Perlukah Menghafal Aturan Bilangan Oksidasi?
Bahasan reaksi redoks tidak lepas dari bilangan oksidasi (biloks). Bila sudah menguasai pokok bahasan kimia kelas 10 semester pertama sejatinya tidak perlu menghafal berbagai aturan dalam penentuan biloks. Aturan-aturan ini merupakan hasil kesimpulan setelah mengamati proses "penghitungan elektron". Biloks ini memang sangat membantu memahami "soal elektron" yang menjadi sentral pembahasan kimia. Memahami adalah hal utama dan biasa akan diikuti dengan hafal secara otomatis.
Pokok bahasan kimia sesungguhnya saling terkait, tidak ada yang benar-benar saling lepas. Termasuk tentang biloks dan semua pokok bahasan kimia semester pertama dengan pokok bahasan semester berikutnya.
Syarat dapat memahami konsep biloks suatu unsur:
Konsep biloks
Bilangan oksidasi atom = Σ EV − Σ ES
Σ EV = jumlah elektron valensi atom bebas
Σ ES = jumlah elektron yang dapat dimiliki atom ketika berikatan, di sini disebut dengan elektron sekitar atom.
Biloks atom dalam senyawa ion
Biloks adalah suatu bilangan yang menyatakan banyaknya transfer elektron satu atom ke atom lain atau ke spesi yang dapat menerima elektron dari atom lain. Atom yang melepaskan elektron akan memiliki biloks positif, atom yang menerima elektron akan memiliki biloks negatif.
Contoh:
Biloks atom dalam senyawa kovalen
Pada senyawa kovalen, biloks ini bukan transfer elektron secara nyata sebagaimana dalam senyawa ion. Memang dalam senyawa kovalen tidak ada transfer elektron, yang ada adalah pemakaian bersama sebagai pasangan elektron yang kemudian disebut ikatan.
Biloks atom dalam senyawa kovalen adalah selisih jumlah elektron valensi dengan jumlah elektron yang ada di sekitar atom setelah terjadi "perebutan elektron ikatan". Perebutan di sini hanya seolah-olah saja.
Atom yang sanggup "merebut" elektron ikatan adalah atom yang memiliki nilai keelektronegatifan lebih tinggi. Dengan kata lain atom yang memiliki elektronegativitas tinggi lebih "berhak mengambil" elektron ikatan antara dirinya dengan atom lain. Bila atom yang berikatan itu sama maka elektron dibagi dua sama banyak.
Contoh:
Mengapa unsur bebas berbiloks nol?
Pada unsur bebas memang tidak ada transfer elektron atau kalaupun berikatan dengan sesamanya elektron yang digunakan berikatan tidak ada yang tertarik ke satu atom, karena keelektronegatifannya sama persis. Lantas dibuat kesimpulan bahwa unsur yang seperti itu biloks-nya nol.
Bilangan Oksidasi Ion Monoatom
Atom yang telah melepaskan sejumlah elektron ke atom lain disebut ion positif atau kation. Biloks atom yang bermuatan positif ini sesuai dengan jumlah elektron yang ia lepaskan yang diwakili dengan tanda positif yang ditulis sebagai superskrip positif.
Atom yang telah menerima sejumlah elektron dari atom lain disebut ion negatif atau anion. Biloks atom yang bermuatan negatif ini sesuai dengan jumlah elektron yang ia terima yang diwakili dengan tanda negatif yang ditulis sebagai superskrip negatif.
Mengapa unsur logam golongan tertentu hanya ada semacam biloks?
Unsur logam golongan alkali, golongan alkali tanah, logam aluminium (Al), perak (Ag), seng (Zn) akan relatif lebih stabil bila melepaskan elektron di kulit terluarnya secara menyeluruh, bila hanya sebagian saja justru ia menjadi tidak stabil.
Golongan I-A (logam alkali) akan stabil bila melepaskan 1 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia isoelektroniknya. Isoelektronik = memiliki jumlah elektron sama.
