Ikatan yang menghubungkan dua atom hidrogen dalam molekul gas hidrogen adalah ikatan kovalen klasik. Ikatan ini mudah untuk dianalisis karena atom hidrogen masing-masing hanya memiliki satu proton dan satu elektron. Elektron berada di kulit elektron tunggal atom hidrogen, yang memiliki ruang untuk dua elektron.
Karena atom hidrogen identik, tidak ada yang dapat mengambil elektron dari yang lain untuk melengkapi kulit elektronnya dan membentuk ikatan ionik. Akibatnya, dua atom hidrogen berbagi dua elektron dalam ikatan kovalen. Elektron menghabiskan sebagian besar waktunya di antara inti hidrogen yang bermuatan positif, menarik keduanya ke muatan negatif dari dua elektron.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Molekul gas hidrogen terdiri dari dua atom hidrogen dalam ikatan kovalen. Atom hidrogen juga membentuk ikatan kovalen dalam senyawa lain, seperti dalam air dengan atom oksigen dan dalam hidrokarbon dengan atom karbon. Dalam kasus air, atom hidrogen yang terikat secara kovalen dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul tambahan yang lebih lemah daripada ikatan molekul kovalen. Ikatan ini memberikan air beberapa karakteristik fisiknya.
Ikatan Kovalen dalam Air
Atom hidrogen dalam H2Molekul air membentuk jenis ikatan kovalen yang sama seperti pada gas hidrogen tetapi dengan atom oksigen. Atom oksigen memiliki enam elektron di kulit elektron terluarnya, yang memiliki ruang untuk delapan elektron. Untuk mengisi cangkangnya, atom oksigen berbagi dua elektron dari dua atom hidrogen dalam ikatan kovalen.
Selain ikatan kovalen, molekul air membentuk ikatan antarmolekul tambahan dengan molekul air lainnya. Molekul air adalah dipol polar, yang berarti bahwa salah satu ujung molekul, ujung oksigen, bermuatan negatif, dan ujung lainnya dengan dua atom hidrogen bermuatan positif. Atom oksigen bermuatan negatif dari satu molekul menarik salah satu atom hidrogen bermuatan positif dari molekul lain, membentuk ikatan hidrogen dipol-dipol. Ikatan ini lebih lemah dari ikatan molekul kovalen, tetapi mengikat molekul air bersama-sama. Gaya antarmolekul ini memberikan karakteristik khusus air seperti tegangan permukaan yang tinggi dan titik didih yang relatif tinggi untuk berat molekul.
Ikatan Kovalen Karbon dan Hidrogen
Karbon memiliki empat elektron di kulit elektron terluarnya, yang memiliki ruang untuk delapan elektron. Akibatnya, dalam satu konfigurasi, karbon berbagi empat elektron dengan empat atom hidrogen untuk mengisi kulitnya dalam ikatan kovalen. Senyawa yang dihasilkan adalah CH4, metana.
Sementara metana dengan empat ikatan kovalennya adalah senyawa yang stabil, karbon dapat masuk ke dalam konfigurasi ikatan lain dengan hidrogen dan atom karbon lainnya. Konfigurasi empat elektron terluar memungkinkan karbon untuk membuat molekul yang membentuk dasar dari banyak senyawa kompleks. Semua ikatan semacam itu adalah ikatan kovalen, tetapi mereka memungkinkan karbon memiliki fleksibilitas yang besar dalam perilaku ikatannya.
Ikatan Kovalen dalam Rantai Karbon
Ketika atom karbon membentuk ikatan kovalen dengan kurang dari empat atom hidrogen, elektron ikatan ekstra tertinggal di kulit terluar atom karbon. Misalnya, dua atom karbon yang membentuk ikatan kovalen dengan tiga atom hidrogen masing-masing dapat membentuk ikatan kovalen satu sama lain, berbagi elektron ikatan tunggal yang tersisa. Senyawa itu adalah etana, C2H6.
Demikian pula, dua atom karbon dapat berikatan dengan dua atom hidrogen masing-masing dan membentuk ikatan kovalen rangkap satu sama lain, berbagi empat elektron sisa di antara mereka. Senyawa itu adalah etilen, C2H4. Dalam asetilena, C2H2, dua atom karbon membentuk ikatan kovalen rangkap tiga dan ikatan tunggal dengan masing-masing dua atom hidrogen. Dalam kasus ini, hanya dua atom karbon yang terlibat, tetapi dua atom karbon dapat dengan mudah mempertahankan hanya ikatan tunggal satu sama lain dan menggunakan sisanya untuk berikatan dengan atom karbon tambahan.
Propana, C3H8, memiliki rantai tiga atom karbon dengan ikatan kovalen tunggal di antara mereka. Dua atom karbon ujung memiliki ikatan tunggal dengan atom karbon tengah dan tiga ikatan kovalen dengan masing-masing tiga atom hidrogen. Atom karbon tengah memiliki ikatan dengan dua atom karbon lainnya dan dua atom hidrogen. Rantai seperti itu bisa lebih panjang dan merupakan dasar bagi banyak senyawa karbon organik kompleks yang ditemukan di alam, semuanya didasarkan pada jenis ikatan kovalen yang sama yang menggabungkan dua atom hidrogen.
