Polar adalah jenis ikatan kovalen di mana atom berbagi elektron secara tidak merata. Nonpolar adalah jenis ikatan kovalen di mana atom berbagi elektron secara merata. Salah satu cara untuk mengingat perbedaannya adalah dengan mengasosiasikan huruf-huruf dalam kata dengan atribut elektron. Polar memiliki ikatan kutub yang tidak sama sehingga ikatannya condong ke satu kutub atom dan ikatan nonpolar sama, oleh karena itu mereka tidak tertarik pada satu kutub atom. Tentu saja, ada lebih banyak hal perbedaan antara polar dan nonpolar selain itu, jadi mari kita selami lebih dalam.
Informasi dasar Polar vs Nonpolar
Untuk lebih memahami ikatan kovalen polar vs nonpolar, pertama-tama kita harus memahami apa itu ikatan kimia.
Atom
Jadi, semua zat fisik yang mengambil ruang dan memiliki massa dikenal sebagai materi. Materi terdiri dari atom, dan atom hanyalah unit terkecil dari materi. Atom terdiri dari inti dan elektron yang berikatan dengan inti. Inti terdiri dari neutron dan proton. Proton (di dalam inti) memiliki muatan listrik positif, elektron (di luar inti) memiliki muatan listrik negatif, dan neutron (di dalam inti) tidak memiliki muatan listrik.
Singkatnya: proton positif, elektron negatif, dan neutron netral (atau tanpa muatan). Ini penting karena dasar bagaimana atom bereaksi satu sama lain didasarkan pada muatan listriknya. Jika jumlah proton dan elektron dalam atom sama, maka atom dianggap netral.
Jika jumlah proton lebih sedikit daripada elektron dalam atom, maka atom tersebut dianggap negatif. Jika ada lebih banyak proton daripada elektron dalam atom, maka atom tersebut dianggap positif. Semua atom memulai sebagai netral tetapi dapat menjadi positif atau negatif.
Dalam atom, proton dan elektron tertarik oleh gaya yang disebut gaya elektromagnetik, dan neutron dan proton tertarik oleh gaya yang disebut gaya nuklir. Ada berbagai jenis atom, dan jenis ini disebut unsur. Contohnya adalah unsur (atom a) atom) oksigen (dilambangkan oleh O).
Molekul
Molekul adalah sekelompok atom yang terikat bersama secara kimia. Misalnya, O2 adalah molekul yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat bersama. Ikatan molekul membentuk senyawa kimia. Ada dua jenis ikatan molekul: ion dan kovalen.
Ikatan ionik
Ikatan ion adalah jenis ikatan yang melibatkan tarikan antara ion yang bermuatan berlawanan. Ion adalah molekul (atau atom) yang memiliki jumlah proton dan elektron yang tidak sama. Ingat bagaimana kita berbicara tentang atom positif dan negatif? Ini berkaitan dengan ikatan ion. Jadi, ingatlah bahwa atom yang memiliki lebih sedikit proton daripada elektron dianggap negatif, dan atom yang memiliki lebih banyak proton daripada elektron dianggap positif.
Jika ion (atom) bermuatan positif maka disebut kation, dan jika bermuatan negatif itu disebut anion. Molekul dapat berupa ion dan karenanya dapat dianggap kation atau anion juga. Jika keseluruhan molekul bermuatan positif, itu adalah kation, dan jika bermuatan negatif, itu adalah anion (sama dengan atom). Selama ikatan ion, satu atom kehilangan satu elektron (atau banyak elektron) ke atom lain, dan atom-atom tersebut terikat bersama oleh tarikan antara muatan yang berlawanan.
Molekul yang diikat bersama oleh ikatan ion biasanya tidak memiliki bentuk yang pasti (juga dikenal sebagai posisi tetap). Ikatan ionik terutama terjadi pada (atom) unsur logam yang berikatan dengan unsur bukan logam. Contohnya adalah garam dapur (natrium klorida). Sodium (Na) adalah logam dan klorin (Cl) adalah bukan logam, sehingga mereka berikatan dengan ikatan ion. Selama proses tersebut, natrium kehilangan satu elektron menjadi klor, dan mereka disatukan oleh daya tarik di antara mereka (Na bermuatan positif, dan Cl bermuatan negatif).
Ikatan kovalen
Ikatan kovalen adalah jenis ikatan yang melibatkan pembagian elektron antar atom. Ini adalah jenis ikatan yang berhubungan dengan polar vs nonpolar. Selama ikatan kovalen, elektron dibagi antara dua atom, dan atom terikat bersama oleh pembagian elektron (bukan tarikan antara muatan yang berlawanan). Molekul yang terikat bersama oleh ikatan kovalen biasanya memiliki bentuk yang sangat jelas (posisi tetap). Ikatan kovalen terutama terjadi dengan unsur-unsur non logam.
