Teori ikatan valensi
Pada tahun 1927, teori ikatan
valensi dikembangkan atas dasar argumen bahwa sebuah ikatan kimia terbentuk
ketika dua valensi elektron bekerja dan menjaga dua inti atom bersama oleh
karena efek penurunan energi sistem. Pada tahun 1931, beranjak dari teori ini,
kimawan Linus Pauling mempublikasikan jurnal ilmiah yang dianggap sebagai
jurnal paling penting dalam sejarah kimia: "On the Nature of the Chemical
Bond". Dalam jurnal ini, berdasarkan hasil kerja Lewis dan teori valensi
ikatan Heitler dan London, dia mewakilkan enam aturan pada ikatan elektron
berpasangan:
1. Ikatan
elektron berpasangan terbentuk melalui interaksi elektron tak-berpasangan pada
masing-masing atom.
2. Spin-spin
elektron haruslah saling berlawanan.
3. Seketika
dipasangkan, dua elektron tidak bisa berpartisipasi lagi pada ikatan lainnya.
4. Pertukaran
elektron pada ikatan hanya melibatkan satu persamaan gelombang untuk setiap
atom.
5.
Elektron-elektron yang tersedia pada aras energi yang paling rendah akan
membentuk ikatan-
ikatan yang paling kuat.
6. Dari dua
orbital pada sebuah atom, salah satu yang dapat bertumpang tindih paling
banyaklah
yang akan membentuk ikatan paling kuat, dan
ikatan ini akan cenderung berada pada arah
orbital yang terkonsentrasi.
Buku teks tahun 1939 Pauling: On the
Nature of Chemical Bond menjadi apa yang banyak orang sebut sebagai "kitab
suci" kimia modern. Buku ini membantu kimiawan eksperimental untuk
memahami dampak teori kuantum pada kimia. Namun, edisi 1959 selanjutnya gagal
untuk mengalamatkan masalah yang lebih mudah dimengerti menggunakan teori
orbital molekul. Dampak dari teori valensi ini berkurang sekitar tahun 1960-an
dan 1970-an ketika popularitas teori orbital molekul meningkat dan
diimplementasikan pada beberapa progam komputer yang besar. Sejak tahun
1980-an, masalah implementasi teori ikatan valensi yang lebih sulit pada
program-program komputer telah hampir dipecahkan dan teori ini beranjak bangkit
kembali.
Teori orbital molekul
Teori orbital molekul (Bahasa
Inggris: Molecular orbital tehory), disingkat MO, menggunakan kombinasi linear
orbital-orbital atom untuk membentuk orbital-orbital molekul yang menrangkumi
seluruh molekul. Semuanya ini seringkali dibagi menjadi orbital ikat, orbital
antiikat, dan orbital bukan-ikatan. Orbital molekul hanyalah sebuah orbital
Schrödinger yang melibatkan beberapa inti atom. Jika orbital ini merupakan tipe
orbital yang elektron-elektronnya memiliki kebolehjadian lebih tinggi berada di
antara dua inti daripada di lokasi lainnya, maka orbital ini adalah orbital
ikat dan akan cenderung menjaga kedua inti bersama. Jika elektron-elektron
cenderung berada di orbital molekul yang berada di lokasi lainnya, maka orbital
ini adalah orbital antiikat dan akan melemahkan ikatan. Elektron-elektron yang
berada pada orbital bukan-ikatan cenderung berada pada orbital yang paling
dalam (hampir sama denganorbital atom), dan diasosiasikan secara keseluruhan
pada satu inti. Elektron-elektron ini tidak menguatkan maupun melemahkan kekuatan
ikatan.
