Ikatan hidrogen adalah daya tarik antara dua jenis partikel atom yang sudah berpartisipasi dalam ikatan kimia lainnya. Salah satu atomnya adalah hidrogen, sedangkan yang lain bisa berupa atom elektronegatif, seperti oksigen, klor, atau fluor. Ikatan hidrogen dapat terbentuk antara atom-atom dalam molekul atau antara dua molekul terpisah. Ikatan hidrogen lebih lemah dari ikatan ionik atau ikatan kovalen, tetapi lebih kuat dari gaya van der Waals. Ini juga merupakan salah satu ciri atau karakteristik ikatan hidrogen.
Ikatan hidrogen memainkan peran penting dalam biokimia dan menghasilkan banyak sifat unik air. Contoh ikatan hidrogen misalnya ikatan hidrogen dalam air, ikatan hidrogen dalam polimer, ikatan hidrogen dalam ammonia, dan lain-lain.
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen (sering disingkat H -bond) adalah gaya tarik elektrostatik antara atom hidrogen (H) yang secara kovalen terikat pada atom atau kelompok yang lebih elektronegatif, terutama unsur baris kedua nitrogen (N), oksigen ( O), atau fluor (F)—donor ikatan hidrogen (Dn)-dan atom elektronegatif lainnya yang membawa sepasang elektron bebas — akseptor ikatan hidrogen (Ac).
Sistem interaksi seperti itu umumnya dilambangkan Dn-H ··· Ac, di mana garis padat menunjukkan ikatan kovalen sepenuhnya, dan garis putus-putus menunjukkan ikatan hidrogen. Penggunaan tiga titik terpusat untuk ikatan hidrogen secara khusus direkomendasikan oleh IUPAC.
Ada kesepakatan umum bahwa sebenarnya ada komponen kovalen minor untuk ikatan hidrogen, terutama untuk ikatan hidrogen sedang hingga kuat (> 5 kkal / mol), meskipun pentingnya kovalensi dalam ikatan hidrogen masih diperdebatkan. Di ujung skala, tidak ada batas yang jelas antara ikatan hidrogen yang lemah dan interaksi van der Waals (mis., Dipol-dipol).
Pengertian Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen adalah jenis interaksi yang menarik (dipol-dipol) antara atom elektronegatif dan atom hidrogen yang terikat pada atom elektronegatif lainnya. Ikatan ini selalu melibatkan atom hidrogen. Ikatan hidrogen dapat terjadi antara molekul atau dalam bagian dari satu molekul tunggal.
Ikatan hidrogen cenderung lebih kuat dari gaya van der Waals, tetapi lebih lemah dari ikatan kovalen atau ikatan ionik. Ini sekitar 1/20 (5%) kekuatan ikatan kovalen yang terbentuk antara O-H. Namun, bahkan ikatan lemah ini cukup kuat untuk menahan sedikit fluktuasi suhu.
Pengertian Ikatan Hidrogen Menurut Para Ahli
Adapun definisi ikatan hydrogen menurut para ahli, antara lain:
- Chemistry Libre Texts
Ikatan hidrogen adalah jenis gaya lemah yang membentuk jenis daya tarik dipol-dipol khusus yang terjadi ketika atom hidrogen terikat pada atom yang sangat elektronegatif ada di sekitar atom elektronegatif lain dengan pasangan elektron bebas.
Ikatan ini umumnya lebih kuat dari dipol-dipol biasa dan gaya dispersi, tetapi lebih lemah dari ikatan kovalen dan ionik yang sebenarnya.
- Encyclopedia Britannica
Ikatan hydrogen adalah interaksi yang melibatkan atom hidrogen yang terletak di antara sepasang atom lain yang memiliki afinitas tinggi terhadap elektron; ikatan seperti itu lebih lemah dari ikatan ionik atau ikatan kovalen tetapi lebih kuat dari gaya van der Waals. Ikatan hidrogen dapat ada di antara atom dalam molekul yang berbeda atau di bagian molekul yang sama.
