya polarisasi lebih besar dibanding yang tidak punya konfigurasi elektron terkakhir 18. Istilah kation yang mempunyai konfigurasi elektron dengan elektron valensi 18 adalah konfigurasi pseudo gas mulai.
Mg NA 12 → 1s2 2s2 2p6 3s2
Mg2+ = → 1s2 2s2 2p6
Konfigurasi elektron perkulit Mg2+ → 2-8
Fe NA 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Fe2+ = → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Konfigurasi elektron perkulit Fe2+ → 2-8-14
Zn NA 30 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Zn2+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10
Konfigurasi elektron perkulit Zn2+ → 2-8-18
Cd NA 48→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
Cd2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10
Konfigurasi elektron perkulit Cd2+ → 2-8-18-18
Hg NA 80 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
Hg2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10
Konfigurasi elektron perkulit Hg2+ → 2-8-18-32-18
Zn2+, Cd2+, Hg2+, memiliki konfigurasi pseudo gas mulai oleh karena itu senyawanya memiliki karakter kovalen lebih besar dan karakter ionnya lebih kecil dibanding Fe2+, Mg2+. Di antara Zn2+, Cd2+, Hg2+, Zn2+ memiliki jari-jari kation paling kecil oleh karena itu karakter kovalennya paling besar atau karakter ionya lebih kecil.
Jawaban yang tepat E.
Soal diambil dari berbagai sumber. CMIIW, Terima kasih. Sumber https://www.urip.info/
Syarat agar mudah membuat kesimpulan dari perbandingan kekuatan ikatan atau karakter ion/kovalen adalah memahami sifat-sifat periodik unsur. Sifat tersebut meliputi ukuran jari-jari atom, jari-jari kation dan anion, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan. Setidaknya itu semua sudah dipelajari pada bab sebelum bahasan ikatan kimia.
Prinsip sifat periodik pada unsur:
- Jari-jari atom, jari-jari kation logam, jari-jari anion nonlogam dan karakter logam semakin besar dari kanan ke kiri untuk unsur seperiode dan dari atas ke bawah untuk unsur segolongan
- Energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, dan karakter nonlogam semakin besar dari kiri ke kanan untuk unsur seperiode dan dari bawah ke atas untuk unsur segolongan.
Seberapa kuat interaksi antara kation anion akan menentukan karakter kovalen atau karakter ion suatu senyawa. Kemampuan kation untuk mendistorsi (menarik/mempengaruhi awan elektron) anion disebut daya polarisasi dan kecenderungan anion untuk menjadi terpolarisasi oleh kation disebut polarisabilitas.
Berdasarkan aturan Fajan karakter kovalen dalam anion ditentukan oleh beberapa faktor:
- Ukuran Kation (Jari-jari Kation Logam)
Semakin kecil ukuran kation maka semakin besar daya polarisasi dan karena itu karakter kovalennya semakin besar.
Contoh urutan karakter kovalen
LiCl > NaCl > KCl > RbCl
BeCl2 > MgCl2 > CaCl2 > SrCl2
FeCl3 > FeCl2
PbCl4 > PbCl2
Jari-jari anion (Cl−) tetap, faktor penentunya adalah ukuran jari-jari kation. - Ukuran Anion (Jari-jari Anion Nonlogam)
Semakin besar ukuran anion, semakin besar polarisabitas, oleh karena itu sifat kovalennya juga lebih besar. Contoh urutan sifat kovalen.
LiCl < LiBr < LiI
BeCl2 < BeBr2 < BeI2 - Muatan ion
Dengan bertambahnya muatan pada kation, kecenderungan polarisasi elektron dari anion akan bertambah dan karena itu sifat kovalennya juga bertambah. Serupa jika muatan anion bertambah, maka daya polarisasinya juga bertambah dan karena itu sifat kovalennya meningkat.
Contoh urutan sifat kovalen:
NaCl < MgCl2 < AlCl3 < SiCl4
MgF2 < MgO - Konfigurasi elektron kation
Kation dengan elektron valensi 18 elektron (ini elektron valensi dari konfigurasi elektron setelah jadi kation) membuat anion lebih terpolarisasi, bahkan jika kedua kation mempunyai ukuran sama dan muatan sama sekalipun. Semakin terpolarisasi maka semakin kovalen.
