PENGENALAN ILMU KIMIA

“Tak kenal maka tak sayang”. Itulah pepatah yang hampir kita semua mengetahui dan setuju dengan pepatah tersebut. Ya, kita tidak mungkin suka, tertarik ataupun sayang terhadap sesuatu yang belum kita kenal. Rasa suka akan timbul jika kita sudah mengetahui hakikat dari sesuatu tersebut. Inilah yang mungkin sedang terjadi pada ilmu Kimia. Banyak orang yang belum kenal hakikat dari ilmu kimia yang sebenarnya. Sehingga banyak orang yang memahami bahwa kimia itu adalah berbahaya. Kata “kimia” identik dengan hal-hal yang negatif menurut pemikiran kebanyakan orang.

Apabila disebut ‘bahan kimia” maka akan muncul dalam pemikiran kebanyakan orang (yang belum paham akan kimia) bahwa itu adalah bahan yang sangat berbahaya, misalnya “hati-hati dengan bahan kimia karena dapat berbahaya bagi kesehatan”. Hal tersebut sedikit banyak ada benarnya, namun tidak semua bahan kimia merupakan bahan berbahaya yang harus dihindari.

Sebagai contoh..Siapa dari kita yang tidak butuh air? Air yang kita minum adalah contoh sederhana dari bahan kimia. Air memiliki rumus molekul H₂O. Nasi yang kita makan mengandung karbohidrat, gula pasir (C₁₂H₂₂O₁₁), oksigen (O₂) yang kita hirup, minyak goreng dan garam dapur (NaCl) adalah bahan-bahan yang sangat dekat dan bermanfaat bagi kita. Jadi,apa yang dimaksud dengan ilmu kimia? Untuk itu, agar kita semua bisa mengetahui hakikat ilmu kimia, berikut saya akan memaparkan tentang “Ilmu Kimia dan Peranannya” yang saya rangkum dari berbagai sumber.

Ilmu Kimia dan Peranannya

lmu kimia merupakan bagian dari ilmu pengetahuan alam yang mempelajari struktur dan sifat materi (zat), perubahan materi (zat) dan energi yang menyertai perubahan tersebut. Ilmu kimia sering disebut sebagai pusat ilmu pengetahuan, sebab ilmu kimia dibutuhkan untuk mempelajari ilmu lainnya, fisika,biologi, geografi, lingkungan hidup, geologi, kesehatan dan kedokteran, sejarah dan bahkan proses hukumpun membutuhkan ilmu kimia.

Terdapat lima bidang utama yang akan saya paparkan, yaitu kesehatan dan kedokteran,energi dan lingkungan, teknologi bahan (material technology), bidang pangan dan pertanian, serta penegakan hukum dan masalah sosial.

Kesehatan dan Kedokteran

Siapa sih dari kita yang tidak ingin sehat? Semua orang ingin selalu sehat. Slogan “mencegah lebih baik daripada mengobati” adalah hal yang paling tepat untuk kita terapkan. Menjaga diri dari pola hidup yang buruk agar kesehatan tetap terjaga. Namun, jika Qodarullah, Allah telah menghendaki kita untuk sakit maka pilihan kita adalah berusaha mencari obat yang bisa menjadi sebab kesembuhan kita atas izin Allah.

Usaha preventif yang dilakukan manusia adalah menciptakan vaksin untuk penyakit-penyakit menular yang disebabkan virus atau bakteri. Ilmuwan pengembang vaksin tersebut membutuhkan pengetahuan yang mendalam tentang ilmu kimia untuk menjelaskan struktur virus secara kimiawi. Beberapa penyakit baru misalnya AIDS, membutuhkan obat-obatan jenis baru pula. Semuanya itu memerlukan riset yang panjang serta kerja sama (kolaborasi) dari berbagai disiplin ilmu, dimana ilmu kimia mempunyai peranan yang utama.

