Materi Kimia Kelas 10 Bab 12

Ikatan Hidrogen

Pengenalan

Ikatan hidrogen adalah gaya tarik menarik elektrostatik antara atom hidrogen yang terikat pada atom dengan elektronegativitas tinggi (seperti Oksigen (O), Nitrogen (N), atau Fluor (F)) dengan pasangan elektron bebas dari atom lain.

Ikatan hidrogen lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen atau ion, tetapi lebih kuat dibandingkan gaya Van der Waals. Ikatan ini berperan dalam banyak sifat fisik dan kimia, seperti titik didih, kelarutan, serta struktur biologis seperti DNA dan protein.

Mekanisme Terjadinya Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen terbentuk melalui dua komponen utama:

• Donor Hidrogen: Molekul yang memiliki atom hidrogen terikat pada unsur elektronegatif (O, N, F).
• Penerima Elektron: Atom elektronegatif lain yang memiliki pasangan elektron bebas yang dapat berinteraksi dengan hidrogen.

Contohnya pada air (H₂O):

• Oksigen dalam molekul air menarik elektron lebih kuat dibanding hidrogen, menyebabkan hidrogen memiliki sedikit muatan positif.
• Muatan positif hidrogen dapat berinteraksi dengan pasangan elektron bebas dari oksigen molekul air lainnya.
• Hal ini menciptakan jaringan ikatan hidrogen yang memberikan air sifat unik seperti tegangan permukaan tinggi dan titik didih yang tinggi.

Contoh Senyawa dengan Ikatan Hidrogen

1. Air (H₂O)

Setiap molekul air dapat membentuk hingga 4 ikatan hidrogen, yang menyebabkan air memiliki titik didih yang jauh lebih tinggi dibandingkan senyawa sejenis seperti H₂S.

2. Amonia (NH₃)

Dalam NH₃, atom nitrogen memiliki pasangan elektron bebas yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan atom hidrogen dari molekul NH₃ lainnya.

3. Hidrogen Fluorida (HF)

Fluor adalah unsur dengan elektronegativitas tertinggi, sehingga ikatan hidrogen dalam HF sangat kuat, menyebabkan titik didih HF lebih tinggi dibandingkan senyawa halida lainnya.

4. Struktur DNA

Ikatan hidrogen menghubungkan pasangan basa nitrogen dalam DNA:

• Adenin (A) berikatan dengan Timin (T) melalui 2 ikatan hidrogen.
• Sitosin (C) berikatan dengan Guanin (G) melalui 3 ikatan hidrogen.

5. Protein

Ikatan hidrogen membantu membentuk struktur tersier dan kuartener protein, sehingga protein dapat mempertahankan bentuk fungsionalnya.

Dampak Ikatan Hidrogen pada Sifat Senyawa

• Meningkatkan titik didih dan titik leleh: Molekul dengan ikatan hidrogen membutuhkan energi lebih besar untuk berubah fase.
• Meningkatkan kelarutan dalam air: Senyawa yang dapat membentuk ikatan hidrogen, seperti alkohol dan asam karboksilat, lebih mudah larut dalam air.
• Mengubah kepadatan zat: Air dalam bentuk es memiliki kepadatan lebih rendah dibandingkan air cair karena ikatan hidrogen membentuk struktur kisi terbuka.
• Penting dalam biologi: Ikatan hidrogen menjaga stabilitas struktur DNA dan protein.

Latihan Soal

1. Mengapa titik didih air lebih tinggi dibandingkan metana (CH₄)?
2. Sebutkan tiga senyawa yang membentuk ikatan hidrogen!
3. Bagaimana peran ikatan hidrogen dalam struktur DNA?
4. Mengapa es memiliki kerapatan lebih rendah dibandingkan air cair?
5. Mengapa hidrogen fluorida (HF) memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan HCl?