Ikatan kovalen Polar vs Nonpolar
Ikatan kovalen dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: polar vs nonpolar. Ikatan kovalen polar adalah ikatan di mana atom berbagi elektronnya secara tidak merata. Ikatan kovalen nonpolar adalah tempat atom berbagi elektronnya secara merata.
Ikatan kovalen Polar vs Nonpolar
Keelektronegatifan
Pembagian elektron (apakah sama atau tidak sama) disebabkan oleh keelektronegatifan yang seberapa kuat atau lemahnya suatu atom cenderung menarik elektron dari atom lain (ini juga dikenal sebagai tarikan yang dimiliki atom). Atom yang negatif (lebih sedikit proton dan lebih banyak elektron) dapat menarik elektron dari atom yang lebih lemah daripada mereka (memiliki lebih sedikit elektron). Sebaliknya, atom yang positif (lebih banyak proton dan lebih sedikit elektron) tidak dapat menarik elektron dari atom yang lebih kuat daripada mereka (memiliki lebih banyak elektron).
Ini karena bagaimana elektron diatur. Semua elektron dalam atom disusun menjadi kulit (juga disebut orbital atau tingkat energi). Kulit terluar disebut kulit valensi. Setiap atom lebih suka memiliki 8 elektron di kulit valensi dan akan mencoba untuk bergabung dengan atom lain jika memungkinkan untuk membuat ini terjadi. Kecenderungan untuk lebih menyukai 8 elektron ini dikenal sebagai aturan oktet.
Jadi, jika sebuah atom tidak memiliki 8 elektron dalam kulit valensinya, ia memiliki dua pilihan: ia dapat mencoba kehilangan elektron atau mencoba mendapatkan elektron. Dari dua opsi ini, atom akan memilih rute termudah yang membutuhkan energi paling sedikit.
Misalnya, jika sebuah atom hanya memiliki 2 elektron, ia akan memilih untuk melepaskannya, tetapi jika memiliki 6 elektron, ia akan berusaha mendapatkan lebih banyak elektron. Oleh karena itu, atom negatif (dengan lebih banyak elektron) dapat menarik elektron dari atom positif (dengan lebih sedikit elektron), karena mereka memiliki kebutuhan yang lebih besar untuk mengisi kulit valensi mereka, dan membutuhkan lebih sedikit energi bagi mereka untuk melakukannya.
Karena menarik elektron dari satu atom ke atom lainnya, ini dapat menyebabkan pembagian elektron yang tidak merata dalam molekul yang merupakan perbedaan utama antara polar vs nonpolar. Bagaimana peringkat elektronegativitas atom pada skala adalah bagaimana tiga jenis ikatan berbeda (ionik, kovalen polar, dan kovalen nonpolar) diklasifikasikan. Skala ini disebut skala Pauling.
Skala Pauling mengukur elektronegativitas pada skala 0,00-4,00 dengan 0,00 sebagai kekuatan terlemah dan 4,00 menjadi kekuatan terkuat. Sebagai contoh, atom hidrogen memiliki keelektronegatifan 2,20 yang relatif lemah. Ini berarti bahwa jika sebuah atom dengan elektronegativitas yang lebih tinggi muncul, maka atom tersebut dapat mencuri elektron hidrogen.
Unsur hidrogen
Skala dibagi menjadi tiga bagian, dan itulah yang menentukan jenis ikatan. Jadi, jika sebuah molekul memiliki elektronegativitas lebih besar dari 2,00 itu adalah ionik (menggunakan ikatan ionik), jika kurang dari 0,50 itu adalah nonpolar (menggunakan ikatan kovalen nonpolar), dan jika berada di antara 0,50-2,00 itu polar (menggunakan ikatan polar kovalen). Anda dapat melihat contoh bagaimana elektronegativitas molekul dihitung di bawah ini.
Contoh Polar vs Nonpolar
Mungkin membingungkan untuk mengingat semua terminologi karena atom dan molekul dapat menjadi banyak hal yang berbeda sekaligus jadi mari kita lihat beberapa contoh untuk lebih memahami polar vs nonpolar.
Contoh polar
Contoh ikatan polar adalah ikatan antara dua atom hidrogen dan atom oksigen (dihidrogen monoksida, air, yang ditulis sebagai H20). Atom hidrogen netral karena jumlah proton dan elektronnya yang sama (kedua hidrogen masing-masing memiliki satu proton dan satu elektron). Atom oksigen juga netral karena memiliki jumlah proton dan elektron yang sama (8 proton dan 8 elektron).