- Sciencing
Ikatan hidrogen adalah istilah dalam arti ikatan kimia untuk gaya antarmolekul yang disebabkan oleh ketertarikan yang kuat antara bagian-bagian dari molekul yang bermuatan sedikit. Itu terjadi ketika molekul mengandung atom yang, karena ukurannya, memberikan tarikan yang lebih besar pada ikatan kovalen dalam molekul.
Hal tersebut menghasilkan elektron yang dibagi yang mengorbit lebih banyak daripada atom yang diikatnya. Bagian elektron yang tidak sama ini menyebabkan molekul memiliki bagian positif dan bagian negatif yang sesuai.
Ciri Ikatan Hidrogen
Berikut ini ciri-ciri atau karakteristik ikatan hydrogen, antara lain:
-
Persyaratan atau kondisi untuk ikatan hidrogen
Dalam sebuah molekul, ketika sebuah atom hidrogen dikaitkan dengan atom yang sangat elektronegatif, ia menarik pasangan elektron yang lebih banyak sehingga ujung molekul ini menjadi sedikit negatif sementara ujung lainnya menjadi sedikit positif.
Ujung negatif dari satu molekul menarik ujung positif yang lain dan sebagai hasilnya, ikatan lemah terbentuk di antara mereka. Ikatan ini disebut ikatan hidrogen. Sebagai hasil dari ikatan hidrogen, atom hidrogen menghubungkan dua atom elektronegatif secara bersamaan, satu oleh ikatan kovalen dan yang lainnya oleh ikatan hidrogen.
Persyaratan atau kondisi untuk membentuk ikatan hidrogen adalah:
- Molekul harus mengandung atom yang sangat elektronegatif yang terhubung dengan atom hidrogen. Semakin tinggi elektronegativitas, semakin banyak polarisasi molekulnya.
- Ukuran atom elektronegatif harus kecil. Semakin kecil ukurannya, semakin besar daya tarik elektrostatik.
-
Efek Ikatan Hidrogen pada Unsur
Ikatan hidrogen menimbulkan beberapa efek pada unsur, diantaranya yaitu:
- Asosiasi: Molekul asam karboksilat ada sebagai dimer karena ikatan hidrogen. Massa molekuler dari senyawa tersebut ditemukan dua kali lipat dari yang dihitung dari formula sederhananya.
- Disosiasi: Dalam larutan air, HF (Hydrogen fluoride) berdisosiasi dan memberikan ion difluorida, bukan ion fluorida. Ini disebabkan ikatan hidrogen pada HF. Molekul HCl, HBr, HI tidak membentuk ikatan hidrogen. Ini menjelaskan tidak adanya senyawa seperti KHCl2, KHBr2, KHI2.
Sifat Ikatan hidrogen
- Kelarutan: Alkohol yang lebih rendah larut dalam air karena ikatan hidrogen yang dapat terjadi antara molekul air dan alkohol.
- Volatilitas: Karena senyawa yang melibatkan ikatan hidrogen antara molekul yang berbeda memiliki titik didih yang lebih tinggi, sehingga mereka lebih tidak mudah menguap.
- Viskositas dan tegangan permukaan: Zat yang mengandung ikatan hidrogen ada sebagai molekul terkait. Jadi aliran mereka menjadi relatif sulit. Mereka memiliki viskositas yang lebih tinggi dan tegangan permukaan yang tinggi.
- Kerapatan es yang lebih rendah daripada air: Dalam kasus es padat, ikatan hidrogen menimbulkan struktur molekul air seperti kandang. Faktanya, setiap molekul air dihubungkan tetrahedral dengan empat molekul air.
Molekul-molekul tidak dikemas dengan ketat karena mereka berada dalam keadaan cair. Ketika es mencair, struktur seperti ini runtuh dan molekul-molekul saling mendekat. Jadi untuk massa air yang sama, volumenya berkurang dan densitas bertambah. Oleh karena itu, es memiliki kerapatan yang lebih rendah daripada air pada 273 K. Itu sebabnya es mengapung.