Contoh
Cu+ : konfigurasi elektron 2-8-18 ukuran 0,96 A (A = Angstrom, 1 A = 10−10 meter) dan
Na+ : konfigurasi elektron 2-8 ukuran 0,95 A
Konfigurasi elektron Na dengan nomor atom 11:
1s2 2s2 2p6 3s1
Na+ : 1s2 2s2 2p6 3s0
Na+ → 2–8
Na+ → elektron valensi 8
Konfigurasi elektron Cu dengan nomor atom 29:
1s2 2s2 sp6 3s2 3p6 4s1 3d10
Cu+ : 1s2 2s2 sp6 3s2 3p6 3d10 4s0
Cu+ → 2–8–18
Cu+ → elektron valensi 18
Sifat kovalen CuCl > NaCl
Perlu diingat ketika membandingkan sifat zat, biasanya ada satu variabel yang dibuat tetap di antara variabel-variabel yang mempengaruhi sifat zat. Dengan mengubah variabel lain bisa diamati pengaruhnya ketika nilainya ditingkatkan atau diturunkan, apakah sifat tertentu juga berubah sejalan (sering disebut berbanding lurus) atau sebaliknya (sering disebut berbanding terbalik) dengan mempelajari trend (kecenderungan) ketika perubahan variabel-variabel terhadap karakter zat. Seperti penjelasan aturan Fajans di atas.
Contoh soal dan pembahasan
Soal #1:
Perbandingan jumlah muatan dengan ukuran jari-jari kation menentukan daya polarisasi. Manakah yang benar urutan peningkatan daya polarisasi kation-kation berikut: K+, Ca2+, Mg2+, Be2+?
A. Ca2+ < Mg2+ < Be2+ < K+
B. K+ < Ca2+ < Mg2+ < Be2+
C. Be2+ < Mg2+ < Ca2+ < K+
D. Mg2+ < Ca2+ < K+ < Be2+
E. K+ < Be2+ < Ca2+ < Mg2+
Pembahasan Soal #1:
Ukuran jari-jari kation lebih kecil dan muatan lebih banyak akan meningkatkan daya polarisasi kation. Oleh karena urutan kation K+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+ maka urutan daya polarisasi yang benar adalah K+ < Ca2+ < Mg2+ < Be2+
Jawaban yang tepat B.
Soal #2:
Urutan yang benar untuk karakter kovalen yang semakin meningkat dapat untuk beberapa zat berikut:
A. LiCl < NaCl < BeCl2
B. NaCl < LiCl < BeCl2
C. NaCl < BeCl2 < LiCl
D. BeCl2 < LiCl < NaCl
E. BeCl2 < NaCl < LiCl
Pembahasan Soal #2:
Perbedaan keelektronegatifan yang semakin besar akan menambah karakter ion dan mengurangi karakter kovalen. Bertambahnya muatan dan semakin kecilnya ukuran kation akan berakibat pada saya polarisasi. Oleh karena itu karakter kovalen juga semakin bertambah.
Pada zat yang dibandingkan sama-sama memiliki anion Cl–. Urutan jari-jari kation Na+ > Li+ > Be2+
Jawaban yang tepat B. NaCl < LiCl < BeCl2
Soal #3:
Diketahui besarnya keelektronegatifan atom hipotetik A = 4.0; B = 3,3; C = 2,8 dan D = 1,3. Jika atom-atom tersebut membentuk molekul AB, AD, BD, dan AC, urutan karakter kovalen molekul dari yang terkecil ke yang terbesar adalah...
A. AD < BD < AC < AB
B. AD < AC < BD < AB
C. AC < AD < AB < BD
D. AB < BD < AD < AC
E. AB < AC < BD < AD
Pembahasan Soal #3:
Senyawa yang atom-atamnya memiliki perbedaan keelektronegatifan terbesar bersifat lebih ionik, sebaliknya yang memiliki perbedaan keelektronegatifan terkecil ia akan dominan karakter kovalennya.
∆ keelektronegatifan AB → |4,0 – 3,3| = 0,7
∆ keelektronegatifan AD → |4,0 – 1,3| = 2,7
∆ keelektronegatifan BD → |3,3 – 1,3| = 2,0
∆ keelektronegatifan AC → |4,0 – 2,8| = 1,3
Jadi urutannya: AB < AC < BD < AD
Jawaban yang tepat E
Soal #4:
Manakah urutan yang benar dari karakter kovalen yang meningkat dari beberapa zat berikut?
