Teori Orbital Molekul, Gaya Van der Waals, Ikatan Hidrogen dan Ikatan Logam

Teori Orbital Molekul

Teori orbital molekul (sering disingkat MOT) adalah teori tentang ikatan kimia yang dikembangkan pada awal abad kedua puluh oleh F. Hund dan RS Mulliken untuk menggambarkan struktur dan sifat berbagai molekul. Teori ikatan valensi gagal menjelaskan secara memadai bagaimana molekul tertentu mengandung dua atau lebih ikatan ekuivalen yang orde ikatannya berada di antara orde ikatan tunggal dan orde ikatan rangkap, seperti ikatan dalam molekul yang distabilkan oleh resonansi. Di sinilah teori orbital molekul terbukti lebih kuat daripada teori ikatan valensi (karena orbital yang dijelaskan oleh MOT mencerminkan geometri molekul yang diterapkan). Teori orbital molekul mencakup: 

• Jumlah total orbital molekul yang terbentuk akan selalu sama dengan jumlah total orbital atom yang ditawarkan oleh spesies ikatan.
• Terdapat berbagai jenis orbital molekul: orbital molekul ikatan, orbital molekul antiikatan, dan orbital molekul nonikatan. Dari semua jenis orbital molekul ini, orbital molekul antiikatan akan selalu memiliki energi yang lebih tinggi daripada orbital induk, sedangkan orbital molekul ikatan akan selalu memiliki energi yang lebih rendah daripada orbital induk.
• Elektron diisi ke dalam orbital molekul berdasarkan urutan peningkatan energi orbital (dari orbital dengan energi terendah ke orbital dengan energi tertinggi).
• Kombinasi orbital atom yang paling efektif (untuk pembentukan orbital molekul) terjadi ketika orbital atom yang bergabung memiliki energi yang sama.

Secara sederhana, teori orbital molekul menyatakan bahwa setiap atom cenderung bergabung bersama dan membentuk orbital molekul. Sebagai hasil dari pengaturan tersebut, elektron ditemukan di berbagai orbital atom, dan biasanya dikaitkan dengan inti yang berbeda. Singkatnya, elektron dalam molekul dapat hadir di mana saja dalam molekul tersebut.

Gaya Van Der Waals

Interaksi van der Waals terjadi ketika atom-atom yang berdekatan cukup dekat sehingga awan elektron terluarnya nyaris bersentuhan. Tindakan ini menyebabkan fluktuasi muatan yang menghasilkan tarikan nonspesifik dan nondirectional. Interaksi ini sangat bergantung pada jarak, berkurang sebanding dengan pangkat enam pemisahan. Energi setiap interaksi hanya sekitar 4 kJ mol −1 (sangat lemah jika dibandingkan dengan energi kinetik rata-rata molekul dalam larutan, yang kira-kira 2,5 kJ mol −1 ) dan signifikan hanya jika banyak interaksi digabungkan (seperti dalam interaksi permukaan komplementer). Dalam keadaan optimal, interaksi van der Waals dapat mencapai energi ikatan setinggi 40 kJ mol −1 .

Ketika dua atom terlalu dekat, mereka saling tolak menolak dengan kuat. Akibatnya, kecocokan yang tidak sempurna antara molekul yang berinteraksi sangat mahal secara energetik, mencegah asosiasi jika gugus permukaan saling mengganggu secara sterik. Sebagai penentu spesifisitas interaksi makromolekul, tolakan van der Waals ini bahkan lebih penting daripada ikatan menguntungkan yang dibahas sebelumnya, karena hal ini menghalangi banyak interaksi nonspesifik.

Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen adalah gaya tarik antarmolekul di mana atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada atom kecil yang sangat elektronegatif tertarik pada pasangan elektron bebas pada atom dalam molekul tetangga. Ikatan hidrogen sangat kuat dibandingkan dengan interaksi dipol lainnya.

Ikatan hidrogen hanya terjadi pada molekul yang hidrogennya terikat secara kovalen dengan salah satu dari tiga unsur: fluor, oksigen, atau nitrogen. Ketiga unsur ini sangat elektronegatif sehingga menarik sebagian besar kerapatan elektron dalam ikatan kovalen dengan hidrogen, sehingga atom H sangat kekurangan elektron. Atom H hampir bertindak sebagai proton kosong, sehingga sangat tertarik pada elektron pasangan tunggal pada atom di dekatnya. H-H sangat kekurangan elektron. hampir bertindak sebagai proton kosong, sehingga sangat tertarik pada elektron pasangan tunggal pada atom di dekatnya. H-H

Ikatan hidrogen yang terjadi dalam air menghasilkan beberapa sifat yang tidak biasa, tetapi sangat penting. Sebagian besar senyawa molekuler yang memiliki massa yang mirip dengan air adalah gas pada suhu kamar. Karena ikatan hidrogen yang kuat, molekul air dapat tetap terkondensasi dalam keadaan cair. Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana bentuk yang melengkung, dan dua atom hidrogen per molekul, memungkinkan setiap molekul air untuk dapat berikatan hidrogen dengan dua molekul lainnya.

Ikatan logam

Ikatan logam adalah jenis ikatan kimia yang terjadi ketika adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang bermuatan positif dengan elektron valensi yang terdelokalisasi (bergerak bebas). Ikatan logam ini dijelaskan dalam salah satu teori, yakni teori awan elektron atau lautan elektron yang ditemukan oleh Drude dan Lorentz.

Menurut teori ini, setiap atom logam yang melepaskan elektron valensinya akan membentuk awan elektron atau lautan elektron yang mengelilingi ion positif pada atom yang tidak berubah tempatnya. Elektron valensi yang dilepas tidak terikat oleh ion-ion logam sehingga dapat bergerak bebas (terdelokalisasi) pada semua ion logam.

Teori ini juga menyatakan bahwa, logam terdiri dari kumpulan ion logam bermuatan positif yang berada dalam lautan elektron yang mudah bergerak bebas. Oleh karena itu, ikatan logam terjadi antara ion-ion yang bermuatan positif dengan elektron valensi yang terdelokalisasi.