Contoh Soal Kimia Anorganik Lengkap (Pilihan Ganda, Esai, Isian, Menjodohkan)

Pilihan Ganda

1. Unsur dengan nomor atom 26 (Fe) memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d⁶ 4s². Berapakah jumlah elektron tak berpasangan pada ion Fe³⁺?
   • A. 1
   • B. 2
   • C. 3
   • D. 5
   Jawaban: D
   Pembahasan: Konfigurasi Fe adalah [Ar] 3d⁶ 4s². Untuk Fe³⁺, elektron dikeluarkan dari 4s terlebih dahulu, kemudian dari 3d. Jadi, Fe³⁺ adalah [Ar] 3d⁵. Pada orbital 3d (5 orbital), dengan 5 elektron, semua orbital akan terisi satu elektron (aturan Hund), sehingga ada 5 elektron tak berpasangan.
2. Molekul SF₄ memiliki geometri molekul apa berdasarkan teori VSEPR?
   • A. Tetrahedral
   • B. Segitiga piramida
   • C. Seesaw (jungkat-jungkit)
   • D. Bujur sangkar planar
   Jawaban: C
   Pembahasan: Atom pusat S memiliki 6 elektron valensi. Empat berikatan dengan F, menyisakan 2 elektron tak berpasangan (1 pasangan). Jadi ada 4 pasangan ikatan dan 1 pasangan elektron bebas (AX₄E₁). Geometri molekulnya adalah seesaw.
3. Senyawa manakah di bawah ini yang paling mungkin memiliki ikatan ionik?
   • A. CO₂
   • B. H₂O
   • C. KBr
   • D. CH₄
   Jawaban: C
   Pembahasan: Ikatan ionik terbentuk antara logam dan non-logam. K (Kalium) adalah logam golongan 1, dan Br (Bromin) adalah non-logam golongan 17. CO₂, H₂O, dan CH₄ adalah senyawa kovalen.
4. Dari unsur-unsur berikut: Li, Na, K, Rb. Manakah yang memiliki energi ionisasi pertama terkecil?
   • A. Li
   • B. Na
   • C. K
   • D. Rb
   Jawaban: D
   Pembahasan: Energi ionisasi cenderung menurun seiring bertambahnya jari-jari atom dalam satu golongan (dari atas ke bawah) karena elektron valensi semakin jauh dari inti dan lebih mudah dilepaskan. Rb berada paling bawah di antara pilihan, sehingga memiliki energi ionisasi terkecil.
5. Berapakah bilangan oksidasi logam pusat dalam kompleks [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂?
   • A. +1
   • B. +2
   • C. +3
   • D. +4
   Jawaban: C
   Pembahasan: Ion kompleks adalah [Co(NH₃)₅Cl]²⁺. NH₃ adalah ligan netral (0), Cl adalah ligan klorida (-1). Jadi, x + 5(0) + (-1) = +2. Maka x = +3.
6. Menurut teori asam-basa Lewis, spesi manakah yang bertindak sebagai asam?
   • A. NH₃
   • B. H₂O
   • C. BF₃
   • D. OH⁻
   Jawaban: C
   Pembahasan: Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. BF₃ kekurangan oktet dan dapat menerima pasangan elektron, menjadikannya asam Lewis. NH₃, H₂O, dan OH⁻ memiliki pasangan elektron bebas yang dapat didonorkan, sehingga bertindak sebagai basa Lewis.
7. Atom pusat dalam molekul XeF₄ memiliki hibridisasi?
   • A. sp³
   • B. sp³d
   • C. sp³d²
   • D. dsp²
   Jawaban: C
   Pembahasan: Xe memiliki 8 elektron valensi. Empat berikatan dengan F, menyisakan 4 elektron tak berpasangan (2 pasangan). Jadi ada 4 pasangan ikatan dan 2 pasangan elektron bebas (AX₄E₂). Jumlah domain elektron adalah 6, sehingga hibridisasinya adalah sp³d².
8. Unsur-unsur golongan 1 (alkali) dikenal sangat reaktif karena:
   • A. Memiliki energi ionisasi yang sangat tinggi.
   • B. Cenderung membentuk ion positif dengan mudah.
   • C. Memiliki afinitas elektron yang sangat tinggi.
   • D. Cenderung membentuk ikatan kovalen yang kuat.
   Jawaban: B
   Pembahasan: Unsur alkali memiliki satu elektron valensi dan energi ionisasi rendah, sehingga sangat mudah melepaskan elektron tersebut untuk membentuk ion positif (+1), menjadikannya sangat reaktif.
9. Struktur kristal NaCl dikenal sebagai struktur jenis apa?
   • A. Kubik berpusat badan (BCC)
   • B. Kubik berpusat muka (FCC)
   • C. Heksagonal rapat (HCP)
   • D. Intan
   Jawaban: B
   Pembahasan: NaCl memiliki struktur kristal kubik berpusat muka (FCC) untuk ion Cl⁻ dengan ion Na⁺ menempati posisi oktahedral di antara mereka.
10. Mengapa kebanyakan senyawa unsur transisi berwarna?
    • A. Adanya transisi elektron antar orbital s dan p.
    • B. Adanya transisi elektron dari orbital d ke orbital d yang terpecah energinya.
    • C. Adanya transisi elektron antar orbital s dan d.
    • D. Adanya transisi elektron dari orbital d ke orbital f.
    Jawaban: B
    Pembahasan: Warna pada senyawa unsur transisi disebabkan oleh transisi elektron d-d. Ketika ligan berinteraksi dengan ion logam transisi, orbital d yang degenerasi (energi sama) akan terpecah menjadi tingkat energi yang berbeda. Elektron dapat menyerap energi cahaya tampak untuk melompat antar tingkat energi d tersebut, dan cahaya yang tidak diserap akan terlihat sebagai warna komplementer.
11. Bilangan oksidasi kromium (Cr) dalam senyawa K₂Cr₂O₇ adalah:
