Rumus Kimia

Rumus kimia memberikan gambaran tentang jenis unsur dan jumlah atom unsur yang menyusun suatu molekul. Rumus kimia juga bisa memberikan gambaran bagaimana atom-atom tersebut menata dirinya dalam molekul. Ada 3 jenis rumus kimia, yaitu rumus molekul, rumus empiris, dan rumus bangun.
Unit terkecil dari senyawa kovalen adalah molekul. Rumus kimia dari suatu molekul disebut rumus molekul. Rumus molekul memberikan gambaran tentang jenis atom dan jumlah dari tiap jenis atom dalam molekul tersebut. Sebagai contoh, rumus kimia molekul air adalah H₂O. Rumus ini menyatakan bahwa dalam 1 molekul H₂O terdapat 2 atom H dan 1 atom O. Demikian juga rumus kimia glukosa, C₆H₁₂O₆, menyatakan bahwa dalam 1 molekul glukosa terdapat 6 atom C, 12 atom H, dan 6 atom O.
Senyawa ionik tidak disusun oleh molekul sedehana melainkan berupa kristal ionik. Sebagai contoh, kristal natrium klorida (garam dapur) disusun oleh ion-ion Na⁺ dan Cl^- dengan perbandingan 1:1. Karena itu, rumus kimia natrium klorida adalah NaCl. Senyawa magnesium klorida disusun oleh ion-ion Mg²⁺ dan Cl^- dengan perbandingan 1:2 sehingga rumus kimia untuk magnesium klorida adalah MgCl₂. Untuk senyawa-senyawa yang tidak disusun oleh molekul-molekul kita tidak menggunakan rumus molekul melainkan rumus empiris. Rumus empiris adalah rumus yang menyatakan perbandingan paling sederhana dari jumlah atom-atom unsur yang menyusun suatu senyawa. Dalam molekul air (H₂O), perbandingan jumlah atom H dan O adalah 2:1 sehingga rumus empiris molekul air adalah H₂O. Dalam molekul glukosa (C₆H₁₂O₆), perbandingan jumlah atom C, H, dan O adalah 1:2:1 sehingga rumus empiris glukosa adalah CH₂O. Jadi, dapat dikatakan bahwa rumus molekul adalah “kelipatan” dari rumus empiris.
Untuk dapat menghitung rumus empiris, kita harus mengetahui massa masing-masing unsur yang menyusun senyawa. Rumus molekul dapat dicari bila kita tahu rumjus empiris dan massa molekul relatifnya. Contoh berikut menguraikan cara mendapatkan rumus empiris.
Suatu senyawa hidrokarbon mengandung 80% massa unsur karbon (A_r = 12) dan 20% massa unsur hidrogen (A_r = 1). Tentukan rumus empiris dari hidrokarbon tersebut. Jika massa molekul relatif hidrokarbon adalah 30, tentukanlah rumus molekulnya.
Solusi:
Misalkan massa hidrokarbon adalah a gram. Massa karbon dalam hidrokarbon tersebut adalah 0,8a gram dan massa hidrogen adalah 0,2a gram. Dengan demikian jumlah mol karbon dalam hidrokarbon adalah 0,8a/12 mol atau 0,067a mol dan jumlah mol hidrogen adalah 0.2a mol. Perbandingan jumlah mol karbon dan hidrogen adalah 0,067a : 0,2a = 1 : 3. Jadi, rumus empiris hidrokabon adalah CH₃.
Bagaimana dengan rumus molekulnya? Telah dijelaskan bahwa rumus molekul adalah “kelipatan” rumus empiris. Karena itu, massa rumus molekul (M_r) juga merupakan kelipatan dari massa rumus empiris:

(12 + 3×1)n = 30 <=> 15n = 30 <=> n = 2.

Jadi, rumus molekulnya = (CH₃)₂ = C₂H₆.
 Rumus empiris dan rumus molekul belum menggambarkan keseluruhan senyawa. Etanol dan dimetil eter adalah dua senyawa yang berbeda sekalipun keduanya mempunyai rumus molekul (tentu juga rumus empiris) yang sama, yaitu C₂H₆O. Kenapa hal ini bisa terjadi? Ini tidak lain karena cara atom-atom menata dirinya dalam molekul kedua senyawa tersebut berbeda. Gambar di bawah menjelaskan bagaimana atom-atom tersebut menata dirinya.

Rumus di atas disebut rumus bangun atau rumus struktur, yaitu rumus yang menggambarkan bagaimana cara atom-atom tersebut terikat satu sama lain dalam molekul. Dalam rumus bangun, tanda garis antara berbagai atom menggambarkan ikatan kimia.
Rumus yang disenangi tentu saja rumus bangun karena juga memuat semua informasi yang bisa diberikan oleh kedua jenis rumus yang lain. Tetapi dalam ilmu kimia, juga dalam kehidupan, tidak sesuatu yang gratis. Semakin banyak informasi yang kita inginkan, semakin sulit kita melakukan percobaan untuk mendapatkannya.