Tugas Pengantar Fisika Material

Keelektronegativan (electronegativity)

Oleh : Satria Auffa Dhiya ‘Ulhaque - 140310110012

Secara definisi, keelektronegativan yang biasa juga ditulis dengan dengan simbol Χ

adalah suatu ukuran kecenderungan atom untuk menarik elektron dalam ikatan kovalen.

Elektronegatifitas dari sebuah atom dipengaruhi oleh nomor atom dan juga jarak perpindahan

elektron valensi dari inti yang bermuatan. Semakin besar nilai keelektronegativan, semakin

besar pula kecenderungan dari unsur untuk menarik elektron untuk melaluinya. Konsep

elektronegativitas pertama kali diperkenalkan oleh Linus Pauling pada tahun 1932 sebagai

bagian dari perkembangan teori ikatan valensi. Elektronegativitas tidak dapat dihitung secara

langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya. Beberapa

metode kalkulasi telah diajukan, walaupun pada setiap metode terdapat perbedaan yang kecil

dalam nilai numerik elektronegativitasnya, semua metode memiliki tren periode yang sama di

antara unsur-unsur bila dilihat dari susunan tabel periodik unsur. Elektronegativitas bukanlah

bagian dari sifat atom, melainkan hanya merupakan sifat atom pada molekul. Sifat pada atom

tunggal yang setara dengan elektronegativitas adalah afinitas elektron. Elektronegativitas

pada sebuah unsur akan bervariasi tergantung pada lingkungan kimiawinya, namun biasanya

dianggap sebagai sifat yang terpindahkan, yaitu sebuah nilai elektronegativitas dianggap akan

berlaku pada berbagai situasi yang bervariasi.

Pada level yang paling dasar, elektronegativitas ditentukan oleh berbagai faktor

seperti muatan inti (semakin banyak proton yang dimiliki oleh sebuah atom, semakin banyak

tarikan yang dialami oleh elektron negatif) dan juga banyaknya/lokasi dari kedudukan

elektron didalam kulit atom (semakin banyak elektron yang dimiliki oleh atom, semakin jauh

pula kedudukan elektron valensinya dari inti atom, sebagai akibatnya semakin sedikit muatan

positif yang akan dimiliki karena jaraknya yang jauh dari inti, dan juga karena elektron lain di

dalam inti orbital terendah akan berusaha melindungi elektron valensi dari inti bermuatan

positif).

Kebalikan dari elektronegativitas adalah elektropositivitas, suatu ukuran kemampuan unsur

untuk memberikan elektron.

Pola susunan elektronegativitas pada Tabel Periodik

Unsur yang paling elektronegatif adalah fluor bila kita mengukur keelektronegativan

menggunakan skala Pauling, kemudian dari kenyataan diatas dan hasil-hasil pengukuran

keelektronegativan Pauling dapat ditarik garis besar bahwa elektronegativitas pada unsur-

unsur pada tabel periodik adalah sebagai berikut:

Metode Kalkulasi

Dalam menentukan nilai keelektronegativan dari unsur-unsur, terdapat berbagai metode

kalkulasi, secara nilai dari berbagai metode kalkulasi ini, nilai keelektronegativannya bisa

saja berbeda-beda, namun secara garis besar kesemua metode tersebut menyatakan hal yang

sama, karena nilainya tidak jauh berbeda, juga sebaran distribusinya secara periodikpun tidak

berbeda. Berikut ini adalah beberapa metode kalkulasi yang biasa digunakan ketika mencari

nilai keelektronegativan dari suatu unsur :

1. Elektronegativitas Pauling

Pauling pertama kali mengajukan konsep elektronegativitas pada tahun 1932

sebagai penjelasan dari fakta bahwa lebih kuatnya ikatan kovalen antar dua atom berbeda

(A–B) dari yang diperkirakan dengan mengambil kekuatan rata-rata ikatan A–A dan B–B.

Menurut teori ikatan valensi, "stabilisasi tambahan" dari ikatan heteronuklir ini

disebabkan oleh kontribusi ionic canonical forms kepada ikatan.

Perbedaan elektronegativitas antara dua atom A dan B dapat dihitung dengan :

dengan Energi disosiasi (Ed) ikatan A–B, A–A dan B–B diekspresikan dalam elektrovolt.

Faktor (eV)−½

disisipkan untuk menghasilkan nilai yang tidak berdimensi. Dengan

metode ini, perbedaan elektronegativitas antara hidrogen dan bromin adalah 0.73 (energi

disosiasi: H–Br, 3.79 eV; H–H, 4.52 eV; Br–Br 2.00 eV).

Oleh karena hanya perbedaan elektronegativitas yang dapat dihitung, kita perlu

memilih sebuah titik acuan untuk membangun skala Pauling ini. Hidrogen dijadikan

acuan karena ia membentuk ikatan kovalen dengan hampir semua unsur. Nilai

elektronegativitasnya pertama kali ditentukan sebagai 2,1, namun kemudian direvisi

menjadi 2,20. Selain itu, kita juga perlu memutuskan unsur manakah (dari dua unsur)

yang memiliki elektronegativitas lebih besar. Pemutusan ini dapat dilakukan dengan

menggunakan "intuisi kimia", misalnya pada hidrogen bromida yang terlarut dalam air

membentuk H+ dan Br

−, kita dapat berasumsi bahwa bromin lebih elektronegatif

daripada hidrogen.