Energi dan Lingkungan

Secara teoritis, energi merupakan produk dari proses kimia, dan kebutuhan akan energi selalu meningkat dari waktu ke waktu. Sumber energi utama di dunia saat ini adalah energi fosil (minyak bumi dan batu bara) yang diperkirakan akan habis pada 50 – 100 tahun yang akan datang. Hal ini menjadi tugas para ahli kimia untuk menemukan sumber energi alternatif untuk mengatasi krisis energi yang mungkin terjadi di waktu yang akan datang.

Energi matahari merupakan energi yang menjanjikan untuk digunakan sebagai sumber energi alternatif. Jumlah energi matahari yang masuk ke bumi setiap tahun mencapai sepuluh kali lipat dibanding seluruh energi yang disumbangkan oleh batu bara, minyak dan gas alam, serta energi nuklir dari uranium. Energi matahari tersebut banyak yang terbuang percuma karena memantul kembali ke luar angkasa tanpa termanfaatkan. Melalui sel surya (photovoltaic cell), energi matahari dapat diubah menjadi energi listrik. Para ahli kimia telah mengembangkan sel surya yang semakin efisien untuk menghasilkan listrik. Diperkirakan, pada tahun 2050 sel surya akan dapat memenuhi 50% kebutuhan listrik dunia.

Energi nuklir merupakan energi alternatif yang telah dikembangkan oleh para ahli kimia dan sudah digunakan di berbagai negara, misalnya Perancis, Amerika Serikat, dan Jepang. Akan tetapi, limbah energi nuklir ini dapat membahayakan lingkungan dan kehidupan manusia jika tidak ditangani dengan baik. Pemanfaatan energi nuklir memerlukan kehati-hatian seta kedisiplinan yang tinggi dari para operatornya.

Pemanfaatan energi fosil (minyak bumi, gas dan batu bara) dapat menimbulkan permasalahan lingkungan. Gas karbon dioksida yang dihasilkan pada pembakaran bahan bakar fosil berakibat terjadinya efek rumah kaca (green-house effects), yaitu meningkatnya suhu permukaan bumi akibat cahaya matahari yang jatuh ke bumi tidak dapat memantul kembali ke luar angkasa karena tertahan oleh gas-gas rumah kaca,misalnya gas karbon dioksida, freon, dan oksida nitrogen. Sumbangan terbesar dari penyebab efek rumah kaca adalah penggunaan bahan bakar minyak pada kendaraan bermotor. Oleh karena itu, para ahli kimia melakukan penelitian untuk menciptaka baterai yang bisa menyimpan dan menghasilkan energi listrik yang cukup besar dan lama untuk menggerakkan, mobil listrik.

Teknologi Bahan

Bermodal pemahaman yang baik tentang struktur zat, para ahli kimia berperan penting dalam penemuan material-material baru yang mendukung perkembangan teknologi. Penemuan bahan-bahan baru dari para ahli kimia telah mengubah wajah dunia pada abad ini, misalnya penemuan polimer karet, plastik, nilon, dan fiber-glass telah mewarnai kehidupan manusia mulai dari cara berpakaian sampai cara mengemas barang.

Bahan Pangan dan Pertanian

 

Pangan adalah kebutuhan primer manusia yang dihasilkan dari industri pertanian. Apakah yang akan terjadi bila pertumbuhan produksi pangan kalah cepat dibandingkan dengan pertumbuhan penduduk dunia? Untuk mengimbangi pertumbuhan penduduk maka produksi bahan pangan harus dioptimalkan sebab jumlah lahan pertanian tidak bertambah tetapi justru mengalami kecenderungan penurunan. Pemaanfaatan lahan pertanian yang terus-menerus dan tanpa pola tanam yang benar akan berakibat tanah menjadi kurang subur dan mengakibatkan produksi hasil pertanian tidak maksimal.

Oleh karena itu, para ahli kimia berusaha menciptakan pupuk sintesis yang baik sehingga dapat meningkatkan hasil pertanian tanpa merusak lingkungan.

