Ikatan Kimia BF3 dan NH3 Ternyata Bukan Kovalen Biasa Ini Rahasianya

Ikatan antara boron trifluorida dengan amonia merupakan ikatan kovalen khusus yang sering kali membuat para siswa bingung saat mempelajari materi kimia di kelas. Banyak yang mengira interaksi ini sama seperti ikatan kovalen pada umumnya, padahal terdapat mekanisme unik yang melibatkan penggunaan pasangan elektron bersama secara sepihak. Memahami konsep ikatan boron trifluorida dan amonia secara mendalam akan membantu Anda menguasai topik ikatan kimia dan teori asam basa Lewis secara menyeluruh.

Dalam kasus yang sering saya temui di kelas kimia, banyak pembelajar terjebak saat menentukan jenis ikatan yang terbentuk antara molekul boron trifluorida ($BF_3$) dan amonia ($NH_3$).

Kedua molekul ini sebenarnya sudah stabil secara mandiri, namun mereka dapat bereaksi membentuk senyawa baru melalui ikatan kovalen koordinasi atau datif. Kesalahan umum yang saya lihat adalah menganggap ikatan tersebut terbentuk karena kedua atom saling menyumbang elektron secara seimbang, seperti pada molekul gas hidrogen atau air.

Ikatan kovalen koordinasi terjadi ketika pasangan elektron yang digunakan bersama hanya berasal dari salah satu atom yang berikatan, sementara atom lainnya hanya menyediakan orbital kosong.

Pada interaksi ini, amonia bertindak sebagai donor pasangan elektron karena memiliki pasangan elektron bebas yang tidak digunakan bertingkah.

Sebaliknya, boron trifluorida bertindak sebagai akseptor karena atom boron di dalamnya kekurangan elektron untuk mencapai konfigurasi oktet yang stabil.

Memahami Kenapa Boron Trifluorida Termasuk Asam Lewis

Untuk memahami fenomena ini, kita harus melihat kembali teori asam-basa yang berkaitan dengan pasangan elektron bebas dikemukakan oleh Lewis.

Menurut teori Lewis, apa itu asam lewis didefinisikan sebagai spesi kimia yang bertindak sebagai penerima atau akseptor pasangan elektron.

Pertanyaan yang sering muncul di benak kita adalah "kenapa boron trifluorida termasuk asam lewis?" dalam interaksi kimia ini.

Struktur Elektronik Atom Boron dalam Molekul BF3

Dari pengalaman saya menangani visualisasi struktur Lewis, atom boron ($B$) memiliki nomor atom 5 dengan konfigurasi elektron 2, 3.

Ketika berikatan dengan tiga atom fluor ($F$), atom boron membagikan ketiga elektron valensinya sehingga membentuk tiga ikatan kovalen tunggal.

Jika kita hitung total elektron di sekitar atom boron setelah berikatan, jumlahnya baru mencapai 6 elektron, bukan 8 elektron.

Kondisi Belum Oktet yang Mencari Kestabilan

Kondisi kekurangan elektron ini membuat atom boron dalam molekul $BF_3$ menjadi sangat tidak stabil dan sangat haus akan pasangan elektron.

Karena ia memiliki orbital kosong yang siap menerima dua elektron tambahan, menurut teori Lewis, boron trifluorida bertindak sebagai asam karena menerima pasangan elektron.

Kebutuhan inilah yang mendorong molekul $BF_3$ untuk mencari spesi lain yang memiliki kelebihan elektron, seperti molekul amonia.

Peran Amonia sebagai Basa Lewis yang Dermawan

Di sisi lain, molekul amonia ($NH_3$) memiliki karakteristik elektronik yang berbanding terbalik dengan molekul boron trifluorida. Atom nitrogen ($N$) sebagai atom pusat memiliki 5 elektron valensi dan menggunakan 3 di antaranya untuk mengikat atom hidrogen ($H$).

Sisa 2 elektron valensi yang tidak berikatan ini disebut sebagai Pasangan Elektron Bebas (PEB) yang bermuatan negatif padat. Keberadaan PEB inilah yang menjadikan amonia sebagai basa Lewis yang sangat siap mendonorkan elektronnya kepada molekul yang kekurangan.

