Contoh Soal Ikatan Kovalen dan Jawabannya dalam Kimia

Ilustrasi Contoh Soal Ikatan Kovalen. Unsplash/Logan Gutierrez

Contoh soal ikatan kovalen dan jawabannya dalam kimia sering menjadi materi penting yang harus dikuasai oleh siswa, terutama saat mempelajari konsep dasar ikatan kimia.

Dengan memahami bagaimana ikatan kovalen terbentuk serta bagaimana atom berbagi elektron untuk mencapai kestabilan, siswa dapat lebih mudah mengerjakan soal-soal terkait.

Penjelasan Ikatan Kovalen

Ilustrasi Contoh Soal Ikatan Kovalen. Unsplash/Logan Gutierrez

Berdasarkan laman stekom.ac.id, dalam teori atom, ikatan kovalen adalah jenis ikatan kimia di mana pasangan elektron dibagi antara dua atom yang berikatan.

Dengan kata lain, stabilitas yang tercipta dari tarik-menarik dan tolak-menolak di antara atom-atom ini terjadi karena berbagi elektron. Berikut penjelasan lengkap ikatan kovalen:

1. Boron Trifluorida (BF₃)

Rumus kimia: BF₃

Struktur: Atom boron (B) di pusat berikatan dengan tiga atom fluor (F) melalui ikatan kovalen tunggal.

Setiap fluor memiliki 8 elektron di kulit valensinya (memenuhi aturan oktet), namun boron hanya memiliki 6 elektron.

Penjelasan: Boron hanya memiliki 3 elektron valensi, sehingga dalam BF₃ hanya memiliki total 6 elektron di sekelilingnya setelah membentuk tiga ikatan dengan fluor. Ini melanggar aturan oktet.

2. Berilium Hidroksida (BeH₂)

Rumus kimia: BeH₂

Struktur: Berilium (Be) di pusat berikatan dengan dua atom hidrogen (H). Berilium hanya memiliki 4 elektron di kulit terluar.

Penjelasan: Berilium memiliki 2 elektron valensi. Setelah membentuk dua ikatan kovalen dengan dua atom hidrogen, berilium hanya memiliki 4 elektron, sehingga juga melanggar aturan oktet.

3. Karbon Monoksida (CO)

Rumus kimia: CO

Struktur: Karbon (C) berikatan rangkap tiga dengan oksigen (O). Meskipun ada ikatan rangkap tiga, karbon hanya memiliki 6 elektron di sekelilingnya, tidak memenuhi aturan oktet.

Penjelasan: Karbon dalam CO tidak memiliki cukup elektron untuk memenuhi aturan oktet, karena hanya ada 6 elektron yang terlibat dalam ikatan.

4. Stabilitas Molekul dengan Ikatan Novalen

Meskipun tidak mengikuti aturan oktet, molekul-molekul dengan ikatan novalen tetap stabil karena ukuran atomnya kecil dan tidak mampu menarik lebih banyak elektron, serta karena adanya faktor tambahan seperti resonansi atau interaksi dengan molekul lain.

Ikatan novalen sering dijumpai pada unsur-unsur periode 2 dan 3, seperti boron dan berilium, yang memang sering membentuk senyawa dengan defisit elektron.

10 Contoh Soal Ikatan Kovalen

Ilustrasi Contoh Soal Ikatan Kovalen. Unsplash/Michael Glazier

Berikut deretan contoh soal ikatan kovalen lengkap dengan penjelasan dan jawabannya:

1. Soal: Bagaimana ikatan kovalen terbentuk antara dua atom hidrogen (H₂)?

Penjelasan:

Ikatan kovalen terbentuk ketika dua atom berbagi elektron valensinya untuk mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil.

Setiap atom hidrogen memiliki satu elektron di kulit terluarnya, dan untuk mencapai stabilitas seperti gas mulia (helium), masing-masing atom perlu dua elektron di kulit terluarnya.

Oleh karena itu, dua atom hidrogen akan berbagi elektron untuk membentuk satu ikatan kovalen tunggal.