Penegakan Hukum dan Masalah Sosial

Masih ingatkah kita akan kasus “kopi sianida”? Dengan bantuan para saksi ahli (kimia) mengungkap adanya kandungan sianida pada kopi dan lambung korban. Sehingga berkat informasi dari para ahli kimia dapat membantu hakim dalam memutuskan hukuman bagi terdakwa.

Selain itu, kasus penyalahgunaan narkoba merupakan salah satu masalah besar yang dihadapi negara kita. Salah satu upaya pencegahannya adalah memutuskan mata rantai peredaran dan penggunaannya. Seseorang yang dicurigai sebagai pengguna dan pengedar narkoba dapat dites menggunakan alat uji khusus. Alat deteksi tersebut didasarkan pada reaksi-reaksi kimia khas, yang dikembangkan oleh para ahli kimia. Alat tersebut berbentuk pita atau stik yang dicelupkan ke dalam urin seseorang yang akan diperiksa. Jika warnanya berubah menjadi biru maka dapat disimpulkan bahwa orang tersebut mengkonsumsi narkoba jenis sabu-sabu.

SOAL OSK, OSP, dan OSN KIMIA 2017

Soal dan pembahasan OSK Kimia 2017
Soal OSP Kimia 2017
Soal Teori OSN Kimia 2017

Pendahuluan Mekanisme Reaksi Senyawa Organik

Pendahuluan

Reaksi kimia adalah suatu perubahan dari suatu senyawa atau molekul menjadi senyawa lain atau molekul lain. Reaksi kimia yang terjadi pada senyawa anorganik berbeda dengan reaksi kimia yang terjadi pada senyawa organik. Perbedaan tersebut diakibatkan perbedaan jenis ikatan yang membentuk senyawa tersebut. Reaksi yang terjadi pada senyawa anorganik biasanya merupakan reaksi antar-ion, sedangkan reaksi pada senyawa organik biasanya dalam bentuk molekul. Struktur organik ditandai dengan adanya ikatan kovalen antara atom-atom molekulnya. Oleh karena itu, reaksi kimia pada senyawa organik ditandai dengan adanya pemutusan ikatan kovalen dan pembentukan ikatan kovalen yang baru.

Proses pemutusan ikatan kovalen dan pembentukan ikatan kovalen yang baru membutuhkan waktu yang sangat lama tergantung pada kondisi saat berlangsungnya suatu reaksi. Perbedaan keelektronegatifan antara atom-atom pada ikatan kovalen yang relatif kecil membuat ikatannya cukup kuat sehingga membutuhkan energi yang cukup besar untuk memutuskannya. Suhu dan tekanan yang cukup tinggi mungkin akan diperlukan dalam proses ini. Proses (pemutusan ikatan dan pembentukan ikatan baru) ini mungkin saja terjadi secara terpisah, seperti pada reaksi yang berlangsung secara bertahap (stepwise reaction)atau dapat berlangsung serentak (concerted reaction).

Pada reaksi yang berlangsung dalam beberapa tahap (langkah) untuk menghasilkan suatu senyawa, dikenal istilah intermediet atau zat antara yang terjadi sebelum produk dihasilkan. Intermediet merupakan suatu zat yang diduga mungkin terbentuk selama proses reaksi berlangsung. Intermediet ada yang dapat diisolasi dan ada juga yang tidak dapat diisolasi. Sedangkan pada reaksi yang berlangsung concerted atau serentak biasanya membentuk suatu kompleks teraktifkan atau keadaan transmisi yang tidak dapat diisolasi.

Studi yang mempelajari terjadinya pemutusan dan pembentukan ikatan, waktu reaksi, urutan reaksi, pergerakan elektron, dan kecepatan relatif setiap tahapan disebut mekanisme reaksi.

