Konsep Dasar Kimia Anorganik Lebih Dalam

Ini adalah fondasi yang menjelaskan mengapa dan bagaimana atom berinteraksi.

Struktur Atom: Tidak hanya inti dan elektron, tetapi juga konfigurasi elektronnya (1s22s22p6, dll.). Konfigurasi elektron valensi menentukan reaktivitas atom.
Bilangan Kuantum: Empat bilangan (n,l,ml,ms) yang mendeskripsikan secara tepat energi, bentuk, orientasi, dan spin elektron. Mereka menjadi dasar untuk memahami bentuk orbital (s,p,d,f) yang tumpang tindih untuk membentuk ikatan.
Energi Ionisasi (EI): Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar. Nilai EI yang rendah (seperti pada logam) mendorong pembentukan ion positif (K→K++e−), mendukung ikatan ionik.
Afinitas Elektron (AE): Perubahan energi ketika atom netral menangkap elektron. Nilai AE yang tinggi dan negatif (seperti pada halogen) mendorong pembentukan ion negatif (Cl+e−→Cl−).
Keelektronegatifan (EN): Kemampuan atom dalam molekul untuk menarik pasangan elektron ikatan. Perbedaan EN yang besar (ΔEN) mengarah pada ikatan ionik, sementara ΔEN yang kecil atau nol mengarah pada ikatan kovalen (polar atau nonpolar).

Sistem periodik adalah peta jalan Kimia Anorganik. Sifat-sifat unsur menunjukkan kecenderungan (tren) yang dapat diprediksi:

Jari-jari Atom: Menurun dari kiri ke kanan (karena muatan inti efektif meningkat) dan meningkat dari atas ke bawah (karena penambahan kulit elektron). Tren ini memengaruhi kepadatan pengepakan dalam padatan dan panjang ikatan.
Keelektronegatifan, EI, dan AE: Umumnya meningkat dari kiri ke kanan dan menurun dari atas ke bawah. Unsur dengan EI rendah dan EN rendah (kiri bawah, misalnya Cs) adalah reduktor kuat; unsur dengan EI tinggi dan EN tinggi (kanan atas, misalnya F) adalah oksidator kuat.
Diagonal Relationship: Beberapa unsur di periode kedua memiliki sifat kimia yang mirip dengan unsur diagonal di bawahnya (misalnya, Litium (Li) mirip Magnesium (Mg)). Ini terjadi karena rasio muatan terhadap jari-jari (Z/r) yang serupa.

Studi ini fokus pada bagaimana unsur-unsur blok s (Golongan 1 dan 2) dan blok p (Golongan 13–18) membentuk senyawa.

Sifat Non-logam: Unsur blok p sering membentuk senyawa kovalen yang stabil, seperti oksida non-logam yang cenderung asam (misalnya, SO2, NO2).
Sifat Logam: Unsur blok s dan beberapa blok p (seperti Al) membentuk oksida logam yang bersifat basa (misalnya, Na2O, MgO).
Kimia Hidrogen dan Hidrida: Hidrogen memiliki kimia yang unik, mampu membentuk hidrida ionik (NaH) dengan logam aktif, dan hidrida kovalen (CH4) dengan non-logam.

Ini adalah studi tentang senyawa kompleks yang dominan pada logam transisi.

Atom Logam Pusat: Bertindak sebagai asam Lewis (akseptor pasangan elektron). Biasanya logam transisi (Fe2+, Cu2+).
Ligan: Molekul atau ion (seperti H2O, Cl−, NH3) yang memiliki pasangan elektron bebas dan bertindak sebagai basa Lewis (donor pasangan elektron) untuk membentuk ikatan koordinasi (datif).
Nomor Koordinasi: Jumlah ligan yang terikat pada atom logam pusat (misalnya, Ni(CO)4 memiliki nomor koordinasi 4).
Teori Medan Kristal (Crystal Field Theory/CFT): Model yang menjelaskan warna dan sifat magnetik senyawa kompleks berdasarkan bagaimana ligan memecah (menstabilkan dan mendestabilkan) energi orbital d logam.

Fokus pada blok d dan f, yang memiliki ciri khas:

Banyak Bilangan Oksidasi: Logam transisi dapat kehilangan elektron dari orbital s dan d, menghasilkan banyak keadaan oksidasi yang stabil (misalnya, Mn dapat memiliki no=+2,+3,+4,+6,+7).
Senyawa Berwarna: Warna berasal dari transisi elektron antara orbital d yang terpecah energinya oleh ligan (dijelaskan oleh CFT).
Katalis: Banyak logam transisi (seperti Pt,Pd,Ni,Fe) dan senyawanya adalah katalis penting dalam industri (misalnya, katalis Haber-Bosch, hidrogenasi).

Mempelajari material anorganik dalam fase padat, fokus pada struktur dan sifat massalnya.

Struktur Kristal: Bagaimana atom, ion, atau molekul tersusun secara teratur dalam kisi kristal (misalnya, body-centered cubic, face-centered cubic).
Cacat Kristal (Defects): Ketidaksempurnaan dalam kisi (seperti cacat Schottky dan Frenkel) yang sangat memengaruhi sifat listrik (misalnya, konduktivitas pada semikonduktor) dan optik material.
Stoikiometri dan Non-stoikiometri: Padatan dapat mempertahankan perbandingan unsur yang tepat (stoikiometri) atau, yang umum di Kimia Anorganik, memiliki komposisi yang sedikit bervariasi (non-stoikiometri), misalnya Fe0.95O.

Aspek ini menjawab pertanyaan apakah suatu reaksi mungkin terjadi (termodinamika) dan bagaimana reaksinya berlangsung (mekanisme).

Termodinamika: Melibatkan perubahan energi (ΔG,ΔH,ΔS) yang menentukan spontanitas. Siklus Born-Haber adalah aplikasi termodinamika yang menghitung energi kisi (energi yang dilepaskan saat ion gas membentuk padatan ionik) dengan menjumlahkan energi ionisasi, afinitas elektron, sublimasi, dan disosiasi.
Kinetika dan Mekanisme: Membahas laju reaksi dan urutan langkah-langkah molekuler. Dalam kimia koordinasi, ini berfokus pada mekanisme substitusi ligan (misalnya, substitusi asosiatif vs. disosiatif).