Sepanjang abad ke-19, ketika teori atom sedang dirumuskan, asumsi tentang sifat gaya yang menahan atom-atom dalam senyawa kimia diikuti dengan berbagai tingkat keberhasilan.
Salah satu hipotesis yang paling diterima adalah hipotesis Berzelius, yang menyatakan bahwa kombinasi kimia mematuhi prinsip tarik-menarik antara muatan listrik yang berlawanan tanda.
Sebuah ikatan kimia antara dua atom dibuat bila kekuatan mengikat antara mereka cukup untuk menimbulkan agregat yang stabil, yang dapat dianggap sebagai spesies molekul independen. Hanya gas mulia atau inert (helium, argon, neon, kripton, dan xenon) dan logam dalam keadaan gas yang memiliki struktur internal yang terdiri dari atom-atom terisolasi.
Zat kimia murni lainnya terdiri dari lebih dari satu atom dari unsur kimia yang sama (zat sederhana seperti oksigen, dari rumus molekul O2) atau atom dari unsur kimia yang berbeda (zat senyawa, seperti air, dari rumus molekul H2O, dengan 2 atom hidrogen dan satu atom oksigen).
Jumlah ikatan yang dapat dibuat oleh atom suatu unsur secara bersamaan menyatakan kemampuannya untuk bergabung, juga disebut valensi . Setiap unsur biasanya memiliki jumlah valensi yang tetap dan terbatas.
Beberapa jenis ikatan kimia dibedakan: elektrovalen (atau ionik), kovalen, logam dan ligasi yang dibentuk oleh ikatan hidrogen. Menurut teori oktet yang dikemukakan oleh ilmuwan Amerika Gilbert Newton Lewis, atom-atom ketika digabungkan cenderung mengasumsikan struktur elektronik gas mulia yang paling dekat dengan mereka dalam tabel periodik. Oleh karena itu, ikatan kimia merupakan solusi untuk konfigurasi elektron yang stabil .
Perbedaan antara jumlah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom memainkan peran mendasar dalam konstruksi ikatan kimia. Dalam logam alkali, energi itu minimal. Oleh karena itu, unsur-unsur dari kelompok ini memiliki reaktivitas yang besar, yaitu, mereka dengan mudah mengikat unsur-unsur lain. Sudah, gas mulia, di mana energi yang diperlukan maksimum, menghadirkan kesulitan besar dalam membentuk kombinasi, itulah sebabnya mereka disebut gas inert.
Ikatan elektrovalen atau ionik . Albrecht Kossel mengamati pada tahun 1916, perubahan mendadak sifat-sifat antara unsur-unsur yang mendahului dan yang segera mengikuti gas mulia dalam klasifikasi periodik unsur-unsur, sebuah fakta yang memunculkan teorinya tentang ikatan ion. Menurut Kossel, struktur elektronik gas mulia optimal dan stabil, sebagai akibat dari distribusi elektron yang sempurna di lingkungannya. Dengan demikian, unsur-unsur golongan halogen (fluor, klor, dan bromin) dan kalkogen (oksigen dan belerang), yang memiliki lebih sedikit elektron pada lapisan terakhirnya daripada gas mulia, dicirikan oleh afinitas elektronik yang besar, atau kapasitas untuk menangkap partikel unsurter.. Sebaliknya, alkali (natrium dan kalium), alkali tanah (kalsium dan magnesium) dan logam pada umumnya memiliki kecenderungan kuat untuk kehilangan elektron untuk memperoleh struktur yang stabil.
Ketika atom dengan perilaku elektronik yang berlawanan bergabung, transfer elektron menimbulkan atom bermuatan listrik, ion: kation atom yang ketika melepaskan elektron memperoleh muatan positif; dan anion, atom yang menerima elektron dan memperoleh muatan negatif.
Ikatan ionik yang diverifikasi, karakteristik garam alkali dan alkali tanah, terutama didasarkan pada gaya tarik elektrostatik, di luar fakta bahwa energi kombinasi yang terbentuk juga penting, yang disebut energi jaringan atau retikuler.
Ikatan kovalen : Ketika dua atom berbagi sepasang elektron dengan cara yang hampir sama, ikatan kovalen terjadi di antara mereka. Penyatuan ini, yang terjadi pada atom-atom yang sifatnya serupa, adalah yang paling umum dalam senyawa organik. Molekul biatomik oksigen, nitrogen, hidrogen, fluor, dan klorin yang sangat stabil juga membentuk ikatan kovalen.