Senyawa yang memiliki ikatan hidrogen memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi
Senyawa yang memiliki ikatan hidrogen menunjukkan titik leleh dan titik didih tinggi yang tidak normal. Titik leleh dan titik didih tinggi dari senyawa yang mengandung ikatan hidrogen ini disebabkan oleh kenyataan bahwa diperlukan energi ekstra untuk memutus ikatan ini.
- Titik didih tinggi hidrogen fluorida di antara asam halogen adalah karena adanya ikatan hidrogen.
- H2O adalah cairan sedangkan H2S, H2Se dan H2Te semuanya adalah gas pada suhu biasa. Di dalam air, ikatan hidrogen menyebabkan keterkaitan dalam molekul air yang menghasilkan titik didih air lebih dari pada senyawa lain.
- Amonia memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada PH3 karena ada ikatan hidrogen pada NH3 tetapi tidak pada PH3.
- Etanol memiliki titik didih lebih tinggi daripada dietil eter karena ada ikatan hidrogen dalam etanol.
Kekuatan ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen memiliki kekuatan yang lemah.
- Kekuatan ikatan yang lemah
Ikatan hidrogen adalah ikatan yang lemah. Kekuatan ikatan hidrogen ada di antara kekuatan van der Waals yang lemah dan ikatan kovalen yang kuat. Energi disosiasi ikatan hidrogen tergantung pada tarikan pasangan elektron yang dibagikan dan karenanya pada keelektronegatifan atom.
Jenis ikatan hidrogen
Ada dua jenis obligasi H, dan diklasifikasikan sebagai berikut:
- Ikatan Hidrogen Antarmolekul
Ketika ikatan hidrogen terjadi antara molekul yang berbeda dari senyawa yang sama atau berbeda, itu disebut ikatan hidrogen antar molekul. Misalnya saja adanya ikatan hidrogen dalam air, alkohol, amonia, dan lain-lain.
- Ikatan Hidrogen Intramolecular
Ikatan hidrogen yang terjadi di dalam molekul itu sendiri disebut ikatan hidrogen intramolekul. Ini terjadi dalam senyawa yang mengandung dua kelompok sehingga satu kelompok mengandung atom hidrogen yang terhubung ke atom elektronegatif dan kelompok lainnya mengandung atom yang sangat elektronegatif terkait dengan atom elektronegatif yang lebih rendah dari kelompok lain.
Ikatan terbentuk antara atom hidrogen dari satu kelompok dengan atom yang lebih elektronegatif dari kelompok lain.
Contoh Ikatan Hidrogen
Berikut ini beberapa contoh ikatan hidrogen, antara lain:
-
Ikatan Hidrogen dalam Hidrogen fluoride
Fluor yang memiliki kondisi dengan nilai elektronegativitas tertinggi, sehingga senantiasa membentuk ikatan hidrogen terkuat.
-
Ikatan Hidrogen dalam Air
Molekul air mengandung atom dalam sifat oksigen yang sangat elektronegatif yang dihubungkan dengan atom hidrogen. Atom oksigen menarik pasangan elektron bersama lebih banyak dan ujung molekul ini menjadi negatif sedangkan atom hidrogen menjadi positif.
-
Ikatan Hidrogen dalam Amonia
Ini mengandung atom nitrogen yang sangat elektronegatif yang dihubungkan dengan atom hidrogen.
-
Ikatan Hidrogen dalam Alkohol
Alkohol adalah jenis molekul organik yang mengandung gugus -OH. Biasanya, jika ada molekul yang mengandung atom hidrogen terhubung ke oksigen atau nitrogen secara langsung, maka ikatan hidrogen mudah terbentuk.
-
Ikatan Hidrogen dalam Polimer
Ikatan hidrogen adalah faktor penting dalam menentukan struktur dan properti 3D yang diperoleh oleh protein sintetis dan alami. Ikatan hidrogen juga memainkan peran penting dalam menentukan struktur selulosa serta sifat polimer turunan seperti kapas atau rami.
Itulah tadi serangkain penjelasan serta pengulasan secara lengkap kepada segenap pembaca terkait dengan ciri-ciri ikatan hidrogen dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan dan menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian.