Perbandingan antara teori ikatan valensi dan teori
orbital molekul
Pada beberapa bidang, teori ikatan
valensi lebih baik daripada teori orbital molekul. Ketika diaplikasikan pada
molekul berelektron dua, H2, teori ikatan valensi, bahkan dengan pendekatan
Heitler-London yang paling sederhana, memberikan pendekatan energi ikatan yang
lebih dekat dan representasi yang lebih akurat pada tingkah laku elektron
ketika ikatan kimia terbentuk dan terputus. Sebaliknya, teori orbital molekul
memprediksikan bahwa molekul hidrogen akan berdisosiasi menjadi superposisi
linear dari hidrogen atom dan ion hidrogen positif dan negatif. Prediksi ini
tidak sesuai dengan gambaran fisik. Hal ini secara sebagian menjelaskan mengapa
kurva energi total terhadap jarak antar atom pada metode ikatan valensi berada
di atas kurva yang menggunakan metode orbital molekul. Situasi ini terjadi pada
semua molekul diatomik homonuklir dan tampak dengan jelas pada F2 ketika energi
minimum pada kurva yang menggunakan teori orbital molekul masih lebih tinggi
dari energi dua atom F.
Konsep hibridisasi sangatlah berguna
dan variabilitas pada ikatan di kebanyakan senyawa organik sangatlah rendah,
menyebabkan teori ini masih menjadi bagian yang tak terpisahkan dari kimia
organik. Namun, hasil kerja Friedrich Hund, Robert Mulliken, dan Gerhard
Herzberg menunjukkan bahwa teori orbital molekul memberikan deskripsi yang
lebih tepat pada spektrokopi, ionisasi, dan sifat-sifat magnetik molekul.
Kekurangan teori ikatan valensi menjadi lebih jelas pada molekul yang
berhipervalensi (contohnya PF5) ketika molekul ini dijelaskan tanpa menggunakan
orbital-orbital d yang sangat krusial dalam hibridisasi ikatan yang diajukan
oleh Pauling. Logam kompleks dan senyawa yang kurang elektron (sepertidiborana)
dijelaskan dengan sangat baik oleh teori orbital molekul, walaupun penjelasan
yang menggunakan teori ikatan valensi juga telah dibuat.
Pada tahun 1930, dua metode ini
saling bersaing sampai disadari bahwa keduanya hanyalah merupakan pendekatan
pada teori yang lebih baik. Jika kita mengambil struktur ikatan valensi yang
sederhana dan menggabungkan semua struktur kovalen dan ion yang dimungkinkan
pada sekelompok orbital atom, kita mendapatkan apa yang disebut sebagai fungsi
gelombang interaksi konfigurasi penuh. Jika kita mengambil deskripsi orbital
molekul sederhana pada keadaan dasar dan mengkombinasikan fungsi tersebut
dengan fungsi-fungsi yang mendeskripsikan keseluruhan kemungkinan keadaan
tereksitasi yang menggunakan orbital tak terisi dari sekelompok orbital atom
yang sama, kita juga mendapatkan fungsi gelombang interaksi konfigurasi penuh.
Terlihatlah bahwa pendekatan orbital molekul yang sederhana terlalu
menitikberatkan pada struktur ion, sedangkan pendekatan teori valensi ikatan
yang sederhana terlalu sedikit menitikberatkan pada struktur ion. Dapat kita
katakan bahwa pendekatan orbital molekul terlalu ter-delokalisasi, sedangkan
pendekatan ikatan valensi terlalu ter-lokalisasi.
Sekarang kedua pendekatan tersebut
dianggap sebagai saling memenuhi, masing-masing memberikan pandangannya sendiri
terhadap masalah-masalah pada ikatan kimia. Perhitungan modern pada kimia
kuantum biasanya dimulai dari (namun pada akhirnya menjauh) pendekatan orbital
molekul daripada pendekatan ikatan valensi. Ini bukanlah karena pendekatan
orbital molekul lebih akurat dari pendekatan teori ikatan valensi, melainkan
karena pendekatan orbital molekul lebih memudahkan untuk diubah menjadi
perhitungan numeris. Namun program-progam ikatan valensi yang lebih baik juga
tersedia.
http://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kimia