A. AlCl3 < CaCl2 < KCl < SiCl4
B. SiCl4 < AlCl3 < CaCl2 < KCl
C. KCl < CaCl2 < AlCl3 < SiCl4
D. CaCl2 < KCl < AlCl3 < SiCl4
E. Tidak dapat ditentukan tanpa ada data lain.
Pembahasan Soal #4:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl– sehingga yang perlu diperhatikan adalah ukuran kation dan jumlah muatannya.
Jari-jari kation K+ > Ca2+ > Al3+ > Si4+, sesuai aturan Fajan, semakin kecil jari-jari kationnya maka karakter kovalennya bertambah besar.
Jawaban yang tepat C.
Soal #5:
Di antara LiCl, RbCl, BeCl2, MgCl2, manakah yang memiliki karakter ion terbesar dan karakter ion terkecil?
A. RbCl dan BeCl2
B. LiCl dan MgCl2
C. LiCl dan BeCl2
D. RbCl dan MgCl2
E. BeCl2 dan RbCl
Pembahasan Soal #5:
Keempatnya memiliki anion yang sama yaitu Cl– sehingga yang perlu diperhatikan adalah jari-jari kation dan jumlah muatannya, sesuai aturan Fajan. Urutan jari-jari kation: Rb+ > Li+ > Mg2+ > Be2+
Karakter ion biasa dimiliki oleh kation berukuran besar dan muatannya paling kecil. Rb+ adalah kation dengan ukuran terbesar dibanding yang lain dan bermuatan hanya +1. Jadi RbCl karakter ionnya terbesar dibanding 3 yang lain. Be2+ , memiliki ukuran kation paling kecil dengan muatan +2 maka karakter BeCl2 memiliki karakter ion terkecil dibanding 3 yang lain.
Jawaban yang tepat A.
Soal #6:
Manakah zat berikut yang memiliki karakter ionik paling kecil? Diketahui nomor atom(NA) Mg = 12, Cl = 17, Fe = 26, Zn = 30, Cd = 48, Hg = 80,
A. FeCl2
B. CdCl2
C. HgCl2
D. ZnCl2
E. MgCl2
Pembahasan Soal #6:
Pertama: Uraikan setiap senyawa dalam bentuk ion. Kebetulan semua kation bermuatan +2, dan anionnya sama, Cl–. Jadi yang diperlu diperhatikan hanya faktor kation saja.
Kedua: Lihat kation-kation tersebut apakah elektron valensinya 18. Sebab kation dengan konfigurasi kulit terakhir 18 akan mempunyai daya polarisasi lebih besar dibanding yang tidak punya konfigurasi elektron terkakhir 18. Istilah kation yang mempunyai konfigurasi elektron dengan elektron valensi 18 adalah konfigurasi pseudo gas mulai.
Mg NA 12 → 1s2 2s2 2p6 3s2
Mg2+ = → 1s2 2s2 2p6
Konfigurasi elektron perkulit Mg2+ → 2-8
Fe NA 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Fe2+ = → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Konfigurasi elektron perkulit Fe2+ → 2-8-14
Zn NA 30 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Zn2+→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10
Konfigurasi elektron perkulit Zn2+ → 2-8-18
Cd NA 48→ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
Cd2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10
Konfigurasi elektron perkulit Cd2+ → 2-8-18-18
Hg NA 80 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
Hg2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10
Konfigurasi elektron perkulit Hg2+ → 2-8-18-32-18
Zn2+, Cd2+, Hg2+, memiliki konfigurasi pseudo gas mulai oleh karena itu senyawanya memiliki karakter kovalen lebih besar dan karakter ionnya lebih kecil dibanding Fe2+, Mg2+. Di antara Zn2+, Cd2+, Hg2+, Zn2+ memiliki jari-jari kation paling kecil oleh karena itu karakter kovalennya paling besar atau karakter ionya lebih kecil.
Jawaban yang tepat E.
Soal diambil dari berbagai sumber. CMIIW, Terima kasih. Sumber https://www.urip.info/