Pemutusan Homolitik dan Heterolitik

Suatu senyawa kovalen yang terdiri dari unsur A dan B dapat ditulis sebagai A-B atau A:B. Ikatan kovalen yang terbentuk antara A dan B dapat mengalami pemutusan dengan 2 cara. Pertama adalah pemutusan dengan cara homolisis yaitu pemutusan yang terjadi karena unsur A dan B memiliki perbedaan keelektronegatifan yang relatif kecil (senyawa nonpolar). Ketika mengalami pemutusan, A dan B masing-masing membawa elektron ikatan. Pemutusan ini menghasilkan unsur yang bersifat radikal (unsur yang memiliki satu elektron yang tak berpasangan / bebas). Pemutusan homolitik dapat digambarkan sebagai berikut :

Pemutusan yang kedua adalah pemutusan yang terjadi pada senyawa polar dimana unsur-unsur yang berikatan memiliki perbedaan kelektronegatifan yang relatif besar. Ketika senyawa polar AB mengalami pemutusan ikatan, maka unsur yang memiliki keelektronegatifan paling besar akan membawa elektron ikatan. Pemutusan dengan cara ini mengasilkan ion. Reaksi pemutusan heterolitik sebagai berikut :

Elektorifilik dan Nukleofilik

Bagian yang sangat penting dari mekanisme reaksi dan wajib kita ketahui adalah reagen elektrofil dan nukleofil. Reagen elektrofil (reagen yang menyukai elektron) adalah reagen yang kekurangan elektron sehingga cenderung untuk mencari elektron. Reagen elektrofil umumnya bermuatan positif namun ada juga elektrofil yang bermuatan netral. Berikut beberapa elektrofil positif dan elektrofil netral :

Elektrofil positif	Elektrofil netral
proton H+	aluminium tetraklorida
ion kloronium	boron trifluorida
ion bromonium	zink klorida
ion nitronium	sulfur trioksida
ion nitrosonium	klorida asam
ion karbonium	karbena

Reagen nukleofilik (nukleofil) adalah reagen yang mempunyai pasangan elektron bebas. Reagen nukleofil mempunyai kecenderungan bereaksi dengan substrat yang kekurangan elektron. Nukleofil ada dua macam yaitu nukleofil negatif dan nukleofil netral. Nukleofil negatif yaitu nukleofil yang membawa pasangan elektron dan muatan negatif. Jika muatan negatif berada pada atom karbon disebut karbanion. Sedangkan nukleofil netral yaitu nukleofil yang kaya akan elektron namun tidak bermuatan. Contoh H₂O dan NH₃.

Ion Karbonim

Suatu senyawa karbon yang mengikat atom yang lebih elektronegatif, jika diputuskan melalui mekanisme heterolisis akan menghasilkan atom yang bermuatan negatif dan menarik elektron ikaan, sedangkan atom karbon akan kehilangan elektronnya. Pada keadaan ini karbon akan mempunyai muatan positif dan disebut ion karbonium.

Urutan kestabilan ion karbonium dapat terlihat dalam urutan kestabilan ion karbonium di bawah ini.

Ion Karbena

Ion karbena (R₂C:) adalah suatu molekul nertal yang mempunyai atom karbon bervalensi dua sehingga hanya mempunyai enam elektron pada kulit terluarnya. Karbena sangat reaktif sehingga hanya merupakan suatu intermediet dan sulit untuk diisolasi. Karena hanya memiliki enam elektron pada kulit terluar, maka karbena kekurangan elektron atau bersifat elektrofilik (menyukai elektron). Ini menyebabkan karbena sangat mudah bereaksi dengan nukleofil (ikatan rangkap). Pada keadaan ini, reaksi berlangsung dalam satu langkah tanpa intermediet.Urutan kereaktifan karbena sebagai berikut.

Menanamkan Pemahaman Konsep Mol

Bagi siswa kelas X, materi stoikiometri (perhitungan kimia) menjadi momok yang sangat menakutkan. Hal ini disebabkan pada materi stoikiometri siswa dituntut untuk mahir dalam menghitung yang kebanyakan siswa tidak menguasai operasi perhitungan dasar (perkalian, pembagian, penjumlahan, pembagian). Ini jadi tantangan tersendiri bagi kita sebagai guru untuk membuat siswa dapat memahami materi stoikiometri.