Jawaban:

Dalam molekul hidrogen (H₂), dua atom hidrogen berbagi sepasang elektron. Elektron ini membentuk ikatan kovalen tunggal, yang mengikat kedua atom hidrogen bersama-sama. Setiap atom hidrogen kemudian memiliki dua elektron di kulit valensinya, mencapai stabilitas.

2. Soal: Bagaimana struktur Lewis dari molekul air (H₂O)?

Penjelasan:

Dalam molekul air, oksigen memiliki 6 elektron valensi, sementara setiap atom hidrogen memiliki 1 elektron valensi.

Oksigen akan membentuk dua ikatan kovalen dengan dua atom hidrogen untuk melengkapi oktetnya, sementara atom hidrogen mencapai dua elektron (stabilitas seperti helium).

Jawaban:

Struktur Lewis air (H₂O) menunjukkan atom oksigen di pusat dengan dua ikatan kovalen tunggal menuju dua atom hidrogen.

Oksigen juga memiliki dua pasangan elektron bebas (lone pairs), sehingga totalnya, oksigen memiliki 8 elektron di sekelilingnya, memenuhi aturan oktet. Setiap hidrogen memiliki 2 elektron, yang membuat mereka stabil.

3. Soal: Mengapa molekul karbon dioksida (CO₂) memiliki bentuk linear?

Penjelasan:

Karbon memiliki 4 elektron valensi dan oksigen memiliki 6 elektron valensi. Karbon membentuk dua ikatan rangkap dengan dua atom oksigen untuk mencapai oktet.

Karena ada dua pasangan elektron yang terlibat dalam ikatan rangkap, mereka akan terdistribusi secara simetris, membuat molekul ini berbentuk linear.

Jawaban:

Dalam molekul karbon dioksida (CO₂), karbon berada di pusat dengan dua ikatan rangkap ke dua atom oksigen. Tidak ada pasangan elektron bebas di atom pusat (karbon), sehingga geometri molekulnya adalah linear dengan sudut ikatan 180°. Bentuk linear ini memungkinkan molekul untuk tetap stabil.

4. Soal: Bagaimana ikatan kovalen polar terbentuk pada molekul HCl?

Penjelasan:

Ikatan kovalen polar terbentuk ketika dua atom yang berikatan memiliki perbedaan keelektronegatifan. Dalam HCl, hidrogen dan klorin memiliki perbedaan keelektronegatifan yang signifikan.

Klorin lebih elektronegatif daripada hidrogen, sehingga menarik elektron ikatan lebih dekat ke dirinya, menyebabkan pembagian elektron yang tidak merata.

Jawaban:

Dalam molekul HCl, klorin (Cl) memiliki keelektronegatifan yang lebih tinggi daripada hidrogen (H), sehingga elektron dalam ikatan kovalen lebih tertarik ke arah klorin.

Hal ini menciptakan muatan parsial negatif pada klorin dan muatan parsial positif pada hidrogen, yang menyebabkan ikatan kovalen polar.

5. Soal: Jelaskan perbedaan antara ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga dengan contoh.

Penjelasan:

Ikatan kovalen tunggal terbentuk ketika dua atom berbagi satu pasang elektron, ikatan rangkap dua terbentuk ketika berbagi dua pasang elektron, dan ikatan rangkap tiga terbentuk ketika berbagi tiga pasang elektron. Contoh yang sering digunakan adalah:

Ikatan tunggal: H₂ (dua atom hidrogen berbagi satu pasang elektron).

Ikatan rangkap dua: O₂ (dua atom oksigen berbagi dua pasang elektron).

Ikatan rangkap tiga: N₂ (dua atom nitrogen berbagi tiga pasang elektron).

Jawaban:

Ikatan tunggal: Dalam H₂, dua atom hidrogen berbagi satu pasang elektron, membentuk satu ikatan kovalen tunggal.

Ikatan rangkap dua: Dalam O₂, dua atom oksigen berbagi dua pasang elektron, membentuk ikatan rangkap dua.

Ikatan rangkap tiga: Dalam N₂, dua atom nitrogen berbagi tiga pasang elektron, membentuk ikatan rangkap tiga.

