Teori Ikatan Valensi

Teori ikatan valensi menjelaskan ikatan kovalen sebagai tumpang tindih antara orbital atom pada atom-atom yang berdekatan. Dalam gambaran pengantar yang umum, elektron ikatan terutama terlokalisasi di antara dua inti, sehingga model ini membantu menjelaskan arah ikatan, ikatan $\sigma$, ikatan $\pi$, dan hibridisasi.

Jika Anda hanya mengingat satu pertanyaan, ingatlah ini: orbital mana yang saling bertumpang tindih untuk membentuk ikatan? Pertanyaan itu biasanya membawa Anda jauh lebih dekat pada penjelasan kimianya daripada sekadar menggambar satu garis di antara dua atom lalu berhenti di situ.

Apa yang Dinyatakan Teori Ikatan Valensi

Dalam kimia pengantar, teori ikatan valensi biasanya menekankan tiga gagasan:

• ikatan kovalen berasal dari tumpang tindih orbital atom
• elektron ikatan diperlakukan sebagai terutama terlokalisasi di antara dua atom
• jenis ikatan dan arah ikatan bergantung pada bagaimana orbital bertumpang tindih dalam ruang

Itulah sebabnya bentuk orbital penting. Tumpang tindih ujung-ke-ujung menghasilkan ikatan $\sigma$. Tumpang tindih menyamping dari orbital $p$ tak terhibridisasi yang sejajar menghasilkan ikatan $\pi$.

Mengapa Tumpang Tindih Orbital Penting

Tidak semua tumpang tindih sama efektifnya. Tumpang tindih yang lebih efektif biasanya berarti kerapatan elektron yang lebih besar di antara inti, dan dalam model ini, interaksi ikatannya lebih kuat.

Arah juga penting. Karena orbital mengarah ke arah tertentu, teori ikatan valensi membantu menjelaskan mengapa banyak ikatan kovalen memiliki bentuk yang dapat diprediksi, bukan susunan yang acak.

Contoh Pembahasan: Etena dan Mengapa Ikatan Rangkap Dua Punya Dua Bagian

Etena, $C_2H_4$, adalah contoh yang kuat karena menunjukkan hibridisasi dan tumpang tindih orbital dalam satu molekul.

Setiap atom karbon dalam etena biasanya dijelaskan dalam teori ikatan valensi pengantar sebagai terhibridisasi $sp^2$. Ini memberi setiap karbon tiga orbital $sp^2$ dalam satu bidang dan satu orbital $p$ tak terhibridisasi yang tegak lurus terhadap bidang itu.

Maka gambaran ikatannya adalah:

• satu orbital $sp^2$ dari satu karbon bertumpang tindih ujung-ke-ujung dengan orbital $sp^2$ pada karbon lainnya untuk membentuk ikatan $\sigma$ $C-C$
• orbital $sp^2$ yang tersisa pada setiap karbon bertumpang tindih dengan orbital $1s$ hidrogen untuk membentuk empat ikatan $\sigma$ $C-H$
• orbital $p$ tak terhibridisasi pada kedua karbon bertumpang tindih menyamping untuk membentuk satu ikatan $\pi$

Jadi ikatan rangkap dua karbon-karbon dalam etena bukanlah dua ikatan yang identik. Ikatan itu terdiri dari satu ikatan $\sigma$ dan satu ikatan $\pi$. Ini adalah penjelasan langsung teori ikatan valensi untuk jenis ikatan sekaligus geometri.

Bagaimana Hibridisasi Masuk ke Dalam Model

Teori ikatan valensi dasar dapat menjelaskan tumpang tindih sederhana seperti $1s-1s$ atau $p-p$. Untuk banyak molekul, itu belum cukup untuk menjelaskan sudut ikatan yang teramati.

Hibridisasi memperluas model dengan memungkinkan orbital pada atom yang sama bercampur sebelum berikatan. Dalam gambaran itu, label seperti $sp$, $sp^2$, dan $sp^3$ membantu menjelaskan susunan ikatan linear, trigonal planar, dan tetrahedral yang umum.

Dalam kebanyakan konteks kimia dasar, hibridisasi diajarkan sebagai bagian dari kerangka teori ikatan valensi yang lebih luas. Ini adalah model yang digunakan untuk menjelaskan pola ikatan, bukan teori terpisah yang bersaing.

Teori Ikatan Valensi Vs. Teori Orbital Molekul

Teori ikatan valensi dan teori orbital molekul sama-sama menjelaskan ikatan kovalen, tetapi keduanya menekankan gambaran yang berbeda.

Teori ikatan valensi berfokus pada ikatan terlokalisasi antara pasangan atom tertentu. Teori orbital molekul menggunakan orbital yang dapat meluas ke seluruh molekul. Untuk banyak soal pengantar, teori ikatan valensi memberi gambaran lokal yang cepat. Jika elektron sangat terdelokalisasi, teori orbital molekul sering menggambarkan distribusinya dengan lebih alami.

Tidak satu pun model seharusnya diperlakukan sebagai satu-satunya bahasa yang benar untuk setiap molekul. Model yang lebih baik bergantung pada sifat apa yang sedang Anda coba jelaskan.

Kesalahan Umum

Menganggap teori ini hanya struktur Lewis dengan istilah baru

Intinya bukan sekadar garis ikatan itu sendiri. Intinya adalah tumpang tindih orbital yang menciptakan kerapatan elektron ikatan di antara atom-atom.

Menganggap setiap molekul paling baik dijelaskan oleh ikatan yang sepenuhnya terlokalisasi

Teori ikatan valensi paling cocok sebagai model ikatan terlokalisasi. Jika suatu molekul memiliki delokalisasi yang kuat, gambaran yang murni lokal bisa melewatkan perilaku penting.

Melupakan syarat di balik ikatan $\pi$

Ikatan $\pi$ memerlukan orbital $p$ tak terhibridisasi yang sejajar agar dapat bertumpang tindih secara menyamping. Jika geometri itu tidak tersedia, gambaran ikatan $\pi$ yang biasa tidak berlaku.

Menganggap hibridisasi sebagai teori yang terpisah

Dalam kebanyakan mata kuliah pengantar, hibridisasi adalah perluasan di dalam teori ikatan valensi, bukan teori yang sama sekali tidak berkaitan.

Kapan Ahli Kimia Menggunakan Teori Ikatan Valensi

Teori ikatan valensi sangat berguna ketika Anda ingin menjelaskan:

• mengapa ikatan kovalen terbentuk antara dua atom
• mengapa suatu ikatan merupakan ikatan $\sigma$ atau ikatan $\pi$
• mengapa ikatan memiliki arah
• mengapa hibridisasi membantu menjelaskan sudut ikatan pada banyak molekul umum

Teori ini paling praktis ketika suatu molekul dapat dijelaskan dengan cukup baik menggunakan ikatan terlokalisasi dan gambaran bergaya struktur Lewis. Itulah sebabnya teori ini sangat sering muncul dalam kimia organik pengantar dan pembahasan tentang ikatan.

Coba Kasus Serupa

Coba versi Anda sendiri dengan asetilena, $C_2H_2$. Tanyakan orbital mana yang bertumpang tindih untuk membentuk ikatan $C-C$, berapa banyak ikatan $\pi$ yang ada, dan mengapa geometrinya linear. Jika Anda ingin satu topik lain yang masih berkaitan, pelajari hibridisasi berikutnya dan bandingkan $sp$, $sp^2$, dan $sp^3$ sebagai model ikatan.