Bentuk Molekul. Menggambarkan molekul dan ion dengan struktur Lewis. Fuad Halim A Senin

Transkripsi

1 Fuad Halim A Senin Bentuk Molekul Menggambarkan molekul dan ion dengan struktur Lewis Langkah awal untuk menggambarkan seperti apa molekul itu, yaitu dengan mengkonversikan rumus molekul ke rumus Lewis (struktur Lewis). Kemudian rumus molekul ini terdiri dari simbol titik titik atom dan pasangan atom yang saling berikatan, serta pasangan tunggal mengisi setiap atom yang paling luar Menggunakan aturan Oktet untuk menyusun struktur Lewis Untuk menulis struktur Lewis dari rumus molekul, penempatan atom relative dalam molekul, dimana atom ygang berdekatan akan saling mengikat dan menyebarkan elektron valensi sebagai ikatan tunggal Rumus Moekul tempatkan atom yang EN nya kecil ditengah penempatan Atom tambahkan jumlahkan elektron valensi gambar ikatan tunggal dan kurangi 2e- pd setiap ikatan tersisa e- valensi beri setiap atom nya 8e- (2e- untuk H) Ikatan tunggal: 1 atom pusat Lebih dari 1 atom pusat

2 Pada ikatan yang mempunyai lebih dari 1 atom pusat, atom pusat nya ditentukan oleh ikatan yang akan dibentuk. Contohnya pada gambar diatas atom H hanya memiliki 1ikatan saja, jadi atom C dan O harus berdekatan, mengingat bahwa C memiliki 4 ikatan dan O memiliki 2 ikatan kemudian menjadi atom pusat. Multi ikatan Kadang pada ikatan tunggal ditemukan ketidak cukupan elektron untuk atom pusat untuk memenuhi aturan Oktet. Oleh sebab itu proses berikutnya ikatan tunggal tersebut dijadikan multi ikatan dengan mengubah pasangan bebas dari sekitar satu atom menjadi berikatan dengan atom pusat. Resonansi : ikatan pasangan elektron yang terdelokalisasi Terkadang kita dapat menuliskan struktur Lewis lebih dari satu, setiap penempatan atom yang relatif sama. Untuk molekul atau ion dengan ikatan ganda menjadi ikatan ikatan tunggal. Contohnya Ozon (O 3 ) Pada gambar I oksigen B memiliki ikatan ganda untuk oksigen A dan ikatan tunggal untuk oksigen C, begitupun dengan gambar II hanya berbeda struktur Lewis saja. Sebenarnya struktur Lewis telah melukiskan O 3 dengan akurat. Panjang ikatan dan ikatan energi menunjukkan bahwa 2 ikatan tersebut identik. Molekul lebih tepat ditunjukkan dengan 2 struktur Lewis dan disebut sebagai struktur resonansi (bentuk resonansi) yang terdapat panah resonansi didalamnya. Struktur resonansi mempunyai penempatan atom yang relatif sama tetapi lokasi ikatan dan ikatan tunggal pasangan elektronnya berbeda. Seperti gambar berikut:

3 Struktur resonansi bukanlahpenggambaran ikatan yang sebenarnya O 3 tidak berubah kembali. Molekul sebenarnya adalah resonansi hybrid. Butuh lebih dari 1 struktur untuk melukiskan melokul ozon karena terdelokalisasi. Dalam sebuah ikatan setiap elektron tertarik oleh inti dari 2 atom yang saling berikatan sehingga elektron paling banyak ditemukan didaerah inti dan setiap pasangan elektron terdelokalisasi dalam resonansi hybrid. Namun karena 2e- terdelokalisasi sehingga elektron tersebut tersebar diseluruh molekul. Garis putus putus menggambarkan.pasangan yg terdelookalisasi Delokalisasi elektron mendifusi massa jenis elektron lebih besar dari volumenya, yang akan mengurangi gaya tolak antar elektron sehingga menstabilkan molekul. Misalnya benzena memiliki resonansi antara ikatan tunggal dan ikatan ganda yang saling bertukar posisi, sehingga sering digambarkan lingkaran. Pengisian Resmi: memilih strukturresonansi yang lebih penting Terkadang pada resonansi hibrid molekul tidak menglilingi semua atom yang sama, karena dimungkinkan terlihat seperti resonansi hibrid yang lain dan rata rata bentuk resonansi dapat menyebabkan lebih berat. Salah satu untuk memilih bentuk resonansi yang lebih penting yaitu dengan menentukan bilangan tetap setiap atom, bilangan tersebut harus ditentukan jika elektron menyebar rata.

