Bab 10 Bentuk Bentuk Molekul

Transkripsi

1 Bab 10 Bentuk Bentuk Molekul 10.1 Menjelaskan Bentuk-Bentuk Molekul dan Ion Menurut Struktur Lewis Hal pertama yang dilakukan untuk mengetahui bentuk dari suatu molekul ialah dengan mengubah rumus suatu molekul tersebut menjadi struktur lewis (atau rumus lewis). Struktur dua dimensi ini terdiri atas titik elektron sebagai penghubung antara atom yang satu dengan atom yang lain, garis ikatan yang menghubungkan antara atom satu dengan atom lainnya dan pasangan elektron bebasyang memenuhi setiap kulit terluar suatu atom (elektron valensi). Menggunakan Aturan Oktet untuk Menuliskan Struktur Lewis Untuk menuliskan struktur Lewis dari suatu rumus molekul, hal yang pertama kali dilakukan adalah meletakkan atom-atom tersebut, yang mana atom tersebut akan berikatan dengan atom lain dan membagi elektron valensi sebgai ikatan dan pasangan elektron bebas. Struktur Lewis untuk Molekul Berikatan Tunggal Langkah 1. Tempatkan setiap atom. Untuk senyawa dengan rumus molekul Abn, tempatkan atom dengan nomor golongan terendah atau atom yang memiliki keelektronegatifan terendah ditengah karena atom tersebut membutuhkan elektron lebih banyak untuk memenuhi aturan oktet. Langkah 2. Tentukan jumlah elektron valensi dari molekul yang akan dibuat struktur Lewisnya. Hitung semua elektron valensi dari semua atom. Untuk ion poliatomik, tambahkan 1e- untuk setiap muatan negatif atau mengurangi 1e- untuk setiap muatan positif.

2 Langkah 3. Gambarkan ikatan tunggal dari atom pusat ke atom disekelilingnya dan kurangi 2e- di setiap ikatan. