Ikatan Kimia II: VSEPR dan prediksi geometri Molekular, teori ikatan valensi dan Hibridisasi Orbital Atom; teori orbital atom

Transkripsi

1 Presentasi Powerpoint Pengajar oleh Penerbit ERLANGGA Divisi Perguruan Tinggi 2010 dimodifikasi oleh Dr. Indriana Kartini Chapter 3c Ikatan Kimia II: VSEPR dan prediksi geometri Molekular, teori ikatan valensi dan Hibridisasi Orbital Atom; teori orbital atom 1

2 Model Tolakan pasangan-elektron kulit-valensi (VSEPR, Valence Shell Electron Pair Repulsion) : Meramalkan bentuk geometris molekul dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron. Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB linier linier B B Cl Be Cl 0 ps bebas pd pusat atom 2 ikatan atom pd pusat atom 2

3 VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB linier linier AB Segitiga datar Segitiga datar 3

4 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB linier linier AB VSEPR Susunan pasangan elektron segitiga datar Geometri Molekul segitiga datar AB tetrahedral tetrahedral 4

5 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB linier linier AB Susunan pasangan elektron segitiga datar Geometri Molekul segitiga datar AB tetrahedral tetrahedral AB VSEPR segitiga Segitiga 5

6 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB linier linier AB Susunan pasangan elektron segitiga datar Geometri Molekul segitiga datar AB tetrahedral tetrahedral AB VSEPR segitiga Segitiga AB oktahedral oktahedral 6

7 ps elektron bebas vs. ps. elektron bebas ps elektron bebas vs. > ps. elektron ikatan > ps elektron ikatan vs. ps. elektron ikatan 7

8 VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB AB 2 E 2 1 Susunan pasangan elektron trigonal planar trigonal planar Geometri Molekul trigonal planar menekuk VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB tetrahedral tetrahedral AB 3 E 3 1 tetrahedral segitiga 8

9 VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB tetrahedral tetrahedral AB 3 E 3 1 tetrahedral segitiga AB 2 E tetrahedral menekuk H O H VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB AB 4 E 4 1 Susunan pasangan elektron Segitiga Segitiga Geometri Molekul Segitiga Tetrahedron terdistorsi 9

10 VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB AB 4 E 4 1 AB 3 E Susunan pasangan elektron Segitiga Segitiga Segitiga Geometri Molekul Segitiga Tetrahedron terdistorsi Bentuk T F F Cl F VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat AB AB 4 E 4 1 AB 3 E AB 2 E Susunan pasangan elektron Segitiga Segitiga Segitiga Segitiga Geometri Molekul Segitiga Tetrahedron terdistorsi Bentuk T linier I I I 10

11 VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB oktahedral oktahedral AB 5 E 5 1 oktahedral Segiempat piramida F F F F Br F VSEPR Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB oktahedral oktahedral AB 5 E 5 1 oktahedral AB 4 E oktahedral Segiempat piramida Segiempat datar F F Xe F F 11

12 Panduan untuk menerapkan model VSEPR 1. Tulis struktur Lewis molekul tersebut. 2. Hitung jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat. 3. Gunakan VSEPR untuk meramalkan geometri molekulnya. Apakah geometri molekul dari SO 2 dan SF 4? O S O F AB 4 E AB 2 E menekuk F S F F tetrahedron terdistorsi 12

13 Momen Dipol Daerah miskin elektron H Daerah kaya elektron F δ+ δ µ = Q x r Q adalah muatan r jarak antar muatan 1 D = 3,36 x C m

14 10.2 Yang manakah dari molekul berikut yang memiliki momen dipol? H 2 O, CO 2, SO 2, and CH 4 H O H Momen dipol Molekul polar O S O Momen dipol Molekul polar O C O Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar H H C H H Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar

15 Apakah CH 2 Cl 2 memiliki momen dipol?

16 Kimia dalam Kehidupan: Microwave Ovens 10.2 Bagaimana teori Lewis menerangkan ikatan pd H 2 dan F 2? Pembagian dua elektron antar dua atom. Energi Ikatan yg terdisosiasi Panjang Ikatan Tumpang-tindih H 2 436,4 kj/mol 74 pm 2 1s F 2 150,6 kj/mol 142 pm 2 2p Teori ikatan valensi mengasumsikan bahwa elektron-elektron dalam molekul menempati orbitalorbital atom yang mengambil peranan dalam pembentukan ikatan