Golongan II-A (logam alkali tanah) akan stabil bila melepaskan 2 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia isoelektroniknya.
Aluminium akan stabil bila melepaskan 3 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia neon (Ne).
Ag dan Zn termasuk unsur logam transisi, ia semakin stabil bila melepaskan elektron pada tingkat energi tertingginya hingga memiliki konfigurasi akhir 18 elektron. Konfigurasi elektron stabil seperti ini disebut konfigurasi pseudo gas mulia. Tentang konfigurasi pseudo gas mulia silakan simak pada tulisan di sini.
Perkecualian itu sebenarnya bukanlah sebuah perkecualian
Sekali lagi, biloks unsur/atom ini dasar pijakan utamanya adalah soal perbandingan manakah unsur/atom lebih lebih elektronegatif atau mana yang kurang elektronegatif. Bila ini dipahami maka perkecualian itu tidak ada.
Hidrogen
Biloks H umumnya adalah +1 ketika berikatan dengan unsur yang memiliki EN lebih besar darinya. Namun ketika membentuk hidrida dengan logam bilangan oksidasi tidak lagi +1 melainkan –1.
Dasarnya adalah beda EN antara unsur/atom yang berikatan. Logika yang digunakan adalah sebagai berikut.
Unsur logam memiliki EN lebih kecil dari H, EN kecil artinya cenderung bermuatan positif atau elektropositif, makanya logam selalu diberikan biloks bernilai positif. Logam cenderung melepaskan elektron agar lebih stabil.
Pada prosesnya ketika H terurai maka ia akan membawa 1 elektron dari logam yang semula berikatan dengannya. Oleh karena itu H bermuatan negatif, sementara itu logam bermuatan positif.
Oksigen
Biloks O, pada senyawa umumnya –2, pada peroksida O berbiloks –1, pada superoksida berbiloks –½, dan pada molekul OF2 malah bernilai +2?
Contoh pada molekul H2O.
EN O > EN H, pasangan elektron ikatan antara O-H seolah ditarik ke O sehingga O seolah mendapat tambahan 2 elektron dari H, sementara itu H seolah melepaskan elektronnya ke O.
Biloks O = 6 – 8 = –2
Biloks H = 1 – 0 = +1
Tahu dari mana kalau EN O > EN H?
Nilai EN memang tidak harus dihafal semua, cukup pelajari tren dan pengecualiaannya saja bila ada. Berdasar data H memiliki EN sebesar 2,20 (skala Pauling) dan EN O = 3,44.
Perlu diingat beberapa nilai EN beberapa unsur agar tahu patokan/pijakan dalam pembandingan nilai EN. Selengkapnya silakan lihat pada gambar tabel EN di bagian bawah dari tulisan ini.
Contoh pada molekul H2O2.
Biloks O = 6 – 7 = –1
Biloks H = 1 – 0 = +1
Contoh pada molekul OF2.
Biloks O = 6 – 4 = +2
Biloks F = 7 – 8 = –1
Contoh pada molekul KO2.
Biloks K = 1 – 0 = +1
Biloks 2O dalam O2– = –1
Biloks O dalam O2– = –½ (ini adalah biloks rata-rata 2 atom O)
Catatan:
Biloks suatu unsur sesungguhnya tidak pernah bernilai pecahan, sebab transfer elektron tidak pernah terjadi hanya sekian per sekian elektron, tapi dipastikan ini merupakan biloks rata-rata seperti pada biloks O dalam senyawa superoksida dan juga beberapa biloks atom lain yang kelak akan ditemui.
Beberapa tulisan tentang biloks dalam blog ini dapat disimak di:
Demikian sedikit catatan tentang biloks tentang perlu tidaknya menghafal aturan-aturan biloks pada pelajaran kimia di SMA.
CMIIW.
Terima kasih.
