Energi Disosiasi Ikatan

Apabila atom saling berikatan hingga membentuk molekul maka ada energi yang dilepas (dalam bentuk kalor atau cahaya). Maka, untuk molekul agar terdisosiasi menjadi atom-atom, harus diberikan energi tingkat tertentu. Ada dua cara agar ikatan dapat terjadi disosiasi.

Cara pemisahan ikatan yang pertama dengan cara heterolitik, dimana kedua elektron ikatan dipertahankan menjadi satu atom. Hasil pembelahan heterolitik adalah sepasang ion.

Pemisahan heterolitik

Simbol untuk tanda panah melengkung pada sebuah persamaan bertujuan menunjukkan arah kemana elektron bergerak selama pemutusan ikatan. Dalam pemisahan heterolitik dari HCl menjadi H2O, elektron ikatan berpindah ke Cl atau O yang lebih elektronegatif.

Cara pemisahan ikatan yang kedua dengan cara homolitik. Pada homoloitik, setiap atom yang berikatan kovalen menerima satu elektron dari pasangan saling berbagi yang asli. Hasilnya adalah atom yang secara kelistrikan netral atau gugus atom.

Pemisahan homolitik

Pada simbol panah melengkung tersebut hanya mempunyai separuh pada kepala panahnya. Jenis panah tersebut digunakan untuk menunjukkan arah pergeseran satu elektron, sedangkan untuk simbol panah dengan kepala panahnya lengkap digunakan untuk pergeseran sepasang elektron.

Pemisahan homolitik menghasilkan atom atau gugus atom yang mempunyai elektron tidak berpasangan. Atom seperti H• atau gugus fungsi seperti H3C• yang mengandung elektron tidak berpasangan disebut radikal bebas. Radikal bebas biasanya netral secara kelistrikan, oleh karena itu tidak ada tarikan elektrostatik antara radikal bebas. Banyaknya radikal bebas yang memiliki energi tinggi mengakibatkan tidak stabil dan sangat reaktif. Pada penyimbolan radikal bebas menggunakan tanda satu bintik/titik tunggal tanpa menunjukkan elektron valensinya. Seperti pada atom Cl disimbolkan menjadi •Cl atau HO disimbolkan menjadi HO•.

Pemisahan homolitik lebih berguna jika dibandingkan pemisahan heterolitik dalam penentuan energi yang diperlukan untuk disosiasi ikatan, karena tidak berpengaruh pada tarikan ionik. Dari komponen gas yang terdisiosiasi pada suhu tinggi, perubahan entalpi ∆H (perubahan kalor) dihitung untuk besar energi ikatan. Pada reaksi CH4 → CH3• + H•, ∆H sama dengan 104 kkal/mol. Dengan kata lain, pemisahan satu atom hidrogen (H) dari setiap satu mol CH4 memerlukan energi 114 kkal.

Energi disosiasi untuk beberapa jenis ikatan dapat dilihat pada Tabel dibawah ini. Untuk memecah ikatan yang lebih stabil diperlukan energi yang lebih besar. Misalnya pada pemisahan HF menjadi H• dan F• (135 kkal/mol), pemecahan lebih sukar jika dibandingkan dengan pemisahan ikatan O–O dalam hidrogen peroksida, HOOH (35 kkal/mol).

Ikatan antar atom Energi disosiasi
H – H 104
N ≡ N 226
F – F 37
Cl – Cl 58
Br – Br 46
I – I 36
H – F 135
H – Cl 103
H – Br 87
H – I 71
HO – OH 35
Ikatan C – H Energi disosiasi
CH3 – H 104
CH3CH2 – H 98
(CH3)2CH – H 94,5
(CH3)3C – H 91
CH2 ═ CH – H 108
Ikatan C – Halogen Energi disosiasi
CH3 – Cl 83,5
CH3CH2 – Cl 81,5
(CH3)2CH – Cl 81
(CH3)3C – Cl 78,5
CH2 ═ CH – Cl 84
CH3 – Br 70
CH3CH2 – Br 68
(CH3)2CH – Br 68
(CH3)3C – Br 67
Ikatan C – C Energi disosiasi
CH3 – CH3 88
CH2 ═ CH3 163
CH ≡ CH 230

 

Pada Tabel diatas menunjukkan energi dengan ikatan rangkap memerlukan energi lebih banyak untuk disosiasi daripada ikatan rangkap satu/tunggal. Perhatikan pula pada bagian lain dari suatu molekul dapat mempengaruhi energi disosiasi ikatan:

energi disosiasi ikatan

Energi disosiasi ikatan memungkinkan untuk menghitung kestabilan relatif dari senyawa dan meramalkan penyebab reaksi kimia. Misalkan pada reaksi khlorinasi metana, CH4:

CH4 + Cl2 → CHCl + HCl

Apakah reaksi tersebut eksoterm (melepas energi) atau endoterm (menyerap energi)? Reaksi dapat dipecah menjadi bagian-bagian komponennya dan dihitung menjadi energi disosiasi ikatan masing-masing, apakah energi akan dilepas atau diperlukan. Makin besar jumlah energi yang dilepaskan, makin menguntungkan pada reaksi. Pada reaksi, simbol +∆H menyatakan menyerap energi atau endoterm sedangkan simbol -∆H menyatakan melepas energi atau eksoterm.

  ∆H
Cl – Cl → Cl• + Cl•
H3C – H → H3C• + H•

H3C• + Cl• → H3C – Cl
H• + Cl• → H – Cl

+58 kkal/mol
+ 104 kkal/mol
– 83,5 kkal/mol

– 103 kkal/mol

Cl2 + CH4 → CH3Cl + HCl – 24,5 kkal/mol

Pada reaksi diatas  maka dinyatakan sebagai eksoterm.