Materi stoikiometri yang paling umum dan sering dijumpai adalah tentang konsep mol. Konsep mol dapat dikatakan sebagai materi dasar dari kimia, sebab perhitungan mol akan dipakai pada materi selanjutnya pada jenjang yang lebih tinggi bahkan pada tingkat universitas. Untuk itu, siswa tidak dapat melangkah pada materi selanjutnya jika tidak menguasai konsep mol.

Kebanyakan dari guru kimia ketika mengajarkan konsep mol adalah mereka langsung menyuguhkan persamaan matematis mol. Hal ini membuat siswa yang kurang dalam kemampuan matematik frustasi dan kehilangan semangat untuk mempelajarinya. Untuk itu perlu adanya cara lain untuk membuat siswa paham akan konsep mol tanpa secara langsung memberi mereka persamaan/rumus-rumus mencari mol suatu zat.

Penanaman konsep kepada siswa sangat penting, agar mereka memahami dengan benar apa yang mereka pelajari. Sehingga siswa tidak hanya sekedar mengafal rumus, tetapi mereka juga paham apa yang dimaksud dengan mol sebenarnya.

Mol adalah satuan dasar SI yang mengukur jumlah zat. Istilah mol pertama kali diciptakan oleh Wilhem Ostwald dalam bahasa Jerman pada tahun 1893, walaupun sebelumnya telah terdapat konsep massa ekuivalen seabad sebelumnya. Istilah mol diperkirakan berasal dari kata bahasa Jerman "molekul". Nama gram atom dan gram molekul juga pernah digunakan dengan artian yang sama dengan mol, namun sekarang sudah tidak digunakan.

Satu mol didefinisikan sebagai jumlah suatu sistem yang mengandung "entitas elementer" (atom, molekul, ion, elektron) sebanyak atom-atom yang berada dalam 12 gram karbon-12. Sehingga:

- satu mol besi mengandung sejumlah atom yang sama banyaknya dengan satu mol emas;

- satu mol benzena mengandung sejumlah molekul yang sama banyaknya dengan satu mol air;

- jumlah atom dalam satu mol besi sama dengan jumlah molekul dalam satu mol air.

Menyelesaikan Soal Perhitungan Mol Suatu Zat Tanpa Rumus

Dalam menyelesaikan soal mengenai mol suatu zat, terdapat beberapa rumus yang umum digunakan. Namun pada dasarnya menghitung mol zat dapat dilakukan hanya dengan melihat satuan-satuan yang terdapat pada soal. Berikut saya akan menjelaskan bagaimana menghitung mol tanpa menggunakan rumus namun cukup melihat satuan-satuan yang ada pada soal.

Soal 1:

Hitunglah mol dari 64 gram oksigen (O₂), diketahui Ar O =16 gram/mol.

Jawab:

Ar O = 16 gram/mol, karena ada 2 atom O pada O₂ maka Mr O₂ = 2 x 16 gram/mol = 32 gram/mol

Maksud dari Mr O₂ = 32 gram/mol adalah dalam 1 mol O₂ massanya 32 gram. Sehingga jika massa O₂ = 64 gram maka mol O₂ adalah 2 mol.

Soal 2:

Hitunglah mol dari 11,2 liter gas H₂ pada keadaan standar (STP). Diketahui volume gas dalam keadaan standar adalah 22,4 L/mol.

Jawab:

Volume gas pada keadaan standar adalah 22,4 L/mol berarti dalam 1 mol gas volumenya 22,4 L. Jika 2 mol gas berarti volumenya 44,8 L. Sehingga jika volume gas adalah 11,2 L berarti mol gas tersebut adalah 1/2 mol atau 0,5 mol.