Langkah demi Langkah Pembentukan Ikatan Kovalen Koordinasi

Berikut adalah urutan langkah logis bagaimana proses penggabungan kedua senyawa ini terjadi di dalam sistem kimia.

1. Molekul amonia mendekati molekul boron trifluorida dengan posisi atom nitrogen yang membawa PEB menghadap langsung ke arah atom boron.
2. Atom nitrogen mendonorkan pasangan elektron bebasnya ke dalam orbital kosong yang dimiliki oleh atom boron.
3. Kedua atom kemudian menggunakan pasangan elektron tersebut secara bersama-sama untuk membentuk satu ikatan baru.
4. Terbentuklah senyawa kompleks $NH_3BF_3$ dengan struktur geometri yang kini telah memenuhi kaidah oktet yang stabil untuk semua atom pusatnya.

Dalam penulisan struktur kimia, ikatan khusus ini biasanya digambarkan dengan tanda panah ($ightarrow$) yang bermula dari atom donor menuju atom akseptor.

Perbandingan Tiga Teori Asam Basa yang Wajib Diketahui

Agar Anda tidak bingung dalam membedakan berbagai konsep asam basa di sekolah, mari kita tinjau klasifikasinya secara ringkas.

Terdapat 3 teori asam basa, yaitu teori Arrhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis yang memiliki sudut pandang berbeda dalam mendefinisikan sifat larutan.

Perbedaan mendasar ini didasarkan pada komponen apa yang berpindah atau bereaksi selama proses interaksi kimia berlangsung.

• Teori Arrhenius fokus pada pelepasan ion $H^+$ untuk asam dan ion $OH^-$ untuk basa dalam media air.
• Teori Bronsted-Lowry fokus pada transfer atau perpindahan proton ($H^+$) antar spesi yang bereaksi.
• Teori Lewis fokus pada perpindahan atau penggunaan bersama pasangan elektron bebas tanpa melibatkan air atau proton.

Sebagai contoh reaksi asam basa lewis, penggabungan $BF_3$ dan $NH_3$ adalah contoh yang paling murni karena tidak ada keterlibatan ion hidrogen sama sekali.

Sedangkan contoh reaksi asam basa menurut teori Bronsted Lowry adalah:

• Reaksi 1: $H_2O + NH_3 ightarrow NH_4^+ + OH^-$
• Reaksi 2: $H_2O + S^{2-} ightarrow OH^- + HS^-$

Melalui perbandingan di atas, terlihat jelas bahwa teori Lewis memiliki cakupan yang jauh lebih luas dalam menjelaskan reaksi-reaksi kimia organik modern.

Berikut adalah rangkuman visual untuk membantu Anda memahami apa bedanya teori asam basa arrhenius bronsted lowry dan lewis secara instan.

Identifikasi Ciri Khas Ikatan Kovalen Koordinasi

Bagi Anda yang sedang mempersiapkan ujian kimia, mengenali ciri-ciri senyawa yang memiliki ikatan ini sangatlah krusial agar tidak terkecoh soal jebakan.

Dari pengamatan saya, senyawa dengan ikatan kovalen koordinasi selalu melibatkan atom pusat yang tidak memenuhi aturan oktet atau memiliki PEB melimpah. Selain senyawa kompleks boron trifluorida dan amonia, ikatan sejenis juga dapat Anda temukan pada pembentukan ion hidronium ($H_3O^+$) dan ion amonium ($NH_4^+$). Memahami konsep serah terima pasangan elektron secara sepihak ini merupakan kunci utama untuk menyelesaikan berbagai variasi soal ikatan kimia tingkat lanjut.

Dilansir dari Slideshare, penguasaan visualisasi struktur Lewis secara manual sangat membantu siswa dalam memetakan posisi elektron bebas dengan akurat.

Pastikan Anda sering berlatih menggambar struktur dot Lewis agar refleks analisis Anda semakin tajam saat menghadapi molekul kompleks lainnya.