6. Soal: Bagaimana ikatan kovalen terjadi dalam molekul metana (CH₄)?

Penjelasan:

Karbon memiliki 4 elektron valensi dan hidrogen memiliki 1 elektron valensi. Karbon akan membentuk 4 ikatan kovalen tunggal dengan 4 atom hidrogen untuk memenuhi aturan oktet, sedangkan setiap atom hidrogen akan memiliki 2 elektron (stabilitas seperti helium).

Jawaban:

Dalam molekul metana (CH₄), karbon berbagi 1 elektron dengan masing-masing dari 4 atom hidrogen, membentuk 4 ikatan kovalen tunggal.

Hal ini memberikan karbon total 8 elektron di kulit valensinya, memenuhi aturan oktet. Setiap atom hidrogen memiliki 2 elektron, yang membuat mereka stabil.

7. Soal: Bagaimana perbedaan ikatan kovalen nonpolar dan polar? Berikan contohnya.

Penjelasan:

Ikatan kovalen nonpolar terjadi ketika dua atom berbagi elektron secara merata, biasanya antara atom dengan keelektronegatifan yang sama atau hampir sama.

Sebaliknya, ikatan kovalen polar terjadi ketika elektron dibagi secara tidak merata karena perbedaan keelektronegatifan antara atom.

Jawaban:

Ikatan kovalen nonpolar: Dalam molekul hidrogen (H₂), dua atom hidrogen berbagi elektron secara merata karena memiliki keelektronegatifan yang sama.

Ikatan kovalen polar: Dalam molekul air (H₂O), oksigen lebih elektronegatif daripada hidrogen, sehingga elektron lebih tertarik ke oksigen, menciptakan muatan parsial negatif pada oksigen dan muatan parsial positif pada hidrogen.

8. Soal: Mengapa molekul amonia (NH₃) berbentuk piramida trigonal?

Penjelasan:

Amonia (NH₃) memiliki atom nitrogen di pusat yang berikatan dengan tiga atom hidrogen. Nitrogen memiliki satu pasangan elektron bebas yang menempati ruang lebih besar daripada ikatan kovalen, menyebabkan struktur piramida trigonal.

Jawaban:

Molekul NH₃ memiliki tiga ikatan kovalen antara nitrogen dan tiga atom hidrogen. Pasangan elektron bebas pada nitrogen mendorong ikatan-ikatan ini menjauh, sehingga molekul NH₃ memiliki bentuk piramida trigonal dengan sudut ikatan sekitar 107°.

9. Soal: Bagaimana struktur Lewis dari molekul karbon tetraklorida (CCl₄)?

Penjelasan:

Karbon memiliki 4 elektron valensi, dan klorin memiliki 7 elektron valensi. Karbon akan berbagi 1 elektron dengan masing-masing dari 4 atom klorin untuk mencapai oktet, dan masing-masing klorin juga akan mencapai oktet.

Jawaban:

Struktur Lewis dari CCl₄ menunjukkan atom karbon di pusat dengan empat ikatan kovalen tunggal menuju empat atom klorin. Setiap klorin memiliki 8 elektron di sekelilingnya, sedangkan karbon juga memiliki 8 elektron, memenuhi aturan oktet.

10. Soal: Mengapa molekul fosfor pentaklorida (PCl₅) memiliki bentuk trigonal bipiramidal?

Penjelasan:

Fosfor (P) memiliki 5 elektron valensi, dan masing-masing klorin (Cl) memiliki 7 elektron valensi. Fosfor membentuk 5 ikatan kovalen dengan 5 atom klorin, dan karena lima daerah elektron sekeliling atom pusat, bentuknya menjadi trigonal bipiramidal untuk mengurangi tolakan elektron.

Jawaban:

Molekul PCl₅ memiliki bentuk trigonal bipiramidal karena ada lima ikatan kovalen antara fosfor dan lima atom klorin. Lima pasangan elektron ikatan tersebut didistribusikan secara simetris untuk meminimalkan tolakan, menghasilkan bentuk trigonal bipiramidal.

Baca juga: 55 Contoh Soal Psikotes Kerja, Materi Pembahasannya

Itulah deretan contoh soal ikatan kovalen berserta jawabannya dalam pelajaran kimia. (Andi)