Soal 3:

Hitunglah mol dari 2,408 x 10²⁴ molekul CO₂. Diketahui N_A = 6,02 x 10²³ partikel/mol

Jawab:

6,02 x 10²³ partikel/mol berarti:

dalam 1 mol zat terdapat 6,02 x 10²³ partikel;

dalam 2 mol zat terdapat 12,04 x 10²³ partikel atau 1,204 x 10²⁴ partikel;

dalam 3 mol zat terdapat 18,06 x 10²³ partikel atau 1,806 x 10²⁴ partikel;

dalam 4 mol zat terdapat 24,08 x 10²³ partikel atau 2,408 x 10²⁴ partikel.

Sehingga mol dari 2,408 x 10²⁴ molekul CO₂ adalah 4 mol.

Menghitung Massa Unsur dalam Senyawa dengan Mencongak

Menentukan massa suatu unsur dalam senyawa dapat dilakukan dengan mencongak (tanpa mencakar). Hal ini dilakukan dengan membandingkan jumlah Ar suatu unsur dalam senyawa dengan Mr suatu senyawa. Perbandingan jumlah Ar unsur dalam senyawa dengan Mr senyawa sama dengan perbandingan massa unsur tersebut dengan massa senyawa. Misalkan pada molekul H₂O, jumlah Ar H adalah 2 x 1 = 2,  dan jumlah Ar O adalah 1 x 16 = 16, serta Mr H₂O adalah 18. Perbandingan jumlah Ar H dengan H₂O adalah 2:18 atau 1:9 serta perbandingan jumlah Ar O dengan Mr H₂O adalah 16:18 atau 8:9.

Contoh 1 :Tentukan massa H dalam 36 gram H₂O!
Jawab:  perbandingan Ar H dengan Mr H₂O adalah 2:18, berarti massa H₂O adalah 2 x Mr H₂O, sehingga massa H dalam 36 gram H₂O adalah 2 x jumlah Ar H yaitu 2 x 2 = 4 gram.
Contoh 2: Tentukan massa O dalam 9 gram H₂O!
 Jawab: perbandingan Ar O dengan Mr H₂O adalah 16:18 atau 8:9, sehingga massa O dalam 9 gram H₂O adalah 8 gram.

CARA MUDAH MENGGAMBARKAN STRUKTUR LEWIS MOLEKUL TAK BERMUATAN

Ikatan kovalen umumnya dinyatakan dalam bentuk notasi lewis yaitu menggunakan notasi dot-cross (titik-silang) untuk menyatakan elektron dan ikatan. Dalam menentukan struktur lewis banyak siswa maupun guru-guru yang masih kesulitan menggambarkannya. Kali ini saya akan membagikan cara yang bisa memudahkan kita dalam menggambarkan struktur lewis suatu senyawa.
Berikut langkah-langkah untuk menentukan struktur Lewis:

1. Hitung jumlah semua elektron valensi untuk setiap atom dalam molekul (selanjutnya dalam tulisan ini disebut total elektron valensi).
2. Hitung jumlah elektron valensi setiap atom dalam molekul jika atom-atom itu sesuai aturan oktet (selanjutnya dalam tulisan ini disebut total elektron oktet). Aturan oktet menyatakan bahwa semua atom harus memiliki delapan elektron valensi (kecuali untuk hidrogen, yang cukup dua saja, dan boron dengan enam elektron).
3. Hitung selisih jumlah elektron yang sesuai aturan oktet dengan jumlah elektron valensi nyatanya (hasil pada langkah #2 dikurangi hasil pada langkah #1). Selisih ini akan sama dengan jumlah elektron yang digunakan berikatan dalam molekul. (selanjutnya dalam tulisan ini disebut total elektron berikatan)
4. Bagilah jumlah elektron berikatan dengan angka dua: Ingat, karena setiap ikatan memiliki dua elektron, jumlah elektron yang digunakan bersama dua atom yang berikatan. Hasil bagi ini merupakan jumlah ikatan yang akan digunakan dalam molekul.(selanjutnya dalam tulisan ini disebut jumlah ikatan)
5. Gambarkan susunan atom untuk molekul dengan jumlah ikatan yang diperoleh pada langkah #4 di atas: Beberapa aturan berguna untuk diingat adalah ini:

• Hidrogen dan halogen: berikatan sekali.
• Golongan oksigen: berikatan dua kali.
• Golongan nitrogen:  berikatan tiga kali. Begitu pula boron.
• Golongan karbon: berikatan empat kali.