4 Satuan bilangan atom adalah jumlah total elektron dikurangi jumlah elektron valensi yang ada dalam molekul Tiga kriteria untuk menentukan struktur resonansi yang lebih penting 1. Bilangan satuan yang lebih kecil lebihbaik 2. Bilangan satuan pada atom yang berdekatan tidak digunakan 3. Muatan yang lebih negatif jharus berada pada atom yang lebih elektronegatif Contohnya : Struktur Lewis untuk pengecualian aturan oktet Pengecualian aturan oktet untuk moleku yang mengandung atom kekurangan elektron dan valensi atom dengan kulit yang lebih luas/lebar Molekul kekurangan elektron Atom pusat sering kekurangan elektron/ tidak memenuhi jumlah yang seharusnya. Kemudian untuk menanggulangi kekurangan itu atom membentuk ikatan tambahan dalam reaksi. Contoh Elektron molekul yang tidak tetap Beberapa molekul mengandung atom pusat dengan elektron valensi yang tidak tetap sehingga tidak memungkinkan elektron tersebut mempunyai pasangan, hal ini yang disebut radikal bebas mengandung elektron yang menyebabkan sifat paramagnetik dan sangat reaktif. Sebenarnya struktur Lewis didasarkan pada model pasangan elektron, sehingga tidak diterapkan ke elektron tunggal dan dengan bilangan satuan akan menentukan letak elektron tunggal. Kemudian elektron molekul yang tidak tetap ini kebanyakan dari golongan ganjil (15, 17, dst). Misalkan NO 2 saling bereaksi:

5 Perluasan Kulit Valensi Sebuah atom akan melepaskan energi, memperluas kulit valensinya untuk membentuk ikatan yang lebih banyak. Sebuah atom pusat dapat menampung pasangan tambahan dengan orbital terluar S dan P. oleh karena itu, kulit valensi yang lebih luas hanya ada di atom pusat non logam, periode 3 atau lebih yang tersedia orbital d. contohnya SF 6 : Belerang pusat dikelilingi oleh enam tunggal ikatan, satu untuk masing-masing fluor, dengan total 12 elektron: Repulsi Kulit Valensi Pasangan Elektron (VSEPR)Teori dan Bentuk Molekul Struktur Lewis adalah dari seperti sebuah cetak biru darisebuah bangunan. Gambar yang menunjukkan penempatan bagian inti atom, koneksi struktural, dan pasangan ikatan elektron bebas, untuk membangun bentuk molekul. Setiap kelompok elektron valensi di sekitar atom pusat saling menjauhi yaitu untuk meminimalisir gaya tolak menolak antar elektron, setiap lelktron tsb akan menempati sebuah tempat di sekitar atom sehingga dapat dikelompokkan terdiri dari ikatan tunggal, ikatan ganda, pasangan bebas dan ikatan rangkap tiga. Penataan Kelompok Elektron dan Bentuk Molekul

6 Gambar IO.2A menggambarkan pola-pola dengan balon. Jika objek adalah elektron valensi kelompok atom pusat, tolakan mereka memaksimalkan ruang masing-masing dan menimbulkan lima kelompok elektron untuk mengatur energi minimum terlihat di sebagian besar molekul dan ion poliatomik. 1O.2B menunjukkan bentuk molekul yang terjadi ketika semua kelompok elektron sekitarnya adalah kelompok ikatan. Saat beberapa kelompok non ikatan bentuk molekul yang berbeda terjadi. Dengan demikian, susunan kelompok elektron yang sama dapat menimbulkan molekul yang berbeda bentuk. Bentuk Molekul dengan Dua Grup Elektron (Penyusunan Linier) Saat dua kelompok elektron yang melekat pada atom pusat yang berorientasi terpisah sejauh mungkin, mereka menunjuk ke arah yang berlawanan. Susunan linear elektron kelompok menghasilkan molekul dengan bentuk linier dan sudut ikatan 180. Gambar menunjukkan bentuk umum (atas) dan bentuk (tengah) dengan bentuk VSEPR Kelas (AX 2), dan fonnulas dari beberapa molekul linear. Bentuk Molekul dengan Tiga Kelompok Elektron (penyusunan trigonal planar) Tiga kelompok elektron disekitar atom saling tolak menolak dan membentuk bangun segitiga sama sisi, pada akhirnya tersusun bentuk trigonal planar (AX 3 ) dengan membentuk sudut ikatan 120 o pada gambar dibawah