17 10.4 Perubahan pada kerapatan elektron ketika dua atom hidrogen saling mendekat

18 N 1s 2 2s 2 2p 3 3 H 1s 1 Teori ikatan valensi dan NH 3 Jika ikatan terbtk akibat kelebihan 3 orbital 2p pd nitrogen dengan orbital 1s pada tiap atom hidrogen, akan berbentuk apakah geometri molekul dari NH 3? Jika digunakan 3 orbital 2p perkiraan adalah 90 0 Sudut ikatan aktual H-N-H adalah 107, Hibridisasi istilah yang digunakan untuk pencampuran orbital2 atom dalam satu atom. 1. Tidak diterapkan pd atom yg terisolasi. 2. Merupakan pencampuran dari sedikitnya dua orbital atom yang tidak setara. 3. Jumlah orbital hibrida yg dihasilkan sama dengan jumlah orbital atom asli yang terlibat dalam proses hibridisasi 4. Hibridisasi membutuhkan energi; tetapi sistem memperoleh kembali energi ini, bahkan lebih selama pembentukan ikatan. 5. Ikatan kovalen terbentuk akibat tumpang-tindihnya orbital hibrida dengan orbital yang tidak terhibridisasi

19

20 Meramalkan sudut ikatan yang tepat 10.4 Pembentukan Orbital Hibrida sp

21 Pembentukan Orbital Hibrida sp Bagaimana meramalkan hibridisasi pusat atom? Hitung jumlah pasangan bebas DAN jumlah dari atoms yang terikat pada pusat atom # ps.bebas + # ikatan atom Hibridisasi Contoh 2 sp BeCl 2 3 sp 2 BF 3 4 sp 3 CH 4, NH 3, H 2 O 5 sp 3 d PCl 5 6 sp 3 d 2 SF

22

23 10.5 Ikatan Pi (π) kerapatan elektron diatas dan dibawah inti dari ikatan atom Sigma bond (σ) kerapatan elektron antar 2 atom

24

25 10.5 Ikatan Sigma (σ) dan Pi (π) Ikatan tunggal Ikatan ganda Ikatan rangkap tiga 1 ikatan sigma 1 ikatan sigma dan ikatan 1 pi 1 ikatan sigma dan 2 ikatan pi Berapa jumlah ikatan σ dan π terdapat pada molekul asam asetat (cuka) CH 3 COOH? H O H C C O H ikatan σ = = 7 ikatan π = 1 H

26 O O Tidak ada e - yang tdk berpasangan Percobaan menunjukkan O 2 adalah paramagnetik Maka disebut diamagnetik Teori Orbital Molekul menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yg dihasilkan dr interaksi orbital2 atom dr atom2 yang berikatan dan yg terkait dg molekul secara keseluruhan Tingkat energi orbital molekul ikatan dan orbital molekul antiikatan pada hidrogen (H 2 ). Orbital molekul ikatan memiliki energi yg lbh rdh dan kestabilan yg lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. Orbital molekul antiikatan memiliki energi yg lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya

27

28

29 Konfigurasi Orbital Molekul (OM) 1. Jumlah orbital molekul yg terbentuk selalu sama dg jumlah orbital atom yg bergabung. 2. Semakin stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan yang berkaitan. 3. Pengisian orbital molekul dimulai dr energi rendah ke energi tinggi. 4. Setiap orbital molekul dpt menampung hingga dua elektron. 5. Gunakan aturan Hund ketika elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama. 6. Jumlah elektron dalam orbital molekul sama dg jumlah semua elektron pada atom-atom yg berikatan Orde ikatan = 1 2 Jumlah elektron pada OM ikatan Jumlah elektron pada OM antiikatan ( - ) Orde Ikatan ½ 1 ½

30 10.7 Delokalisasi Orbital Molekul tidak hanya terbatas antar dua ikatan atom yang berdekatan, tetapi sesungguhnya terjadi antar tiga atau lebih atom

31 Kerapatan elektron diatas dan dibawah permukaan molekul benzena

32 Kimia dalam Kehidupan: Buckyball Anyone?