Sebaiknya ikatan-ikatan yang dipasang antaratom adalah ikatan tunggal terlebih dahulu, dan kemudian menambahkan beberapa ikatan (jika diperlukan) sampai aturan diatas diikuti.

Catatan: Unsur yang lebih elektroprositif atau kurang elektronegatif (dalam tabel periodik unsur letaknya di sebelah kiri (kecuali H) atau sebelah bawah atau jari-jari atomnya lebih besar) lebih mungkin sebagai atom pusat. Perkecualian pada Cl₂O, O yang berperan sebagai atom pusat. H tidak akan pernah sebagai atom pusat. Atom pusat ketika membentuk ikatan harus mengikuti aturan oktet, kecuali Be hanya 4 elektron ikatan dan B hanya 6 elektron ikatan.

6. Tentukan jumlah pasangan elektron bebas (tak berikatan). Caranya hitung jumlah elektron valensi – jumlah elektron yang digunakan untuk berikatan

atau dengan cara kurangi hasil hitung langkah #1 dengan hasil hitung pada langkah # 3.

Tata semuanya di sekitar atom sampai semua memenuhi aturan oktet: Ingat, SEMUA unsur agar di sekitarnya ada delapan elektron, secara total (KECUALI hidrogen). Hidrogen cukup dua elektron. Oh ya untuk unsur yang terletak pada periode 3 (misalnya S belerang) sering jumlah elektron disekitarnya lebih dari delapan, dengan pertimbangan muatan formalnya nol akan lebih disukai.

7. Menguji keberadaan muatan formal, (muatan formal ini adalah muatan semu, hasil perbandingan antara elektron valensi setiap atom dengan jumlah elektron yang dimiliki ketika membentuk ikatan dengan atom yang lain).

Muatan formal tiap atom = elektron valensi atom – jumlah ikatan dengan atom lain – jumlah elektron bebas (tidak digunakan berikatan) yg dimiliki.

Contoh penerapan untuk molekul CH₂O

1. Total elektron valensi adalah 12.

2 elektron valensi H (2 atom H × 1 elektron/atom = 2 elektron)
4 elektron valensi C (1 atom C × 4 elektron/atom) = 4 elektron)
6 elektron valensi O (1 atom O × 6 elektron/atom) = 6 elektron)
Jumlah elektron valensi pada CH₂O = 2+4+6 = 12 elektron

2. Total elektron oktet semua atom dalam CH₂O = 20, diperoleh dari:

(2 atom H × 2 elektron) + 1atom C × 8 elektron) + (1 atom O × 8 elektron)  = 4 + 8 + 8 = 20 elektron.

3. Total elektron berikatan sama dengan total elektron oktet dikurangi total elektron valensi, atau 20 – 12 = 8.

4. Jumlah ikatan = total elektron berikatan dibagi dua, karena ada dua elektron per ikatan. Akibatnya, di CH₂O, jumlah ikatannya = 4. (Karena 8/2 adalah 4).
5. Penggambaran struktur Lewis, tuliskan atom C di tengah dan atom lainnya (2 atom H dan 1 atom O) berada di sekeliling atom C. Cantumkan elektron berikatan (masing-masing 2 elektron setiap ikatan) di antara atom pusat (C) dengan atom yang ada disekitarnya, antara atom C dan O yang paling mungkin memiliki ikatan rangkap 2 (double bond). Lakukan hingga semua (dalam hal ini 8 elektron berikatan terpakai). 