    • A. +3
    • B. +4
    • C. +5
    • D. +6
    Jawaban: D
    Pembahasan: K memiliki biloks +1, O memiliki biloks -2. Untuk K₂Cr₂O₇: 2(+1) + 2(Cr) + 7(-2) = 0. 2 + 2Cr – 14 = 0. 2Cr = 12. Cr = +6.
12. Model ikatan logam yang paling baik menggambarkan sifat konduktivitas listrik tinggi pada logam adalah:
    • A. Model ikatan valensi
    • B. Model awan elektron (lautan elektron)
    • C. Model hibridisasi
    • D. Model ikatan ionik
    Jawaban: B
    Pembahasan: Model awan elektron menyatakan bahwa elektron valensi logam terdelokalisasi dan bebas bergerak di seluruh struktur kristal logam, membentuk ‘lautan elektron’. Elektron yang bebas bergerak inilah yang bertanggung jawab atas konduktivitas listrik dan termal yang tinggi pada logam.
13. Dalam reaksi: 2H₂O₂(aq) → 2H₂O(l) + O₂(g). Spesi manakah yang mengalami oksidasi dan reduksi secara bersamaan (disproporsionasi)?
    • A. H₂O
    • B. O₂
    • C. H₂O₂
    • D. Tidak ada
    Jawaban: C
    Pembahasan: Dalam H₂O₂, oksigen memiliki bilangan oksidasi -1. Dalam H₂O, oksigen memiliki biloks -2 (reduksi). Dalam O₂, oksigen memiliki biloks 0 (oksidasi). Jadi, H₂O₂ mengalami disproporsionasi.
14. Urutkan ion-ion berikut dari yang terkecil ke terbesar: Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺.
    • A. Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺
    • B. Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺
    • C. Mg²⁺ < Na⁺ < Al³⁺
    • D. Al³⁺ < Na⁺ < Mg²⁺
    Jawaban: B
    Pembahasan: Ketiga ion ini isoelektronik (memiliki jumlah elektron yang sama, yaitu 10). Untuk spesi isoelektronik, semakin besar muatan inti (nomor atom), semakin kuat tarikan inti terhadap elektron, sehingga jari-jari ion semakin kecil. Al³⁺ (Z=13) memiliki muatan inti terbesar, diikuti Mg²⁺ (Z=12), dan Na⁺ (Z=11). Jadi, urutannya Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺.
15. Ligan manakah di bawah ini yang merupakan ligan bidentat?
    • A. NH₃ (Amonia)
    • B. Cl⁻ (Klorida)
    • C. H₂O (Air)
    • D. en (Etilenadiamin, H₂N-CH₂-CH₂-NH₂)
    Jawaban: D
    Pembahasan: Ligan bidentat adalah ligan yang dapat membentuk dua ikatan koordinasi dengan atom logam pusat. Etilenadiamin (en) memiliki dua atom nitrogen yang masing-masing dapat mendonorkan pasangan elektron. NH₃, Cl⁻, dan H₂O adalah ligan monodentat.
16. Manakah yang memiliki jari-jari kovalen lebih besar?
    • A. F
    • B. Cl
    • C. Br
    • D. I
    Jawaban: D
    Pembahasan: Dalam satu golongan, jari-jari kovalen meningkat dari atas ke bawah karena penambahan kulit elektron. Iodin (I) berada paling bawah di antara pilihan halogen ini, sehingga memiliki jari-jari kovalen terbesar.
17. Salah satu sifat fisik logam adalah kemampuannya untuk ditarik menjadi kawat (daktilitas) dan ditempa menjadi lembaran (maleabilitas). Sifat ini dijelaskan oleh:
    • A. Kekuatan ikatan kovalen antar atom.
    • B. Adanya elektron valensi yang terlokalisasi.
    • C. Ikatan logam yang non-direksional.
    • D. Jari-jari atom yang sangat kecil.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Ikatan logam bersifat non-direksional, artinya tidak ada ikatan spesifik antar dua atom tertentu. Ketika logam ditempa atau ditarik, atom-atom logam dapat bergeser melewati satu sama lain tanpa memutuskan ikatan secara permanen, karena ‘lautan elektron’ dapat menyesuaikan diri.
18. Fenomena di mana suatu senyawa kimia dapat ada dalam lebih dari satu bentuk kristal disebut:
    • A. Isomerisme
    • B. Alotropi
    • C. Polimorfisme
    • D. Kiralitas
    Jawaban: C
    Pembahasan: Polimorfisme adalah kemampuan suatu zat padat untuk eksis dalam lebih dari satu bentuk atau struktur kristal. Alotropi adalah kasus khusus polimorfisme untuk unsur.
19. Reaksi antara BF₃ dan NH₃ membentuk aduk adalah contoh reaksi asam-basa berdasarkan teori:
    • A. Arrhenius
    • B. Brønsted-Lowry
    • C. Lewis
    • D. Lowry
    Jawaban: C
    Pembahasan: BF₃ adalah asam Lewis (akseptor pasangan elektron) dan NH₃ adalah basa Lewis (donor pasangan elektron). Reaksi ini tidak melibatkan transfer proton, sehingga tidak sesuai dengan Arrhenius atau Brønsted-Lowry.
20. Senyawa manakah yang memiliki ikatan kovalen paling polar?
    • A. N-H
    • B. P-H
    • C. As-H
    • D. Sb-H
    Jawaban: A
    Pembahasan: Polaritas ikatan kovalen ditentukan oleh perbedaan keelektronegatifan antara dua atom yang berikatan. Nitrogen (N) adalah unsur yang paling elektronegatif di antara N, P, As, dan Sb. Oleh karena itu, ikatan N-H akan memiliki perbedaan keelektronegatifan terbesar dan paling polar.