Sumber https://www.urip.info/
Pokok bahasan kimia sesungguhnya saling terkait, tidak ada yang benar-benar saling lepas. Termasuk tentang biloks dan semua pokok bahasan kimia semester pertama dengan pokok bahasan semester berikutnya.
Syarat dapat memahami konsep biloks suatu unsur:
- memahami struktur atom, serta konfigurasi elektron
- dapat membedakan unsur logam-nonlogam sistem periodik unsur,
- memahami sifat periodik unsur terutama elektronegativitas (EN) atau keelektronegatifan,
- memahami cara menggambar struktur Lewis molekul.
Konsep biloks
Bilangan oksidasi atom = Σ EV − Σ ES
Σ EV = jumlah elektron valensi atom bebas
Σ ES = jumlah elektron yang dapat dimiliki atom ketika berikatan, di sini disebut dengan elektron sekitar atom.
Biloks atom dalam senyawa ion
Biloks adalah suatu bilangan yang menyatakan banyaknya transfer elektron satu atom ke atom lain atau ke spesi yang dapat menerima elektron dari atom lain. Atom yang melepaskan elektron akan memiliki biloks positif, atom yang menerima elektron akan memiliki biloks negatif.
Contoh:
Biloks atom dalam senyawa kovalen
Pada senyawa kovalen, biloks ini bukan transfer elektron secara nyata sebagaimana dalam senyawa ion. Memang dalam senyawa kovalen tidak ada transfer elektron, yang ada adalah pemakaian bersama sebagai pasangan elektron yang kemudian disebut ikatan.
Biloks atom dalam senyawa kovalen adalah selisih jumlah elektron valensi dengan jumlah elektron yang ada di sekitar atom setelah terjadi "perebutan elektron ikatan". Perebutan di sini hanya seolah-olah saja.
Atom yang sanggup "merebut" elektron ikatan adalah atom yang memiliki nilai keelektronegatifan lebih tinggi. Dengan kata lain atom yang memiliki elektronegativitas tinggi lebih "berhak mengambil" elektron ikatan antara dirinya dengan atom lain. Bila atom yang berikatan itu sama maka elektron dibagi dua sama banyak.
Contoh:
Mengapa unsur bebas berbiloks nol?
Pada unsur bebas memang tidak ada transfer elektron atau kalaupun berikatan dengan sesamanya elektron yang digunakan berikatan tidak ada yang tertarik ke satu atom, karena keelektronegatifannya sama persis. Lantas dibuat kesimpulan bahwa unsur yang seperti itu biloks-nya nol.
Atom yang telah melepaskan sejumlah elektron ke atom lain disebut ion positif atau kation. Biloks atom yang bermuatan positif ini sesuai dengan jumlah elektron yang ia lepaskan yang diwakili dengan tanda positif yang ditulis sebagai superskrip positif.
Atom yang telah menerima sejumlah elektron dari atom lain disebut ion negatif atau anion. Biloks atom yang bermuatan negatif ini sesuai dengan jumlah elektron yang ia terima yang diwakili dengan tanda negatif yang ditulis sebagai superskrip negatif.
Mengapa unsur logam golongan tertentu hanya ada semacam biloks?
Unsur logam golongan alkali, golongan alkali tanah, logam aluminium (Al), perak (Ag), seng (Zn) akan relatif lebih stabil bila melepaskan elektron di kulit terluarnya secara menyeluruh, bila hanya sebagian saja justru ia menjadi tidak stabil.
Golongan I-A (logam alkali) akan stabil bila melepaskan 1 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia isoelektroniknya. Isoelektronik = memiliki jumlah elektron sama.
Golongan II-A (logam alkali tanah) akan stabil bila melepaskan 2 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia isoelektroniknya.
Aluminium akan stabil bila melepaskan 3 elektron hingga kationnya memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia neon (Ne).
Ag dan Zn termasuk unsur logam transisi, ia semakin stabil bila melepaskan elektron pada tingkat energi tertingginya hingga memiliki konfigurasi akhir 18 elektron. Konfigurasi elektron stabil seperti ini disebut konfigurasi pseudo gas mulia. Tentang konfigurasi pseudo gas mulia silakan simak pada tulisan di sini.