Untuk menghitung elektronegativitas Pauling untuk sebuah unsur, sangatlah

penting untuk memiliki data tentang energi dissosiasi untuk sekurang-kurangnya dua

jenis ikatan kovalen yang dibentuk oleh elemen tersebut. A. L. Allred memperbarui nilai

asli elektronegativitas Pauling pada tahun 1961 untuk menghitung ketersediaan data

termodinamika yang lebih banyak, dan nilai skala Pauling yang direvisi inilah yang

paling sering dipakai dalam menentukan elektronegativitas suatu unsur.

Poin paling utama dari elektronegativitas Pauling adalah pada metode ini terdapat

sebuah rumus semi empiris yang cukup akurat untuk mengukur energi dissosiasi,

sebagaimana yang tertulis dibawah ini :

Atau bisa juga menggunakan rumus berikut ini :

2. Elektronegativitas Mulliken

Mulliken mengajukan bahwa rataan aritmatika dari energi ionisasi (Ei) dan

afinitas elektron (Eea) seharusnya hasilnya dapat digunakan sebagai sebuah perhitungan

dari kecenderungan sebuah atom untuk menarik elektron-elektron. Karena definisi ini

tidak bergantung pada skala relatif sembarang, ia juga disebut sebagai elektronegativitas

relatif, dengan satuan kilojoule per mol atau elektrovolt. Sebagaimana dijelaskan dalam

rumus berikut ini :

Namun biasanya kita menggunakan transformasi linear untuk melakukan

transformasi nilai absolut tersebut menjadi nilai yang lebih mirip dengan nilai Pauling.

Untuk energi inonisasi dan afinitas elektron dalam elektrovolt, dijabarkan dalam rumus

sebagai berikut :

Dan untuk energi dalam kilojoule per mol,

Elektronegativitas Mulliken hanya dapat dihitung pada unsur-unsur yang afinitas

elektronnya telah diketahui. Sampai dengan tahun 2006, baru terdapat 57 unsur yang

afinitas elektronnya telah diketahui. Elektronegativitas Mulliken terkadang juga

dikatakan memiliki nilai yang sama dengan negatif dari nilai potensial kimianya.

Grafik hubungan antara elektronegativitas Mulliken (sumbu x) dan Pauling

(sumbu y) :

3. Elektronegativitas Allred–Rochow

Allred dan Rochow beranggapan bahwa elektronegativitas berhubungan dengan

muatan sebuah elektron pada permukaan sebuah atom: semakin tinggi muatan per satuan

luas permukaan atom, semakin besar kecenderungan atom tersebut untuk menarik

elektron-elektron (semakin elektronegatif). Muatan inti efektif, Z* yang terdapat pada

elektron valensi dapat diperkirakan dengan menggunakan kaidah Slater. Sedangkan luas

permukaan atom pada sebuah molekul dapat dihitung dengan asumsi luas ini proposional

dengan kuadrat jari-jari kovalen (rcov). rcov memiliki satuan ångström dan dapat

diperoleh dengan menggunakan rumus berikut ini :

Korelasi antara elektronegativitas Allred–Rochow (sumbu x dalam Å−2

) dengan

elektronegativitas Pauling (sumbu y) :

4. Elektronegativitas Sanderson

Sanderson mengemukakan bahwa terdapat hubungan antara elektronegativitas

dengan ukuran atom dan atas dasar hal tersebut kemudian ia mengajukan sebuah metode

perhitungan yang didasarkan pada timbalbalikan volume atom. Dengan panjang ikatan

yang telah diketahui, elektronegativitas Sanderson memperbolehkan kita memperkirakan

energi ikatan pada berbagai senyawa. Selain itu, elektronegativitas Sanderson juga

digunakan dalam berbagai investigasi kimia organik.

Korelasi antara elektronegativitas Sanderson (sumbu x) dengan elektronegativitas

Pauling (sumbu y) :

5. Elektronegativitas Allen

Definisi elektronegativitas Allen adalah salah satu yang paling sederhana. Ia

mengajukan bahwa elektronegativitas berhubungan dengan energi rata-rata dari elektron

valensi pada sebuah atom bebas,

dengan εs,p adalah energi satu elektron dari elektron-elektron s dan p pada atom

bebas dan ns,p adalah jumlah elektron s dan p pada kelopak valensi. Biasanya nilai

tersebut diberikan faktor skala, 1,75×10−3

untuk energi dalam kilojoule per mol atau

0,169 untuk energi dalam elektrovolt, untuk menghasilkan nilai yang secara numeris

mirip dengan elektronegativitas Pauling.

Energi satu elektron dapat ditentukan secara langsung dari data spektroskopi,

sehingga elektronegativitas yang dihitung dengan metode ini kadangkala dirujuk sebagai

elektronegativitas spektroskopik. Data-data yang diperlukan tersedia untuk hampir

semua unsur, sehingga memperbolehkan kita memperkirakan nilai elektronegativitas

unsur-unsur yang tidak bisa dihitung dengan metode lainnya, misalnya fransium dengan

nilai elektronegativitas allen = 0,67. Namun tidaklah jelas apa yang seharusnya dianggap

sebagai elektron valensi untuk unsur-unsur blok d dan f, sehingga menyebabkan

ambiguitas dalam perhitungan elektronegativitas menggunakan metode Allen.

Dalam skala ini, Neon memiliki elektronegativitas yang paling besar, diikuti oleh

fluorin dan helium.

Korelasi antara elektronegativitas Allen (sumbu x dalam in kJ/mol) dengan

elektronegativitas Pauling (sumbu y) :