Isian Singkat

1. Garam dapur memiliki rumus kimia NaCl. Jenis ikatan kimia utama dalam NaCl adalah __________.
   Jawaban: Ionik
2. Jumlah elektron valensi dalam atom sulfur (S) adalah __________.
   Jawaban: 6
3. Senyawa yang memiliki rumus P₄O₁₀ dikenal dengan nama __________.
   Jawaban: Tetrafosfor Dekoksida
4. Menurut teori VSEPR, molekul H₂O memiliki bentuk geometri __________.
   Jawaban: Bengkok
5. Unsur dengan konfigurasi elektron [Ne] 3s² 3p⁵ terletak pada golongan __________ dan periode __________.
   Jawaban: 17 (atau VIIA), 3

Uraian

1. Jelaskan mengapa unsur golongan 1 (alkali) memiliki energi ionisasi pertama yang sangat rendah, dan bagaimana hal ini mempengaruhi reaktivitasnya.
   Jawaban: Unsur golongan alkali memiliki satu elektron valensi di orbital s terluar (ns¹). Elektron ini relatif jauh dari inti dan terlindungi oleh elektron-elektron inti lainnya (efek perisai). Karena itu, tarikan inti terhadap elektron valensi ini lemah, sehingga energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron pertama (energi ionisasi pertama) sangat rendah. Rendahnya energi ionisasi ini membuat unsur alkali sangat mudah kehilangan satu elektron untuk membentuk ion positif dengan muatan +1 (misalnya, Na → Na⁺ + e⁻). Kecenderungan kuat untuk melepaskan elektron inilah yang menyebabkan unsur-unsur alkali sangat reaktif dan cenderung membentuk ikatan ionik dengan non-logam.
2. Bandingkan dan jelaskan perbedaan titik leleh antara NaCl dan SiO₂ (kuarsa).
   Jawaban: NaCl adalah senyawa ionik yang membentuk kisi kristal ionik, di mana ion Na⁺ dan Cl⁻ terikat kuat oleh gaya elektrostatik. Untuk melelehkan NaCl, diperlukan energi yang sangat besar untuk mengatasi gaya tarik-menarik elektrostatik yang kuat ini, sehingga titik lelehnya tinggi (sekitar 801 °C). SiO₂ (kuarsa) adalah senyawa kovalen raksasa (jaringan kovalen). Setiap atom silikon terikat secara kovalen pada empat atom oksigen, dan setiap atom oksigen terikat pada dua atom silikon, membentuk struktur tiga dimensi yang sangat kuat dan ekstensif. Untuk melelehkan SiO₂, semua ikatan kovalen Si-O yang kuat ini harus diputuskan, yang membutuhkan energi yang jauh lebih besar dibandingkan NaCl. Oleh karena itu, SiO₂ memiliki titik leleh yang sangat tinggi (sekitar 1.710 °C), jauh lebih tinggi dari NaCl.
3. Jelaskan konsep ligan dan bilangan koordinasi dalam kimia koordinasi. Berikan contoh.
