Kunci Jawaban Tutor Ikatan Kimia

Kunci Jawaban Tutor e-Learning

Soal 1 : Geometri molekul

Apakah spesi XeF₅⁺ dapat diterima secara ilmiah? Jika dapat diterima perkirakanlah bentuk geometrinya dan jika tidak jelaskanlah kenapa?

Jawab:

 

Bentuk geometrinya piramida sisi empat. Dan tipe molekulnya adalah AX₅E.

Bentuk ini dapat diterima secara ilmiah karena sesuai dengan teori domain electron, dimana pasangan electron bebasnya berjumlah 1 dan pasangan electron ikatan berjumlah 5.

Soal 2 : Teori Ikatan Valensi

Metil isosianat CH₃-N=C=O adalah produk intermediet (produk antara) produksi racun serangga. Produk ini pernah menjadi mesin pembunuh di suatu tempat karena kebocoran pabrik. Bagaimanakah hibridisasi orbital antara N dan dua atom C? Buatlah gambar perkiraan bentuk molekul dan jelaskan mengapa bentuk tersebut yang dipilih. Jika atom N diganti, atom manakah yang bisa menggantikannya?

Jawab :

₇N = 1s² 2s² 2p³

Hibridisasi orbital N :

Metil isosianat CH₃-N=C=O

Hibridisasi atom N adalah sp²

Ikatan antara N dengan C (CH₃) adalah ikatan sigma, sedangkan ikatan antara N dengan C (C=O) adalah ikatan pi sehingga terdapat tumpangsuh antara orbital pi. Jika atom N diganti dengan atom lainnya, maka atom P dapat dijadikan sebagai pengganti N karena memiliki electron valensi yang sama yaitu 5.

Soal 3 : Teori Ikatan Valensi (kasus 2)

Apakah hibridisasi Cl pada spesi ClO₂ dan ClO₄^- sama atau berbeda? Carilah contoh-contoh yang lain yang sama kasusnya dengan spesi-spesi di atas.

ClO₂

Hibridisasi Cl dalam ClO₂ sp³d

₁₇Cl = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

ClO₄^-

Hibridisasi Cl dalam ClO₂ adalah sp³d²

₁₇Cl = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Contoh Lainnya :

-          Mirip ClO₂ (sp³d) = PCl₅, SF₄, ClF₃ dan XeF₂

-          Mirip ClO₄^- (sp³d²) = SF₆, BrF₅ dan XeF₄

Soal 4 : Teori Orbital Molekul

Mahasiswa berkeyakinan bahwa H₂^2- ada dan stabil. Bagaimana cara anda sebagai seorang calon guru menjelaskan keberadaan spesi tersebut?

Jawab :

₁H = 1s¹

H₂ = σ_1s²                                                                                                                   H₂^2- = σ_1s²  σ*_1s²

Senyawa H₂^2- tidak mungkin ada karena memiliki orde ikatan 0 yang berarti senyawa ini sangat tidak stabil. Elektron pada orbital antibonding akan menghilangkan sifat pada electron orbital bonding sehingga pembentukan senyawa ini tidak mungkin terjadi.

Soal 5 : Teori Orbital Molekul (kasus 2)

Manakah yang lebih kuat ikatan N₂ dibanding N₂⁺ mengapa? Bagaimana meningkatkan kuat ikatan menggunakan unsur-unsur lain?

Jawab :

₇N = 1s² 2s² 2p³

N₂ = σ_1s² σ*_1s²                         σ_2s² σ*_2s² σ_2px² (π_2py = π_2pz)²                         N₂⁺ = σ_1s² σ*_1s²σ_2s² σ*_2s² σ_2px² π_2py² π_2pz¹

Ikatan yang lebih kuat adalah ikatan N₂ karena memiliki orde ikatan yang lebih besar yaitu 3. Semakin besar orde ikatan maka semakin kuat dan stabil senyawa tersebut. Untuk dapat meningkatkan kekuatan ikatan N₂⁺, maka dibutuhkan atom yang kekurangan electron seperti ion halide (X^-) sehingga membentuk senyawa yang lebih stabil N₂X.

Soal 6 : Ikatan Logam

Diantara dua ikatan berikut manakah yang diperkirakan keberadaannya diakui. Li2 atau Be2? Jelaskanlah jawabanmu. Sampai batas mana besarnya atom-atom yang memungkinkan terjadinya molekul diatom logam?

Jawab :

Li2 : Li-Li dan Be2 : Be=Be

Li memiliki electron valensi 1, sedangkan Be memiliki electron valensi 2. Li membentuk ikatan logam dengan atom Li lainnya, dimana ikatan logam terbentuk karena lautan electron mengelilingi muatan positif ditengah-tengah inti atom.

Soal 7 : Kestabilan Atom

Dalam suatu ekspedisi luar angkasa ditemukan beberapa material yang diduga mengandung atom-atom baru. Para penemu sepakat menggunakan bilangan kuantum dengan aturan sebagai berikut: n>0, l+1kecil sama dari n (0 sampai n-1) , ml = 0 sampai +l  atau 0 sampai-l , s= +1/2 atau -1/2 dan aturan hund tetap dipakai Berapakah jumlah elektron atom gas mulia periode ke tiga dengan aturan baru tersebut? Sejauhmana  aturan ini sesuai dengan konfigurasi elektron mekanika kuantum? Bandingkan dengan konfigurasi elektron mekanika kuantum.

