Pembentukan Molekul

Mengapa atom bergabung

Hanya petala elektron terluar sesuatu atom — petala valens — yang menentukan sifat kimianya. Jika petala ini terisi penuh, seperti pada gas nadir helium, neon atau argon, atom itu lengai secara kimia dan hampir tidak membentuk sebarang sebatian. Semua unsur lain "berusaha" untuk turut mencapai konfigurasi gas nadir yang stabil ini — yang dikenali sebagai peraturan oktet: lapan elektron valens (bagi hidrogen dan helium, dua sudah mencukupi).

Untuk mencapai matlamat ini, satu-satunya cara bagi atom ialah berkongsi elektron dengan atom lain, atau menyerahkannya sepenuhnya, atau pula menerimanya. Jalan mana yang dipilih pada dasarnya bergantung kepada keelektronegatifan — satu ukuran betapa kuat sesuatu atom menarik elektron dalam suatu ikatan ke arahnya. Daripada gabungan elektron valens, konfigurasi gas nadir dan keelektronegatifan inilah timbul keseluruhan sistematik ikatan kimia.

Model petala: petala pertama memuatkan maksimum 2 elektron, setiap petala seterusnya hingga petala valens memuatkan maksimum 8 — hanya petala yang penuh yang stabil.

Kovalen, ionik, logam

Bergantung kepada sejauh mana dua rakan ikatan serupa dari segi keelektronegatifan, salah satu daripada tiga jenis ikatan asas akan terbentuk. Peralihan antaranya adalah selanjar — tiada sempadan tegas antara satu sama lain, sebaliknya wujud satu selanjar.

Ikatan kovalen secara terperinci

Dalam ikatan kovalen, awan elektron dua atom bertindih, dan satu pasangan elektron lebih gemar berada di antara kedua-dua nukleus — pasangan ini pada dasarnya kepunyaan kedua-dua atom secara serentak. Bergantung kepada berapa banyak pasangan elektron dikongsi dengan cara ini, ia dipanggil ikatan tunggal, ikatan ganda dua atau ikatan ganda tiga. Semakin banyak pasangan yang dikongsi, semakin pendek dan kuat ikatan itu, tetapi juga semakin tegar.

Dari atas ke bawah, bilangan pasangan elektron yang dikongsi meningkat — ikatan menjadi lebih pendek dan lebih kuat: H–H (436 kJ/mol) < O=O (498 kJ/mol) < N≡N (945 kJ/mol). Dalam setiap kes, ikatan bersama-sama pasangan elektron bebas yang ada mengisi penuh petala valens kedua-dua atom.

Ikatan ionik berdasarkan contoh garam dapur

Natrium mempunyai satu elektron valens tunggal yang terikat longgar; klorin pula hanya kekurangan satu elektron sahaja untuk mencapai petala valens penuh. Daripada berkongsi sepasang elektron, natrium menyerahkan elektron valensnya sepenuhnya kepada klorin. Tinggallah dua zarah bercas: satu ion natrium bercas positif (Na⁺) dan satu ion klorida bercas negatif (Cl⁻) — kedua-duanya kini mempunyai konfigurasi gas nadir yang penuh. Tarikan elektrostatik antara cas yang berlawanan inilah yang menjadi ikatan ionik itu sendiri.

Berbeza daripada satu molekul tunggal, dalam kristal ionik seperti garam dapur, ion Na⁺ dan Cl⁻ yang tidak terkira banyaknya tersusun menjadi satu kekisi tiga dimensi yang teratur — itulah sebabnya "satu molekul NaCl" tidak wujud dalam erti kata yang ketat, sebaliknya hanya wujud kekisi ionik secara keseluruhan.

Daripada molekul tidak berkutub kepada kristal ionik

Ketiga-tiga jenis ikatan ini bukanlah kategori yang terpisah secara tegas, sebaliknya titik-titik hujung satu selanjar yang ditentukan semata-mata oleh perbezaan keelektronegatifan Δ EN atom-atom yang terlibat. Apabila Δ EN hampir sifar, kedua-dua atom berkongsi elektron secara sama rata (kovalen tidak berkutub). Apabila perbezaan itu meningkat, ketumpatan elektron beralih dengan ketara kepada rakan yang lebih elektronegatif (kovalen berkutub) — sehingga perbezaannya menjadi begitu besar sehingga pemindahan sepenuhnya lebih menguntungkan berbanding perkongsian sepasang elektron (ionik).