Artikel tentang Air Bagian 1

Air

1.1   Definisi dan Ikatan Kimia dalam molekul air

Dalam hubungannya dengan ilmu pengetahuan khususnya bidang kimia maka air dapat didefinisikan sebagai suatu senyawa yang terbentuk dari satu buah atom oksigen dan dua buah atom hidrogen melalui ikatan kovalen.

Dari definisi air tersebut di atas maka lebih lanjut dapat diterangkan melalui pendekatan ikatan kimia. Atom oksigen merupakan unsur yang terletak pada golongan VIA dan perioda 2 dalam sistem periodik unsur. Atom oksigen dengan nomor atom 8 akan memiliki kofigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁴ atau jika dibuat dalam bentuk kulit-kulit elektron menjadi ( 2   6 ) artinya ada 2 buah elektron di kulit K (kulit ke-1) dan 6 buah elektron di kulit L (kulit ke-2). Keadaan demikian disebut oksigen memiliki elektron valensi 6. Untuk mencapai kestabilan elektron (delapan/oktet) dalam atom oksigen maka oksigen memerlukan 2 buah elektron lagi.

Atom hidrogen adalah atom non logam dari golongan IA perioda 1 dari sistem periodik. Dia adalah satu-satunya atom non logam di golongan satu. Dan dia merupakan atom nomor 1. Oleh karena itu atom hidrogen berarti hanya memiliki satu buah elektron pada kulitnya, yakni kulit ke-1 (K), 1s¹. Atom seperti ini juga tidak stabil. Dia akan mencapai kesetabilannya jika memiliki elektron 2 (duplet) pada sub kulit 1s. Sehingga atom hidrogen harus berikatan dengan atom lainnya baik secara kovalen maupun ionik.

                                                                                                                  

Ikatan Kovalen pada Molekul Air

Jika dua atom akan membentuk ikatan kimia maka ada 3 konsep ikatan, yakni :

1.       Ikatan ionik yakni ikatan antara dua atom dengan cara serah terima elektron. Atom dengan elektron valensi rendah (≤ 3) akan cenderung melepas elektron valensinya[1]), atom yang memiliki elektron valinsi tinggi (≥4) akan cenderung menangkap elektron[2]).

2.       Ikatan kovalen, yakni ikatan yang terjadi antara 2 atom dengan cara pemakaian bersama elektron-elektron valensinya. Ini terjadi   pada atom yang memiliki elektron valensi lebih besar atau sama dengan 4 jika berikatan dengan atom yang juga memiliki elektron valensi lebih besar atau sama dengan 4 dan hidrogen.

3.       Ikatan logam, terjadi dengan cara mobilisasi elektron valensi logam di sekitar ion-ion logam sehingga membentuk lautan elektron.

Dari keadaan tersebut di atas maka jika oksigen berikatan dengan hidrogen akan membentuk ikatan kovalen tunggal dengan hidrogen. Jika digambarkan struktur lewisnya sebagai berikut :

Ikatan Hidrogen Antar Molekul Air

Selain ikatan antar atom dalam molekul seperti telah dijelaskan di atas, ada juga ikatan antar molekul air yang merupakan gaya antar aksi yang bersifat lemah. Ikatan ini disebut ikatan hidrogen[3]). Bentuk ikatan hidrogen pada air adalah sebagai berikut :

                                                                

Dengan adanya ikatan hidrogen ini mengakibatkan  titik didih yang cukup tinggi yakni 100^oC pada.  Mengapa demikian? Hal ini dikarenakan energi yang diberikan akan dipakai untuk memutuskan dulu ikatan-ikatan hidrogen tadi sebelum air mendidih. Apa keuntungannya bagi manusia dan makhluk Allah lain. Jika air tidak membentuk ikatan ini maka titik didihnya akan sangat rendah, sehingga dalam suhu ruang air sudah dalam wujud gas. Keadaan cairnya akan di bawah nol derajat. Bagaimana dengan kehidupan manusia dan makhluk lainnya tentu tidak akan bisa memanfaatkan air sebagai pelarut utama dalam tubuh kita. Padahal air merupakan molekul yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan. Air dalam tubuh sudah mendidih pada suhu ruang. Subhanallah, maha suci Allah yang telah menciptakan ikatan hidrogen antar molekul air tersebut. Kita patut bersyukur padanya. “Maka nikmat Allah yang manakah yang engkau dustakan?”

Grafik perbandingan titik didih dari senyawa senyawa yang mempunyai ikatan hidrogen dengan yang tidak adalah sebagai berikut :

Bentuk Molekul Air

Analisis bentuk molekul air, dengan atom pusat oksigen yang memiliki nomor atom 8 sebagaimana tersebut di atas, memiliki konfigurasi  1s²  2s²  2p⁴, maka pengisian elektron ke dalam orbitalnya adalah :

Elektron dari hidrogen akan masuk berpasangan dengan 2 elektron terakhiri di sub kulit 2p yang belum berpasangan sehingga keadaannya menjadi :

                                                       

Hibridisasi yang terjadi sp³ dengan 2 PEI dan 2 PEB maka bentuk molekulnya adalah huruf “V” dengan sudut ikatan 104,45^o dalam literatur lain ada yang menuliskan 105,109^o dengan panjang ikatan 0,9584 angstrum. Jika digambarkan adalah sebagai berikut :

---

[1] Biasanya atom-atom logam

[2] Biasanya atom-atom non logam

[3] Ikatan yang terjadi antara atom hidrogen dari suatu molekul dengan atom yang memiliki keelektronegatifan tinggi dari molekul lainnya.