Perkecualian itu sebenarnya bukanlah sebuah perkecualian
Sekali lagi, biloks unsur/atom ini dasar pijakan utamanya adalah soal perbandingan manakah unsur/atom lebih lebih elektronegatif atau mana yang kurang elektronegatif. Bila ini dipahami maka perkecualian itu tidak ada.
Hidrogen
Biloks H umumnya adalah +1 ketika berikatan dengan unsur yang memiliki EN lebih besar darinya. Namun ketika membentuk hidrida dengan logam bilangan oksidasi tidak lagi +1 melainkan –1.
Dasarnya adalah beda EN antara unsur/atom yang berikatan. Logika yang digunakan adalah sebagai berikut.
Unsur logam memiliki EN lebih kecil dari H, EN kecil artinya cenderung bermuatan positif atau elektropositif, makanya logam selalu diberikan biloks bernilai positif. Logam cenderung melepaskan elektron agar lebih stabil.
Pada prosesnya ketika H terurai maka ia akan membawa 1 elektron dari logam yang semula berikatan dengannya. Oleh karena itu H bermuatan negatif, sementara itu logam bermuatan positif.
Oksigen
Biloks O, pada senyawa umumnya –2, pada peroksida O berbiloks –1, pada superoksida berbiloks –½, dan pada molekul OF2 malah bernilai +2?
Contoh pada molekul H2O.
EN O > EN H, pasangan elektron ikatan antara O-H seolah ditarik ke O sehingga O seolah mendapat tambahan 2 elektron dari H, sementara itu H seolah melepaskan elektronnya ke O.
Biloks O = 6 – 8 = –2
Biloks H = 1 – 0 = +1
Tahu dari mana kalau EN O > EN H?
Nilai EN memang tidak harus dihafal semua, cukup pelajari tren dan pengecualiaannya saja bila ada. Berdasar data H memiliki EN sebesar 2,20 (skala Pauling) dan EN O = 3,44.
Perlu diingat beberapa nilai EN beberapa unsur agar tahu patokan/pijakan dalam pembandingan nilai EN. Selengkapnya silakan lihat pada gambar tabel EN di bagian bawah dari tulisan ini.
Contoh pada molekul H2O2.
Biloks O = 6 – 7 = –1
Biloks H = 1 – 0 = +1
Contoh pada molekul OF2.
Biloks O = 6 – 4 = +2
Biloks F = 7 – 8 = –1
Contoh pada molekul KO2.
Biloks K = 1 – 0 = +1
Biloks 2O dalam O2– = –1
Biloks O dalam O2– = –½ (ini adalah biloks rata-rata 2 atom O)
Biloks suatu unsur sesungguhnya tidak pernah bernilai pecahan, sebab transfer elektron tidak pernah terjadi hanya sekian per sekian elektron, tapi dipastikan ini merupakan biloks rata-rata seperti pada biloks O dalam senyawa superoksida dan juga beberapa biloks atom lain yang kelak akan ditemui.
Beberapa tulisan tentang biloks dalam blog ini dapat disimak di:
- Bilangan Oksidasi O dan F pada HOF
- Muatan Formal, Bilangan Oksidasi, dan Struktur Lewis
- Catatan tentang Bilangan Oksidasi
- Cara Menentukan Bilangan Oksidasi S dalam Ion S2O82– dan S4O62– yang Benar
- Daftar biloks stabil dan biloks yang mungkin dimiliki suatu atom dapat disimak di sini.
Beberapa tutorial tentang bilangan oksidasi dalam format video dapat di simak dari tautan berikut:
Demikian sedikit catatan tentang biloks tentang perlu tidaknya menghafal aturan-aturan biloks pada pelajaran kimia di SMA.
CMIIW.
Terima kasih.
Sumber https://www.urip.info/