Pasangan elektron yang berpartisipasi dalam ikatan dapat lebih dekat ke atom yang memberikan gaya tarik terbesar padanya. Ikatan ini, yang disebut kovalen polar, membentuk dipol listrik kecil, meskipun molekulnya secara keseluruhan netral. Air dan amonia adalah contoh senyawa jenis ini. Zat polar yang mengandung hidrogen kadang-kadang memiliki apa yang disebut ikatan hidrogen dalam struktur molekulnya.
Ikatan logam : Dari sudut pandang kimia, logam dicirikan dengan memiliki sedikit elektron di kulit terluar atom. Menurut teori ikatan logam, elektron ini membentuk “awan elektronik”, yang menempati pinggiran terbatas di dalam logam, yang disebut zona Brillain dan dapat dengan mudah berpindah dari satu bagian ke bagian lain, yang membenarkan kebebasan relatif yang mereka nikmati. jaringan. Padatan logam dengan demikian akan dibentuk oleh inti atom yang terendam dalam awan elektronik yang termasuk dalam himpunan tersebut.
Ikatan hidrogen : Dalam molekul yang terdiri dari atom hidrogen yang terikat pada unsur-unsur dengan afinitas kuat untuk elektron, atom hidrogen secara bersamaan tertarik ke beberapa atom lain dan membentuk ikatan hidrogen.
Jenis ikatan ini menjelaskan struktur dan perilaku berbagai hidrida, atau kombinasi hidrogen dengan atom-atom dengan afinitas elektron tinggi, seperti fluor (yang menghasilkan fluorin hidrida), oksigen (dalam molekul air), dan nitrogen (yang menimbulkan amonia). Karena hubungan ini, hidrida tersebut memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi dari yang diharapkan. Ikatan hidrogen juga dapat menjelaskan mengapa es mengapung di atas air: densitasnya lebih rendah karena ikatan hidrogen membentuk ruang kosong dalam struktur retikuler es yang tidak ada dalam keadaan cair.
Ikatan dan reaksi kimia. Zat kimia terdiri dari molekul yang terdiri dari atom, dihubungkan bersama melalui ikatan kimia. Energi yang disimpan oleh ikatan ini, ditambahkan ke jaringan molekul keseluruhan, menentukan stabilitas ikatan ini.
Reaksi kimia memutuskan ikatan yang ada antara atom-atom zat awal atau zat reaktif, untuk menghasilkan produk akhir reaksi, melalui ikatan baru.
Kelangsungan suatu reaksi ditentukan oleh keseimbangan global energi yang berpartisipasi dalam proses tersebut. Diperlukan adanya energi awal yang cukup untuk menghilangkan stabilitas ikatan reaktan dan produk akhir memiliki karakter yang sangat stabil. Jika tidak, zat awal dilarutkan.
Banyak pengecualian terhadap aturan oktet yang diketahui saat ini . Sebagian besar logam transisi, misalnya, tidak memperoleh konfigurasi gas mulia dalam senyawanya. Untuk alasan ini, aturan oktet harus dilihat sebagai pedoman umum, tetapi tidak dapat dianggap sebagai hukum alam .
Mengetahui fakta ini, kita dapat mengklasifikasikan unsur-unsur seperti ini :
1) Logam – Mereka adalah mereka yang memiliki 1, 2, atau 3 elektron di kulit valensi. Kecenderungan logam adalah kehilangan elektron ini.
- a) 19 K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
19 K1 +: 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
- b) 20 Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
20 Ca 2 +: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
2) Nonlogam – Mereka adalah mereka yang memiliki 4, 5, 6 atau 7 elektron di kulit valensi. Kecenderungan nonlogam adalah menerima elektron. a) 16 S: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
16 S 2–: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
- b) 9 F: 1s 2 2s 2 2p 5
9 F-: 1s 2 2s 2 2p 6
Meskipun termasuk dalam keluarga 1A, hidrogen (H) bukanlah logam , yaitu tidak memiliki kecenderungan untuk kehilangan satu-satunya elektronnya. Sebenarnya, atom hidrogen cenderung menerima elektron, sehingga tetap memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan gas mulia Helium (He).
Karena hilangnya elektron akan menyebabkan sistem tanpa elektron, ion H + tidak stabil dalam keadaan terisolasi.