Isi kuliah Struktur Ikatan Kimia semester gasal 2025/2026

Berdasarkan Gambar 1 terdapat beberapa pertanyaan yang menjadi alasan mengapa matakuliah Struktur dan Ikatan Kimia menjadi landasan untuk memahaminya.
1. Bagaimana menjelaskan atom dapat berubah menjadi molekul atau sebaliknya pada tingkat elektronik?2. Bagaimana menjelaskan mengapa kumpulan atom atau molekul berukuran partikel nano mempunyai sifat yang sangat berbeda dibandingkan dengan molekul tunggal (gas) dan makroskopik ?
3. Bagaimana menjelaskan mengapa atom atau molekul dapat berinteraksi membentuk fasa terkondensasi  larutan dan padatan ?

Sifat makroskopik yang dapat diamati dan diukur akibat atom atau molekul bereaksi adalah warna, kalor, dan endapan. Sifat makroskopik molekul berinteraksi yang dapat  diamati dan diukur adalah kenaikan titik didih, penurunan titik beku, kenaikan tekanan uap, dan peristiwa osmosis. Sifat-sifat makroskopik warna, kalor, endapan, dan sifat-sifat koligatif larutan dipelajari pada Matakuliah kimia (Brady, J., dkk. hal. 27),

Sifat-sifat makroskopik adalah manifestasi  sifat-sifat molekul pada tingkat elektronik. Sifat-sifat molekul pada tingkat elektronik hanya dapat dipahami dengan pendekatan mekanika kuantum.Pendekatan mekanika kuantum adalah menggambarkan elektron dalam atau atau molekul sebagai fungsi gelombang, Psi. Pendekatan ini tentu diawali dengan pengenalan bukti-bukti eksperimen bahwa gerakan elektron dalam atom atau molekul tidak dapat dijelaskan dengan mekanika klasik tetapi menggunakan mekanika kuantum. Bukti-bukti tersebut disebut dengan asal-usul mekanika kuantum.

Konsep-konsep dalam 4 metode spektroskopi molekul

Berdasarkan Gambar 2, struktur senyawa dalam biji tanaman andaliman dapat dilihat (see) dengan spektrofotometer infra merah (IR), ultra violet dan tampak (UV/Vis), dan resonansi magnetik inti (NMR). Prinsip kerja spektrofotometer adalah interaksi radiasi atau gelombang elektromagnetik (IR, UV/Vis, radio) dengan molekul dalam fasa terkondensasi (larutan atau padatan), masing-masing melalui proses transisi energi  gerak vibrasi ikatan, perpindahan elektron, dan gerak spin inti. Semua konsep-konsep ini dipelajari pada matakuliah STRUKTUR DAN IKATAN KIMIA.

Apa yang dipelajari pada Matakuliah Struktur dan Ikatan Kimia  ?

Matakuliah Struktur dan Ikatan Kimia mempelajari lebih dalam (deeper) diantaranya  konsep-konsep dasar atom Bohr dan hasil teori kuantum seperti orbital 1s, 2s, 2p,…serta konfigurasi  elektron  pada matakuliah Kimia Dasar 1 dengan pendekatan teori Kuantum. Pengertian atom menurut Dalton, Joule Thomson, dan Rutherford tidak dibahas lagi. Hukum-hukum kimia, sub-partikel penyusun atom yaitu elektron, proten, neutron, isotop, nomor atom, nomor massa, massa atom relatif, stoikiometri, dan persamaan reaksi kimia yang dibahas  pada matakuliah Kimia Dasar 1 dikembangkan pada matakuliah  Struktur dan Ikatan Kimia yaitu pembentukan ikatan kimia antar atom dalam molekul dengan pendekatan teori kuantum.

Materi Pembelajaran/Pokok Bahasan Struktur dan Ikatan Kimia 

1. Asal-Usul Mekanika kuantum: Kuantisasi energi (kegagalan fisika klasik) berdasarkan hasil eksperimen radiasi benda hitam, kapasitas kalor, dan spektra atom  dan molekul; dan Dualisme partikel-gelombang.
2. Dinamika sistem mikroskopik: Persamaan Schrodinger; dan Interpretasi fungsi gelombang Born.
3. Prinsip-prinsip dasar mekanika kuantum: Operator, superposisi dan harga ekspektasi, informasi dalam fungsi gelombang, prinsip ketidakpastian, postulat mekanika kuantum.
4. Teori kuantum gerak translasi (teknik dan aplikasi): Persamaan fisika (mekanika) klasik gerak translasi; Persamaan kuantum gerak translasi dimensi-satu (Partikel dalam kotak): Tingkat-tingkat energi, Fungsi gelombang; Gerak dalam dimensi-dua, dan dimensi-tiga; Degenerate; dan Efek tunneling.
5. Teori kuantum gerak vibrasi (teknik dan aplikasi): Tingkat-tingkat energi, dan Fungsi gelombang.
6. Teori kuantum gerak rotasi (teknik dan aplikasi): Tingkat-tingkat energi, Fungsi gelombang; dan Rotasi dimensi-tiga.
7. Struktur atom berelektron tunggal: Atom hidrogenik, orbital atom dan energi; dan Transisi dan aturan seleksi.
8. Struktur dan spektra atom berelektron banyak: Keadaan singlet dan triplet, Spin-orbit coupling; Term simbol dan aturan seleksi; dan Efek medan magnet: konsep dasar NMR.
9. Struktur Molekul: Aproksimasi Born-Oppenheimer; Teori VB menjelaskan resonansi, promosi, dan hibridisasi; Prinsip teori orbital molekul  (MO) berelektron tunggal  H2+; Struktur molekul diatomic: Molekul H2 dan He2, Molekul diatomik lain, Notasi molekul; Molekul diatomik heteronuklir (prinsip variasi).
10. Struktur Molekul poliatomik: Diagram Walsh; Sistem terdelokalisasi: Aproksimasi Huckel, Benzena dan kestabilan aromatik; Beberapa molekul lebih kompleks. Aplikasi teori MO pada teori pita zat padat: Pembentukan pita, Isolator dan semikonduktor.