   Jawaban: Ligan adalah molekul atau ion yang memiliki pasangan elektron bebas yang dapat didonorkan ke atom atau ion logam pusat untuk membentuk ikatan koordinasi (ikatan kovalen koordinasi). Ligan bertindak sebagai basa Lewis. Contoh ligan adalah NH₃ (amonia), H₂O (air), Cl⁻ (ion klorida), CN⁻ (ion sianida), dan etilenadiamin (en). Ligan dapat monodentat (donor satu pasang elektron), bidentat (donor dua pasang elektron), atau polidentat (donor lebih dari dua pasang elektron). Bilangan Koordinasi adalah jumlah atom donor dari ligan yang terikat langsung pada atom atau ion logam pusat dalam suatu kompleks koordinasi. Ini menunjukkan berapa banyak ‘tempat’ ikatan yang ditempati di sekitar logam pusat. Misalnya, dalam kompleks [Co(NH₃)₆]³⁺, ada enam molekul NH₃ yang terikat pada Co, sehingga bilangan koordinasinya adalah 6. Dalam [PtCl₄]²⁻, ada empat ion Cl⁻ yang terikat pada Pt, jadi bilangan koordinasinya adalah 4.
4. Mengapa unsur transisi seringkali menunjukkan berbagai bilangan oksidasi, sementara unsur golongan utama cenderung memiliki bilangan oksidasi yang lebih terbatas?
   Jawaban: Unsur transisi memiliki orbital d yang belum terisi penuh dan energi orbital 3d serta 4s (atau ns dan (n-1)d) yang sangat berdekatan. Ini memungkinkan elektron dari kedua orbital tersebut (s dan d) untuk terlibat dalam pembentukan ikatan, menghasilkan berbagai kemungkinan kehilangan elektron dan, oleh karena itu, berbagai bilangan oksidasi. Sebagai contoh, besi (Fe) dapat membentuk ion Fe²⁺ dan Fe³⁺. Sebaliknya, unsur golongan utama cenderung memiliki energi yang lebih jauh berbeda antara orbital valensi s dan p mereka. Mereka umumnya membentuk ikatan dengan kehilangan atau mendapatkan elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia yang stabil, yang biasanya menghasilkan bilangan oksidasi tunggal atau sangat terbatas (misalnya, Na selalu +1, Mg selalu +2, F selalu -1).
5. Gambarkan struktur Lewis dan tentukan geometri molekul serta hibridisasi atom pusat untuk molekul CO₂.
   Jawaban: Struktur Lewis CO₂: Atom C adalah atom pusat. C memiliki 4 elektron valensi, O memiliki 6 elektron valensi. Total elektron valensi = 4 + 2(6) = 16. Struktur: O=C=O (dengan dua pasangan elektron bebas pada masing-masing atom O). Geometri Molekul: Atom pusat C memiliki dua domain ikatan ganda (yang dihitung sebagai satu domain untuk tujuan VSEPR) dan tidak ada pasangan elektron bebas. Berdasarkan teori VSEPR (AX₂), geometri molekul CO₂ adalah linear. Hibridisasi: Karena atom pusat C memiliki dua domain ikatan dan tidak ada pasangan elektron bebas, hibridisasinya adalah sp.

Menjodohkan

1. Jodohkan setiap istilah kimia anorganik dengan deskripsi atau contoh yang paling sesuai.
   Ligan bidentat

   Etilenadiamin

   Asam Lewis

   BF₃

   Unsur alkali tanah

   Kalsium

   Ikatan logam

   Lautan elektron
   Kunci: Ligan bidentat = Etilenadiamin; Asam Lewis = BF₃; Unsur alkali tanah = Kalsium; Ikatan logam = Lautan elektron.
2. Jodohkan senyawa dengan bentuk geometri molekulnya.
   CH₄

   Tetrahedral

   NH₃

   Trigonal Piramida

   H₂O

   Bengkok

   CO₂

   Linear
   Kunci: CH₄ = Tetrahedral; NH₃ = Trigonal Piramida; H₂O = Bengkok; CO₂ = Linear.