Jawab :

Jumlah eketron atom gas mulia periode ketiga adalah 18 yaitu Argon (Ar). Jika menggunakan aturan baru tersebut maka bilangan kuantumnya sebagai berikut :

n = 8 , ml = +3, l = 7 , s = -1/2.

Aturan baru tersebut hanya dapat digunakan untuk atom dengan n < 4, karena ml hanya memenuhi  0 sampai +1 atau 0 sampai -1. Artinya jumlah n yang diperkenankan hanya 3, dengan l = 2.

Soal 8 : Ikatan Kimia

Atom-atom yang telah ditemukan disusun dalam sistem periodik. Sistem periodik menggambarkan keperiodikan unsur-unsur. Termasuk secara tidak langsung mengenai keperiodikan pembentukan ikatan. Ikatan yang mungkin terjadi adalah ikatan ion, kovalen, logam atau tidak dapat berikatan. Berdasarkan bacaan di atas termasuk bagian manakah LiBe?
jelaskanlah jawaban saudara.

Jawab :

Li dan Be merupakan dua unsure logam yang elektropositif. Pembentukan ikatan kovalen dan ikatan ion, sangat tidak dimungkinkan karena Li memiliki electron valensi 1 dan Be memiliki electron valensi 2, sedangkan keduanya bersifat elektropositif sehingga saling tolak-menolak. Ikatan yang paling mungkin terbentuk adalah ikatan logam. Dimana electron valensi dari kedua atom mengelilingi inti yang positif dari kedua atom tersebut.

Soal 9 : Ikatan Ion

Energi kisi pada padatan ionik dipengaruhi oleh ukuran ion dan muatan ion. Berdasarkan sifat keperiodikan golongan 2A dan golongan 7A. gambarkanlah bagaimana grafik energi kisi senyawa ion yang dibentuk oleh ion Be⁺² dan Mg⁺² dengan ion dari golongan Halogen. jelaskanlah jawaban saudara.

Jawab :

Be²⁺ dengan ion Halida (X^-) contohnya Cl^-.

Be (s) + Cl2 (g) à BeCl2 (s) = Hf = Energi Pembentukan

Be (s) à Be (g) = S = Energi Sublimasi

Cl2 (g) à 2Cl (g) = ½ D = Energi Disosiasi

Be (g) à Be²⁺ (g) = EI = Energi Ionisasi

2Cl (g) à 2Cl^- (g) = AE = Afinitas Elektron

Be²⁺ (g) + 2Cl^- (g) à BeCl2 (s) = U = Energi Kisi

* Mg²⁺ dengan ion Halida (X^-) contohnya Br^-.

Mg (s) + Br2 (g) à MgBr2 (s) = Hf = Energi Pembentukan

Mg (s) à Mg (g) = S = Energi Sublimasi

Br2 (g) à 2Br (g) = ½ D = Energi Disosiasi

Mg (g) à Mg²⁺ (g) = EI = Energi Ionisasi

2Br (g) à 2Br^- (g) = AE = Afinitas Elektron

Mg²⁺ (g) + 2Br^- (g) à MgBr2 (s) = U = Energi Kisi

Soal 10 : Ikatan kovalen

Seorang pengusaha masih mempertimbangkan akan memproduksi ethanol atau methanol. Seorang guru kimia mengetahui kegalauan hati pengusaha tersebut yang merupakan ketua komite sekolah tempat ia mengajar. Jika anda guru kimia tersebut bagaimanakah anda membantu menentukan pilihan pengusaha tersebut ditinjau dari ikatan kimia? jelaskanlah mengapa anda memberikan pilihan tersebut.

Jawab :

Ethanol = CH3-CH2-OH

Methanol = CH3-OH

Dilihat dari rumus molekul kedua senyawa tersebut, terdapat perbedaan pada jumlah atom C, dimana ethanol memiliki jumlah atom C yang banyak. Hal ini berarti Mr ethanol lebih besar daripada methanol. Dengan demikian, titik didih dari ethanol lebih tinggi daripada titik didih methanol. Oleh karena itu, memproduksi ethanol lebih dibutuhkan energy yang besar agar ethanol dapat diuapkan dibandingkan methanol. Akan tetapi, ethanol merupakan senyawa yang mudah diperoleh melalui fermentasi senyawa bahan alam yang mengandung glukosa atau selulosa dengan menggunkan mikroba  atau enzim. Sehingga jika ditinjau dari ikatan kimia maka, ethanol lebih sulit untuk diproduksi, namun ditinjau dari kemudahan memperoleh ethanol, maka methanol lebih sulit untuk diperoleh.

Soal 11 : Ikatan Kovalen Polar

Momen dipol H2O adalah 1,85 D sedangkan F2O adalah 0,297D. Jika dicermati sudut ikatan H2O hampir sama dengan sudut ikatan F2O. Apakah penyebab perbedaan yang besar tersebut?

Jawab :

Momen dipol H2O adalah 1,85 D

F2O adalah 0,297D

Atom H bersifat lebih elektropositif daripada atom F, sedangkan atom O sangat elektronegatif. Sehingga pada molekul H2O, terjadi perbedaan keelektronegatifan yang besar yang menyebabkan momen dipole yang lebih besar daripada molekul F2O. Atom F lebih elektronegatif daripada atom O, kedua atom ini memiliki perbedaan keelektronegatifan yang relative kecil, sehingga perbedaan momen dipolenya lebih kecil.