Kimia anorganik adalah cabang kimia yang berkaitan dengan sifat dan perilaku senyawa anorganik, yang mencakup semua unsur dan senyawanya kecuali sebagian besar senyawa yang mengandung karbon (yang dicakup oleh kimia organik). Ini mencakup seluruh tabel periodik — lebih dari 100 unsur — meliputi logam dan nonlogam golongan utama, logam transisi, lantanida, aktinida, dan gas mulia. Ruang lingkup kimia anorganik berkisar dari molekul diatomik sederhana seperti N₂ dan NaCl hingga padatan diperluas kompleks seperti zeolit, kerangka logam-organik (MOF), dan metaloprotein.
Tabel Periodik dan Periodisitas
Tabel periodik mengatur unsur berdasarkan nomor atom, menyusunnya dalam periode (baris) dan golongan (kolom) yang mencerminkan konfigurasi elektron dan sifat kimia berulangnya. Unsur golongan utama (Golongan 1, 2, dan 13-18) memiliki elektron valensi di orbital s dan p. Logam transisi (Golongan 3-12) memiliki orbital d yang terisi sebagian, menghasilkan bilangan oksidasi variabel, senyawa berwarna, dan paramagnetisme. Lantanida dan aktinida (blok-f) masing-masing memiliki orbital 4f dan 5f yang terisi sebagian. Tren periodik utama meliputi jari-jari atom (menurun sepanjang periode, meningkat ke bawah golongan), energi ionisasi (meningkat sepanjang periode, menurun ke bawah golongan), afinitas elektron, dan keelektronegatifan — kekuatan atom untuk menarik elektron ikatan.
Ikatan Kimia dalam Senyawa Anorganik
Senyawa anorganik menunjukkan spektrum penuh ikatan kimia. Ikatan ionik dihasilkan dari transfer elektron lengkap antara atom-atom dengan keelektronegatifan yang sangat berbeda, membentuk kisi elektrostatik kation dan anion — dicontohkan oleh NaCl (struktur garam batu). Ikatan kovalen melibatkan pemakaian bersama elektron antara atom-atom dengan keelektronegatifan serupa, seperti pada Cl₂ atau P₄. Ikatan logam terdiri dari elektron terdelokalisasi yang dipakai bersama di antara kisi kation logam, menjelaskan konduktivitas listrik dan keuletan. Banyak senyawa anorganik menunjukkan karakter ikatan antara. Struktur Lewis dan teori VSEPR (Tolakan Pasangan Elektron Kulit Valensi) memprediksi geometri molekul berdasarkan susunan pasangan elektron di sekitar atom pusat — misalnya, SF₆ adalah oktahedral, PCl₅ adalah bipiramidal trigonal, dan XeF₄ adalah planar persegi.
Asam, Basa, dan Sistem Pelarut
Kimia anorganik menggunakan beberapa teori asam-basa. Teori Brønsted-Lowry mendefinisikan asam sebagai donor proton dan basa sebagai akseptor proton, dengan kekuatan diukur dengan pKₐ. Teori Lewis menyediakan kerangka yang lebih umum: asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron (mis., BF₃, AlCl₃, Fe³⁺), dan basa Lewis adalah donor pasangan elektron (mis., NH₃, OH⁻, Cl⁻). Konsep Lux-Flood mendefinisikan transfer ion oksida, relevan dalam sistem oksida cair. Konsep sistem pelarut (berdasarkan autoionisasi pelarut seperti NH₃ cair atau SO₂) memperluas kimia asam-basa melampaui larutan air, yang penting dalam sintesis non-air dan proses industri.
Senyawa Koordinasi
Senyawa koordinasi terdiri dari ion atau atom logam pusat yang terikat pada ligan di sekitarnya (molekul atau ion yang menyumbangkan pasangan elektron). Bilangan koordinasi (biasanya 2-12) dan geometri bergantung pada ukuran, muatan, dan konfigurasi elektronik logam. Geometri umum meliputi oktahedral ([Co(NH₃)₆]³⁺), tetrahedral ([NiCl₄]²⁻), dan planar persegi ([PtCl₄]²⁻). Ligan berkisar dari spesies monodentat sederhana (H₂O, NH₃, Cl⁻) hingga agen pengkelat polidentat (EDTA, porfirin). Efek kelat menggambarkan stabilitas yang ditingkatkan dari kompleks dengan ligan multidentat karena perubahan entropi yang menguntungkan. Teori koordinasi Alfred Werner, yang membuatnya menerima Hadiah Nobel pada tahun 1913, meletakkan dasar untuk memahami senyawa ini.
Aplikasi Kimia Anorganik
Kimia anorganik berkontribusi pada hampir setiap sektor teknologi. Katalisis heterogen bergantung pada logam transisi — proses Haber-Bosch (katalis Fe) memproduksi amonia untuk pupuk, konverter katalitik (Pt, Pd, Rh) mengurangi emisi kendaraan, dan katalis Ziegler-Natta (Ti, Mg) mempolimerisasi olefin. Dalam ilmu material, senyawa anorganik membentuk semikonduktor (Si, GaAs), superkonduktor (YBCO), fosfor untuk pencahayaan LED, dan elektrode baterai litium (LiCoO₂, LiFePO₄). Dalam kedokteran, obat antikanker berbasis platina (cisplatin, karboplatin), agen kontras MRI (kompleks Gd), dan radiofarmaka (⁹⁹ᵐTc) adalah senyawa koordinasi. Kimia anorganik juga mendasari kimia lingkungan (pengolahan air dengan koagulan, reduksi NOx katalitik) dan kimia material elektronik.
