9.2 Ikatan Ionik

Litium fluorida

Dalam Bab 8 kita mempelajari bahwa atom unsur dengan energi ionisasi rendah cenderung membentuk kation, sedangkan atom unsur dengan afinitas elektron tinggi cenderung membentuk anion. Sebagai aturan, unsur yang paling mungkin membentuk kation dalam senyawa ion adalah logam alkali dan logam alkali tanah, dan unsur yang paling mungkin membentuk anion adalah unsur golongan halogen dan oksigen. Akibatnya, berbagai macam senyawa ionik menggabungkan logam Golongan 1A atau Golongan 2A dengan unsur golongan halogen atau oksigen. Ikatan ion adalah gaya elektrostatik yang menyatukan ion dalam senyawa ionik. Perhatikan, misalnya, reaksi antara litium dan fluor membentuk litium fluorida, bubuk putih beracun yang digunakan untuk menurunkan titik leleh solder dan dalam pembuatan keramik. Konfigurasi elektron litium adalah 1s²2s¹, dan fluorin adalah 1s²2s²2p⁵. Ketika atom litium dan florin bersentuhan satu sama lain, elektron valensi 2s¹ dari lithium ditransfer ke atom florin. Dengan menggunakan simbol titik Lewis, kita merepresentasikan reaksi seperti ini:

 (9.1)

Untuk kenyamanan, bayangkan reaksi ini terjadi dalam langkah terpisah — pertama ionisasi Li:

dan kemudian penerimaan elektron oleh F:

Selanjutnya, bayangkan dua ion terpisah bergabung membentuk satuan senyawa LiF:

Perhatikan bahwa jumlah ketiga persamaan ini adalah

yang sama dengan Persamaan (9.1). Ikatan ionik dalam LiF adalah tarikan elektrostatik antara ion litium bermuatan positif dan ion florida bermuatan negatif. Senyawa itu sendiri netral secara muatan listrik.

Banyak reaksi umum lainnya mengarah pada pembentukan ikatan ionik. Misalnya, kalsium terbakar dalam oksigen membentuk kalsium oksida:

Dengan asumsi bahwa molekul O₂ diatomik pertama kali membelah menjadi atom oksigen yang terpisah (kita akan melihat energetika dari langkah ini pada bagian bab berikutnya), kita dapat merepresentasikan reaksi dengan simbol titik Lewis:

Ada transfer dua elektron dari atom kalsium ke atom oksigen. Perhatikan bahwa ion kalsium yang dihasilkan (Ca₂⁺) memiliki konfigurasi elektron argon, ion oksida (O₂²⁻) isoelektronik dengan neon, dan senyawa (CaO) netral secara muatan listrik.

Dalam banyak kasus, kation dan anion dalam senyawa tidak membawa muatan yang sama. Misalnya, ketika litium terbakar di udara membentuk litium oksida (Li₂O), persamaan yang setara adalah

Menggunakan simbol titik Lewis, kita tuliskan

Dalam proses ini, atom oksigen menerima dua elektron (masing-masing satu dari dua atom litium) membentuk ion oksida. Ion Li⁺ isoelektronik dengan helium.

Ketika magnesium bereaksi dengan nitrogen pada suhu tinggi, senyawa padatan putih, magnesium nitrida (Mg₃N₂), membentuk:

atau

Reaksi ini melibatkan transfer enam elektron (masing-masing dua dari atom Mg) ke dua atom nitrogen. Ion magnesium yang dihasilkan (Mg21) dan ion nitrida (N32) keduanya isoelektronik dengan neon. Karena ada tiga 12 ion dan dua 23 ion, keseimbangan muatan dan senyawanya netral secara listrik.

Dalam Contoh 9.1, kita menerapkan simbol titik Lewis untuk mempelajari pembentukan senyawa ionik.

Contoh 9.1

Gunakan simbol titik Lewis untuk menunjukkan pembentukan aluminium oksida (Al₂O₃).

Strategi

Kita menggunakan elektronetralitas sebagai panduan dalam menulis rumus untuk senyawa ionik, yaitu, muatan positif total pada kation harus sama dengan muatan negatif total pada anion.

Penyelesaian
Menurut Gambar 9.1, simbol titik Lewis dari Al dan O adalah

Karena aluminium cenderung membentuk kation (Al³⁺) dan oksigen membentuk anion (O₂²⁻) dalam senyawa ionik, transfer elektron adalah dari Al ke O. Ada tiga elektron valensi di setiap atom Al; setiap atom O membutuhkan dua elektron untuk membentuk ion O₂²⁻, yang isoelektronik dengan neon. Dengan demikian, rasio netralisasi paling sederhana dari Al³⁺ ke O₂²⁻ adalah 2:3; dua ion Al³⁺ memiliki muatan total +6, dan tiga ion O₂²⁻ memiliki muatan total -6. Jadi rumus empiris aluminium oksida adalah Al₂O₃, dan reaksinya adalah

Periksa

Pastikan bahwa jumlah elektron valensi (24) sama di kedua sisi persamaan. Apakah subskrip dalam Al₂O₃ direduksi menjadi bilangan bulat terkecil yang dimungkinkan?

Latihan

Gunakan simbol titik Lewis untuk merepresentasikan pembentukan barium hidrida.