Unsur oksigen
Namun, ketika Anda melihat kulit terluar atom (valensi), mereka tidak memiliki 8 elektron di kulit valensi mereka. Atom-atom hidrogen masing-masing memiliki 1 elektron di kulit valensi mereka, dan atom oksigen memiliki 6 elektron di kulit valensinya.
Menurut aturan oktet, semua atom lebih suka memiliki 8 elektron dalam kulit valensi mereka. Oksigen bisa mendapatkan 8 elektron dalam kulit valensinya, jika menggunakan 1 elektron dari masing-masing atom hidrogen.
Oksigen sekarang memiliki total 8 proton dan 10 elektron menjadikannya negatif (lebih sedikit proton daripada elektron). Angka yang tidak sama ini juga menjadikan atom oksigen sebagai ion. Ketika oksigen menjadi ion, itu disebut oksida.
Namun, atom hidrogen tetap netral, karena mereka tidak dapat melepaskan 1 elektronnya. Jika mereka melepaskan elektronnya, maka mereka tidak akan memiliki elektron yang tersisa. Juga, bahkan melepaskan 1 elektron mereka, mereka masih tidak akan memiliki 8 elektron di kulit valensi mereka. Karena itu, mereka harus berbagi elektron.
Ikatan ion hidrogen dan oksigen kovalen karena mereka berbagi elektron. Mereka tidak dapat berikatan secara ionik karena hanya satu atom yang merupakan ion (oksida), dan dua lainnya adalah netral (keduanya hidrogen). Semua atom harus menjadi ion untuk membentuk ikatan ion. Plus, tidak satu pun dari atom-atomnya yang bersifat logam. Ingatlah bahwa ikatan ion biasanya terbentuk antara atom logam dan non-logam.
Tiga atom (dua hidrogen dan satu ion oksigen) adalah polar karena tidak memiliki elektron yang sama. Ini kembali ke elektronegativitas. Karena ion oksigen (oksida) negatif (lebih banyak elektron), ia lebih kuat dan karenanya memiliki lebih banyak tarikan pada elektron daripada atom hidrogen.
Kita juga dapat melihat keelektronegatifan menggunakan skala Pauling untuk mengklasifikasikan molekul air. Atom hidrogen memiliki keelektronegatifan 2,20 dan ion oksigen memiliki keelektronegatifan 3,44. Perbedaan antara atom adalah 1,24. Angka (1,24) adalah antara 0,50 dan 2,00, sehingga molekulnya polar.
Contoh Nonpolar
Contoh ikatan nonpolar adalah ikatan antara dua atom hidrogen (gas hidrogen yang ditulis sebagai H2). Atom hidrogen netral karena memiliki jumlah proton dan elektron yang sama (kedua hidrogen masing-masing memiliki satu proton dan satu elektron).
Ketika Anda melihat kulit terluarnya (valensi), kedua atom hanya memiliki 1 elektron di kulit valensi mereka. Sama seperti pada contoh kita sebelumnya (air), tidak ada cara bagi atom hidrogen untuk memiliki 8 elektron di kulit valensi mereka. Oleh karena itu, atom hidrogen berbagi elektronnya. Dua atom hidrogen berikatan secara kovalen karena mereka berbagi elektron. Keduanya netral dan keduanya non-logam sehingga tidak mengikat secara ion.
Dua atom hidrogen adalah nonpolar karena mereka berbagi elektronnya secara merata. Karena mereka adalah unsur yang sama (atom), mereka memiliki elektronegativitas yang sama dan karenanya tidak dapat menarik elektron satu sama lain.
Kita juga dapat melihat keelektronegatifan menggunakan skala Pauling untuk mengklasifikasikan molekul gas hidrogen. Atom hidrogen memiliki keelektronegatifan 2,20. Perbedaan antara dua atom hidrogen (keduanya 2,20) adalah 0,00. Angka ini (0,00) kurang dari 0,50, jadi molekulnya nonpolar.
Polaritas Polar vs Nonpolar
Perbedaan utama antara polar vs nonpolar adalah polaritas. Polaritas adalah distribusi muatan listrik dalam suatu molekul. Karena ikatan nonpolar sama-sama berbagi elektronnya, tidak ada polaritas. Namun, hal yang sama tidak dapat dikatakan pada ikatan polar. Ketika elektron dibagi secara tidak merata, ini menyebabkan pemisahan muatan listrik.
