KESTABILAN SENYAWA IONIK APAKAH KARENA TERPENUHINYA ATURAN OKTET?

Senyawa-senyawa ionik dari unsur-unsur logam golongan utama pada periode tiga (Na, Mg dan Al) dengan unsur nonlogam pada periode dua (F, O dan N), seperti NaF, Na₂O, MgF₂, Na₃N, MgO, Mg₂N₃, AlF₃, Al₂O₃ dan AlN adalah memiliki kation dan anion dengan kofigurasi 1s2 2s2 2p6, analog dengan konfigurasi elektron dari atom Ne (neon). Dengan kata lain, anion dan kation memenuhi aturan oktet sehingga senyawa-senyawa tersebut bersifat stabil. Dari fakta ini dapat disimpulkan bahwa senyawa-senyawa tersebut stabil karena terpenuhinya aturan oktet.

Untuk menguji anggapan ini, maka diperlukan energi ionisasi dari kation dan anion dan afinitas elektron anion.

Na(g) → Na(g) + e                     IE = 495,4 kJ/mol

Mg(g) → Mg²⁺(g) + 2e             IE = 2188,4 kJ/mol

Al(g) → Al³⁺(g) + 3e                  IE = 5139,1 kJ/mol

F(g) + e → F‾                                  EA = -328,0 kJ/mol

O(g) + 2e → O²‾(g)                        EA = 603 kJ/mol

N(g) + 3e → N3‾(g)                       EA = 1736 kj/mol

Keterangan

IE : energi ionisasi

EA : afinitas elektron

Berdasarkan data di atas, energi ionisasi (IE) pembentukan kation dari atom netralnya untuk memenuhi aturan oktet selalu berlangsung secara endotermik. Sedangkan pembentukan anion dari atomnya bisa berlangsung secara eksotermik atau endotermik.

Untuk memenuhi aturan oktet, maka terjadi transfer elektron dari atom logam ke atom nonlogam sehingga diperoleh kation dan anion. Besarnya energi yang terlibat pada transfer elektron yang terlibat dalam pembentukan beberapa senyawa ionik dapat di hitung sebagai berikut:

Na(g) → Na(g) + e                         IE = 495,4 kJ/mol

F(g) + e → F‾                                  EA = -328,0 kJ/mol

Na(g) + F(g) → Na⁺(g) + F‾(g)     ∆H = +167,4 kJ/mol

Mg(g) → Mg²⁺(g) + 2e                          IE = 2188,4 kJ/mol

F(g) + e → F‾                                           EA = -328,0 kJ/mol

Mg(g) + O2(g) → Mg₂⁺ + 2F‾               ∆H = 1532,4 kJ/mol

Jika dilakukan penjumlahan terhadapt energi ionisasi dan afinitas elektron maka akan diperoleh harga ∆H yang bernilai positif, artinya reaksi pembentukan berlangsung secara endotermik. Oleh sebab itu pembentukan kation dan anion yang memenuhi aturan oktet dari atom-atomnya bukan merupakan sumber kestabilan senyawa ionik. Apabila kestabilan tersebut disebabkan oleh terbentuknya kation dan anion yang memenuhi aturan oktet maka transfer elektron secara sempurna dari atom logam ke atom non logam harus berlangsung secara eksotermik. Jika demikian apa sumber kestabilan senyawa ionik?

Perbandingan energi yang diperlukan pada pembentukan kation dan anion yang memenuhi aturan oktet (∆H) dan energi yang dilepaskan pada pembentukan kisi kristal (U) dapat dilihat pada tabel

Senyawa	∆H (kJ/mol)	U(kJ/mol)
NaF Na2O Na3N MgF2 MgO Mg2N AlF3 Al2O3 AlN	167,4 1593,8 3222,2 1522,4 2791,4 10037,2 4155,1 12087,2 6875,1	-885 -2564 -5058 -2764 -3817 -14745 -6383 -15438 -9514

Dari data-data di atas dapat diketahui bahwa sumber kestabilan senyawa ionik bukan karena terpenuhi aturan oktet oleh ion-ion yang ada di dalamnya. Kestabilan senyawa ionik ternyata bersumber pada energi kisi kristal yang dilepaskan pada pembentukan kristal senyawa-senyawa ionik dari ion-ionnya dalam fasa gas. Energi kisi tersebut mampu mengatasi energi yang diperlukan untuk membentuk ion-ion yang memenuhi aturan oktet dari atom netralnya. Selain itu energi kisi juga mampu mengatasi energi-energi yang lain yang terlibat dalam pembentukan senyawa-senyawa ionik dari unsur-unsurnya seperti energi atomisasi dan enegi disosiasi.

Senyawa NaF, Na₂O, MgF₂, Na₃N, MgO, Mg₃N₂,, AlF₃, Al₂O₃ dan AlN, energi pembentukan senyawa ionik (∆H_f) dari unsur-unsurnya adalah paling menguntungkan apabila ion-ion yang ada memenuhi aturan oktet, sedangkan pembentukan senyawa ionik yang kationnya tidak memenuhi aturan oktet tidak menguntungkan secara enegitika. Misalnya senyawa, NaF₂, NaO, Na₃N, Mg₂O₃, MgN, AlF₄, AlO₂ dan Al₃N₄.

Dari penjelesan-penjelasan di atas dapat disimpulkan bawa sumber kestabilan senyawa ionik adalah bersumber pada energi kisi kristal yang dilepaskan pada pembentukan kristal senyawa-senyawa ionik dari ion-ionnya dalam fasa gas.

Pembentukan senyawa ionik yang kationnya tidak memenuhi aturan oktet tidak menguntungkan secara enegitika, karena bertambahnya muatan kation dapat menaikan energi kisi kristal, akan tetapi pembentukan kation (Na²⁺, Mg³⁺, Al⁴⁺) yang tidak memenuhi aturan oktet adalah memerlukan energi yang sangan tinggi yang tidak dapat diatasi oleh energi kisi kristal yang ada. Akibatnya NaF₂, NaO, Na₃N, Mg₂O₃, MgN, AlF₄, AlO₂ dan Al₃N₄ bersifat tidak stabil. Dan seandainya dapat disintesis segera berubah menjadi NaF, Na₂O, MgF₂, Na₃N, MgO, Mg₃N₂,, AlF₃, Al₂O₃ dan AlN.