Ikatan molekul dan ikatan hidrogen
Atom adalah konstituen materi di mana muatan listrik positif dari proton dan muatan negatif dari elektron sama dan menetralkan satu sama lain. Ketika atom bergabung dalam ikatan, mereka cenderung mempertahankan netralitas listrik itu, menjaga jumlah proton dan elektron tetap sama.
Dalam ikatan ionik, interaksi ini terjadi dengan transfer satu atau lebih elektron oleh salah satu atom ikatan yang kelebihannya di elektrosfernya (karakteristik logam) dan penerimaannya oleh atom lain yang kekurangannya (ciri khas logam). dari non-logam).
Karena jumlah elektron yang hilang oleh salah satu anggota ikatan sama dengan jumlah elektron yang diperoleh reseptor, setiap atom menemukan tingkat kulit elektron optimalnya dalam hal penyatuan keduanya membuat himpunan tetap netral secara elektrik.
Ikatan molekul
Ikatan molekul atau kovalen mengikuti mekanisme lain. Jenis ikatan ini terjadi antara dua non-logam. Karena nonlogam adalah unsur kimia yang perlu mendapatkan elektron untuk menstabilkan, yaitu, untuk menemukan tingkat distribusi optimal dari lapisan elektrosfernya, kita memiliki ikatan di mana semua atom yang terlibat cenderung menerima elektron, tetapi tidak memberikan elektron. mereka.
Solusinya adalah dengan berbagi. Atom-atom yang terikat berbagi satu atau lebih elektron yang melengkapi elektrosfer keduanya secara bersamaan, sesuai kebutuhan. Ikatan ini, seperti yang kita lihat, disebut kovalen atau molekuler dan kelompok atom yang dihubungkan olehnya disebut molekul.
Molekul juga netral secara listrik, karena atom mereka berbagi satu atau lebih pasangan elektron, tetapi mereka mempertahankan kesetaraan antara jumlah muatan positif proton dalam nukleus dan jumlah muatan negatif elektron yang mengorbitnya.
Keelektronegatifan
Hanya saja pengamatan itu mengungkapkan beberapa perilaku dalam molekul yang sulit dijelaskan tanpa mengakui bahwa entah bagaimana muatan listriknya terus bekerja. Perilaku ini mulai dijelaskan dengan penemuan elektronegativitas, sifat yang mengukur kecenderungan atom untuk menarik elektron.
Jadi, dalam ikatan kovalen, elektron cenderung lebih dekat ke atom dengan elektronegativitas yang lebih tinggi, yang menarik mereka lebih kuat.
Dalam tabel periodik, keelektronegatifan meningkat dari bawah ke atas dalam golongan (vertikal tabel) dan dari kiri ke kanan dalam periode (horisontal tabel).
Dengan demikian, unsur-unsur kimia dengan elektronegativitas terendah ditemukan di sudut kiri bawah tabel dan yang tertinggi di sudut kanan atas, dengan nilai properti ini tumbuh melalui tabel periodik sepanjang diagonal seperti yang terlihat berikut:
Panah kuning mewakili tren peningkatan elektronegativitas unsur kimia di sepanjang tabel periodik.
Efek keelektronegatifan pada molekul dan elektron tidak dibagi rata. Atom yang lebih elektronegatif membawa elektron berdekatan satu sama lain dan mengakumulasi muatan listrik negatif di dekatnya.
Akibatnya, atom yang kurang elektronegatif lebih jauh dari elektron dan di sekitarnya, muatan positif cenderung mendominasi.
Molekul dengan dua kutub
Hasilnya adalah bahwa molekul yang menunjukkan karakteristik ini mengembangkan dua kutub listrik, kutub negatif yang dekat dengan atom yang lebih elektronegatif di mana elektron terkonsentrasi dan kutub positif lainnya, dekat dengan atom yang kurang elektronegatif, yang jauh dari elektron dan dengan demikian menunjukkan lebih banyak muatan positif dari protonnya.
Salah satu contoh terbaik dari molekul polar adalah air, yang mengikat dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Karena oksigen terletak di sudut kanan atas meja, itu adalah salah satu unsur kimia dengan elektronegativitas tertinggi, hanya kehilangan fluor, yang terletak di sebelahnya.
Nah, oksigen jauh lebih elektronegatif daripada dua atom hidrogen, yang dengannya oksigen berbagi dua pasangan elektronik, membentuk ikatan kovalen. Dengan cara ini, oksigen menarik elektron bersama ke arahnya, membentuk kutub listrik negatif di pinggirannya, segera setelah kutub positif terbentuk di sekitar atom hidrogen, yang kehilangan pertarungan untuk elektron ke tetangganya yang lebih elektronegatif, seperti yang ditunjukkan di bawah:
Air adalah molekul polar, di mana awan elektron (diwakili dengan warna merah) cenderung terkonsentrasi di dekat unsur yang paling elektronegatif, oksigen. Sudah, molekul etana apolar (bawah) memiliki distribusi elektron yang simetris.
Gambar di atas juga menggambarkan perbedaan antara molekul polar seperti air dan molekul apolar seperti etana. Dalam yang terakhir, dua atom karbon yang membentuk molekul bersama dengan enam atom hidrogen tidak membentuk kutub positif dan negatif karena distribusi elektron yang seragam, konsekuensi dari keseimbangan elektronegativitas.
Ikatan hidrogen
Salah satu efek dari polaritas molekul adalah ikatan hidrogen. Jembatan ini muncul ketika kutub positif yang dibentuk oleh hidrogen dalam suatu molekul tertarik ke kutub negatif dari molekul lain yang juga polar.
Dalam kasus air, hidrogen dari satu molekul tertarik pada oksigen yang lain, karena polaritas listrik yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikutnya.
Ikatan hidrogen terbentuk dalam air ketika oksigen terpolarisasi negatif menarik kutub positif yang dibentuk oleh hidrogen dari molekul air lain.
Ikatan hidrogen mempengaruhi struktur H2O dan bertanggung jawab atas beberapa sifat khasnya, seperti fakta bahwa air bertambah volumenya ketika berpindah dari cair ke padat, bertentangan dengan apa yang terjadi pada sebagian besar zat yang volumenya berkurang sepanjang waktu. perubahan fase.
Mereka juga ikatan hidrogen yang memberi air kemampuan untuk melarutkan garam dan zat polar lainnya, yang molekul atau ionnya terpisah dari formasi aslinya untuk menyelaraskan diri mengikuti gaya tarik elektrostatik kutub negatif dan positif oksigen. Inilah sebabnya mengapa air dikenal sebagai pelarut universal.