Dipol
Pemisahan muatan listrik ini disebut muatan parsial dan merupakan muatan positif parsial (ἀ +) atau muatan negatif parsial (ἀ-). Jadi, ketika sebuah molekul memiliki muatan parsial positif dan parsial negatif, ia menghasilkan dipol. Dipol molekul dapat diukur dengan momen dipolnya (persamaan yang μ = qr).
Ini semua berhubungan kembali dengan atom yang positif atau negatif (serta elektronegativitasnya) seperti yang kita bahas sebelumnya. Mari kita lihat contoh polar sebelumnya: air. Karena atom hidrogen netral (keduanya memiliki proton dan elektron yang sama) dan ion oksigen (oksida) negatif (8 proton dan 10 elektron), ini menyebabkan polaritas (distribusi tidak merata).
Ion oksigen dianggap lebih kuat (karena memiliki lebih banyak elektron), sehingga memiliki tarikan yang lebih besar pada kedua elektron kedua hidrogen. Inilah yang menyebabkan ketidakseimbangan. Oleh karena itu, ion oksigen memiliki muatan parsial negatif (karena lebih banyak elektron), dan atom hidrogen memiliki muatan parsial positif (karena lebih sedikit elektron).
Interaksi dipol-dipol
Alasan mengapa polaritas itu penting adalah membantu menentukan bagaimana molekul bereaksi satu sama lain. Ikatan nonpolar (tanpa polaritas) sangat kuat, dan mereka juga membutuhkan banyak energi untuk memutus ikatan mereka. Ikatan polar (dengan polaritas) jauh lebih lemah, dan mereka membutuhkan lebih sedikit energi untuk memutus ikatan mereka.
Ini berarti bahwa molekul polar dapat lebih mudah mengikat secara kimia dengan molekul polar lainnya. Molekul nonpolar dapat berikatan dengan molekul nonpolar, tetapi tidak semudah itu. Dipol (pada satu molekul polar) dapat berinteraksi dengan dipol lain (pada molekul polar lainnya) dalam proses yang disebut interaksi dipol-dipol. Ini terjadi karena muatan sedikit positif pada satu molekul tertarik pada muatan sedikit negatif pada molekul lain dan sebaliknya. Polaritas juga menentukan banyak sifat fisik molekul seperti titik didih, titik leleh, dan kelarutan.
Polar vs Nonpolar pada minyak dan air
Mari kita lihat contoh klasik minyak dan air. Karena air adalah polar, ia dapat berinteraksi dengan molekul polar lain (seperti molekul air lainnya) tetapi tidak dapat berinteraksi dengan molekul nonpolar (seperti minyak). Minyak adalah nonpolar, sehingga dapat berinteraksi dengan molekul nonpolar (seperti molekul minyak lainnya), tetapi tidak dapat berinteraksi dengan molekul polar (seperti air). Ini adalah alasan mengapa keduanya tidak bercampur dengan baik (larut satu sama lain), karena mereka tidak larut dalam jenis polaritas yang berlawanan.
Ulasan terakhir tentang perbedaan Polar dan Nonpolar
- Polar vs nonpolar bisa sangat membingungkan pada awalnya tetapi cobalah untuk mengingat bahwa atom polar lebih memilih elektron dan nonpolar tidak (mereka sama).
- Baik polar dan nonpolar adalah jenis ikatan kovalen yang merupakan tempat atom mengikat dengan berbagi elektron. Ikatan kovalen biasanya terjadi pada atom-atom non logam, dan molekul-molekul memiliki bentuk yang ditentukan (posisi tetap).
- Perbedaan utama adalah polar adalah jenis ikatan kovalen di mana atom berbagi elektron secara tidak merata, dan nonpolar adalah jenis ikatan kovalen di mana atom berbagi elektron secara merata.
- Anda dapat menentukan apakah ikatan kovalen adalah polar atau nonpolar berdasarkan elektronegativitas atom yang seberapa kuat atau lemah suatu atom cenderung menarik elektron dari atom lain. Elektronegativitas ini dinilai pada skala yang dikenal sebagai skala Pauling, dan jika molekul memiliki elektronegativitas antara 0,500-2,00 maka dianggap polar, dan jika kurang dari 0,50, itu dianggap nonpolar.
- Ikatan nonpolar tidak memiliki polaritas, dan ikatan polar memang memiliki polaritas.
- Polaritas ini menghasilkan muatan parsial positif dan parsial negatif yang menciptakan dipol dalam molekul. Dipol ini dapat berinteraksi dengan dipol lain dalam proses yang dikenal sebagai interaksi dipol-dipol.
- Interaksi dipol dan polaritas adalah apa yang membantu menentukan bagaimana molekul bereaksi dengan molekul lain serta menentukan beberapa sifat fisik molekul.