5. jumlah pasangan elektron bebas = total elektron valensi (dari # 1) dikurangi total elektron berikatan (dari # 3), yang dalam contoh ini sama dengan 12 – 8, atau 4. Melihat struktur CH₂O, dapat dilihat bahwa karbon sudah memiliki delapan elektron di sekitarnya. Oksigen, hanya memiliki empat elektron di sekitarnya (lihat gambar pada nomor 5 di atas). Untuk melengkapi gambar, masing-masing oksigen harus memiliki dua set pasangan elektron bebas, Tambahkan pasangan elektron bebas pada atom O sehingga aturan oktet terpenuhi.seperti dalam struktur Lewis berikut:

7. Menguji ada tidaknya muatan formal tiap atom.
• Muatan formal C = 4 (e.valensi) – 4 (jumlah ikatan) – 0 (jumlah elektron bebas) = 0
• Muatan formal H = 1 – 1 – 0 = 0
• Muatan formal O = 6 – 2 – 4 = 0
Jadi benar bahwa molekul CH₂O ini tidak bermuatan alias netral.
Contoh penerapan untuk molekul H₂CO₃
1. Total elektron valensi adalah 24.
2 elektron valensi H (2 atom H × 1 elektron/atom = 2 elektron)
4 elektron valensi C (1 atom C × 4 elektron/atom) = 4 elektron)
18 elektron valensi O (3 atom O × 6 elektron/atom) = 18 elektron)
Total elektron valensi pada H₂CO₃ = 24 elektron
2. Total elektron oktet semua atom dalam H₂CO₃ = 36, diperoleh dari:
(2 atom H × 2 elektron) + 1atom C × 8 elektron) + (3 atom O × 8 elektron)  = 4 + 8 + 24 = 36 elektron.
3. Total elektron berikatan sama dengan total elektron oktet dikurangi total elektron valensi, atau 36 – 24 = 12.
4. Jumlah ikatan = total elektron berikatan dibagi dua, karena ada dua elektron per ikatan. Akibatnya, di H₂CO₃, jumlah ikatannya = 6. (Karena 12/2 adalah 6).
5. Penggambaran struktur Lewis, tuliskan atom C di tengah dan atom lainnya (2 atom H dan 3 atom O) berada di sekeliling atom C. Cantumkan elektron berikatan (masing-masing 2 elektron setiap ikatan) di antara atom pusat (C) dengan atom yang ada disekitarnya, perhatikan antara atom C dan O ada yang memungkinkan memiliki ikatan rangkap 2 (ikatan dobel). Lakukan hingga semua elektron berikatan terpakai (dalam hal ini 12 elektron berikatan terpakai atau dengan sistem garis, 6 garis).
6. Jumlah pasangan elektron bebas = total elektron valensi (dari # 1) dikurangi total elektron berikatan (dari # 3), yang dalam contoh ini sama dengan 24 – 12, atau 12.Melihat struktur H₂CO₃, dapat dilihat bahwa karbon sudah memiliki delapan elektron (empat ikatan) di sekitarnya. Setiap oksigen akan mendapat bagian masing-masing 2 pasang elektron bebas untuk memenuhi aturan oktet, untuk atom H sudah memenuhi aturan duplet. H₂CO₃ mempunyai struktur Lewis:

7. Menguji ada tidaknya muatan formal tiap atom.
• Muatan formal C = 4 (e.valensi) – 4 (jumlah ikatan) – 0 (jumlah elektron bebas) = 0
• Muatan formal H = 1 – 1 – 0 = 0 —–pada moleluk ini kedua atom H muatan formalnya sama.
• Muatan formal O (yang berikatan rangkap dengan C) = 6 – 2 – 4 = 0
• Muatan formal O (yang berikatan dengan C dan H) = 6 – 2 – 4 = 0
Jadi benar bahwa molekul H₂CO₃ ini tidak bermuatan alias netral.

MATERI BIMBINGAN OLIMPIADE KIMIA

Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur 
Ikatan Kimia dan Geometri Molekul
Konsep Mol dan Stoikiometri
Termokimia dan Termodinamika
Kinetika Kimia
Larutan 1
Larutan II
Reaksi Redoks dan Sel Elektrokimia
Kesetimbangan Kimia
Diktat Olimpiade Kimia