Ikatan Kimia: Teori Orbitas Molekul, Gaya Van Der Waals dan Ikatan Hidrogen

Orbital molekular adalah hasil tumpang-tindih dan penggabungan orbital atomik pada molekul. Berdasarkan pendekatan lurus atau kombinasi linear bahwa jumlah molekuler yang bergabung sama dengan orbital atomik yang bergabung. Bila dua atom yang bergabung masing-masing menyediakan satu orbital atomik maka dihasilkan dua orbital molekuler, salah satu merupakan kombinasi jumlah kedua orbital atomik yang saling menguatkan dan lainnya kombinasi kurangan yang saling meniadakan. Kombinasi jumlahan menghasilkan orbital molekuler ikat atau bonding yang mempunyai energi lebih rendah dan kombinasi kurangan menghasilkan orbital molekuler antiikat atau antibonding.

Pada proses pembentukan molekul, orbital atom bertumpang tindih menghasilkan orbital molekul yakni fungsi gelombang elektron dalam molekul. Senyawa diatomik homointi terdiri dari dua unsur yang mempunyai inti atom yang identik. Atom-atom yang sama akan memiliki tingkat energi yang sama pula. Atom-atom terhadap senyawa heterointi memiliki keelektronegativitas yang berbeda, maka tentu atom-atom juga memiliki tingkat energi yang berbeda.

Molekul diatomik adalah molekul yang tersusun atas dua jenis atom. Kedua jenis molekul diatomik itu adalah molekul diatomik homointi dan molekul diatomik heterointi. Molekul diatomik homointi merupakan molekul yang terdiri dari dua atom yang sama jenis, seperti H2, O2, Cl2, dsb. Sedangkan, molekul diatomik heterointi merupakan molekul yang terdiri dari dua atom yang berbeda jenis, seperti  HCl, HF, CO, dsb.

Penulisan konfigurasi elektron berdasarkan model atom mekanika kuantum yang memenuhi pada tiga aturan, yaitu asas larangan Pauli, asas Aufbau, dan kaidah Hund.

Pada 1926, Wolfgang Linus Pauli menyatakan aturan penulisan konfigurasi elektron yang dikenal dengan asas larangan Pauli yang berbunyi,"Tidak ada dua buah elektron dalam orbital yang sama memiliki harga keempat bilangan kuantum yang sama". Berdasarkan larangan Pauli, jumlah elektron yang menempati sebuah orbital paling banyak dua elektron dengan arah rotasi yang berlawanan.

Selanjutnya, pada Aturan Aufbau yang merupakan aturan pengurutan tingkat energi orbital dari yang terendah. Dalam situasi stabil, atom-atom ini cenderung menempati orbital yang mempunyai energi terendah. Ururtan pengisisan elektron pada orbital dari tingkat energi yang terendah adalah 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10, 7p6.

Sementara, Pada 1927, Friedrich Hund menyatakan aturan untuk menggambarkan arah rotasi elektron. Aturan ini dikenal dengan aturan Hund, yang berbunyi, "Elektron-elektron yang berada di suatu orbital akan menempati orbital yang kosong dengan arah rotas sejajar. Setelah itu, elektron-elektron lainnya menempati orbital tersebut dengan arah rotasi yang berlawan".

Dari penjelasan di atas, dapat kita gambarkan salah satu senyawa Homointi dan Heterointi. Molekul diatomik homointi terdiri dari dua unsur yang memiliki inti atom yang identik. Atom-atom yang sama akan memiliki tingkat energi yang sama pula. Salah satu contoh senyawa diatomik Homointi yaitu H2 dan O2.

Sumber: Dokumentasi Pribadi (Senyawa diatomik Homointi yaitu H2 dan O2.)

Molekul diatomik heterointi merupakan molekul yang terdiri dari 2 buah unsur yang berbeda jenis. Atom-atom pada molekul ini memiliki keelektronegativitas yang berbeda, maka tentu atom-atom memiliki tingkat energi yang berbeda pula. Salah satu contoh molekul diatomik heterointi yaitu HF dan CO.

Sumber: Dokumentasi Pribadi (Molekul diatomik heterointi yaitu HF dan CO

Gaya antar molekul adalah gaya yang beraksi diantara molekul, yang menyebabkan molekul-molekul melakukan baku tarik satu sama lain. Semakin kuat gaya antar molekul, materi cenderung membentuk padatan, sebaliknya semakin lemah gaya antar molekul, materi dapat berwujud cair bahkan gas. Gaya tarik antar molekul ini disebut dengan Gaya Van Der Waals. Gaya ini diusulkan pertama kali oleh Johannes Van der Waals pada Tahun 1837-1923. Gaya Van Der Walls memiliki sifat tidak dapat dijenuhkan, Non-direksional,  Lebih lemah dari pada ikatan kimia kovalen dan ionik, berdiri sendiri dari suhu, dan adiktif.

Sedangkan, Ikatan hydrogen (hydrogen bond) adalah jenis khusus interaksi dipol-dipol antara atom hydrogen dalam ikatan polar seperti N---H, O---H, atau F--- H, dengan atom elektronegatif O, N, F. Ikatan Hydrogen memiliki beberapa sifat Umumnya lebih panjang daripada ikatan kovalen dan lebih kuat dari pada interaksi Van Der Waals.***