7 Efek dari ikatan ganda sudut ikatan yang sebenarnya menyimpang dari ideal karena ikatan rangkap, dengan nya lebih besar kerapatan elektron, mengusir dua ikatan tunggal lebih kuat dari mereka menolak satu sama lain Efek dari pasangan bebas Bentuk molekul didefinisikan hanya oleh posisi inti, jadi ketika salah satu dari tiga kelompok elektron pasangan bebas (AX 2 E), bentuk dibengkokkan, atau berbentuk V, planar tidak trigonal. Bentuk Molekul dengan Empat Kelompok Elektron (Penyusunan tetrahedral) Empat kelompok elektron ini mempunyai bentuk dalam 3 dimensi untuk mencapai pemisahan yang maksimal. Namun, dalam tiga dimensi, empat kelompok elektron dapat bergerak lebih jauh terpisah dari 90 dan titik ke simpul dari tetrahedron (AX 4 ), sebuah polyhedron dengan empat sudut terbuat dari segitiga sama sisi yang identik dengan sudut ikatan 109,5 o. Semua molekul atau ion dengan empat kelompok elektron di sekitar atom pusat mengadopsi penggambaran tetrahedral. Jika terdapat 1 pasangan elektron bebas maka akan berubah menjadi trigonal piramida (AX 3 E) dengan sudut ikatan mencapai 107,3 o. dan jika terdapat 2 pasangan elektron bebas maka berubah menjadi bentuk V (AX 2 E 2 ) dengan membentuk sudut ikatan 120 o.

8 Bentuk Molekul dengan Lima Kelompok Elektron (penyusunan Bipiramida Trigonal) Semua molekul dengan lima atau enam kelompok elektron memiliki atom pusat dari Periode 3 atau lebih tinggi karena hanya atom-atom ini memiliki orbital d yang tersedia untuk memperluas kulit valensi melebihi delapan elektron. Saat lima kelompok elektron saling berjauhan, mereka membentuk susunan trigonal bipiramida. Dalam bagian trigonal bipiramida, dua piramida trigonal dasar umum. ada dua jenis posisi untuk kelompok elektron pada bentuk trigonal bipiramida,pertama terletak pada sudut / ujung atas dan bawah ikatan, kedua terletak pada khatulistiwa / garis tengah trigonal termasuk atom pusat. Oleh karena itu, terbentuk sudut 120 antar ikatan pada kelompok khatulistiwa, dan sudut 90 diantara kelompok ikatan aksial dengan kelompok ikatan khatulistiwa. Jika terdapat 5 lima elektron yang berikatan maka akan terbentuk trigonal bipiramida (AX 5 ), apabila memiliki 1 pasangan elektron bebas maka menjadi bentuk jungkat jungkit (AX 4 E), 2 pasangan elektron bebas berbentuk T (AX 3 E 2 ) dan 3 pasangan elektron bebas akan berbentuk linear (AX 2 E 3 ).

9 Bentuk Molekul dengan Enam Kelompok Elektron (Penyusunan Oktahedral) Oktahedral merupakan polihedron yang terdiri dari 8 sisi berbentuk segitiga dan terbentuk dari 6 pasangan elektron. Diantara pasangan elektron ini membentuk sudut 90 o baik secara horizontal maupun secara vertikal. Jika semua elektronya berpasangan maka akan membentuk oktahedral (AX 6 ), apabila ada 1 pasangan eletron bebas menjadi bentuk piramida segiempat (AX 5 E), kemudian jika terdapat 2 pasangan elektron bebas berubah mnejadi segiempat planar / segiempat datar (AX 4 E 2 ) AX m E n

10 Menggunakan teori VSEPR untuk menentukan Bentuk Molekul Rumus Molekul Struktur Lewis jumlahkan semua kelompok elektron sekitar atom pusat penyusunan kelompok elektron pasangan bebas dan ikatan ganda Bentuk Molekul (AX m E n) Bentuk Molekul yang Atom Pusatnya Lebih dari Satu Hampir semua molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu, apalagi dalam kehidupan sehari hari. Bentuk dari molekul ini berkombinasi dengan bentuk molekul dari atom pusat lainya. Misalnya etana (C 2 H 6 ) memiliki 4 kelompok ikatanyang tidak ada pasangan bebasnya, sehingga bentuknya seperti 2 tetrahedra.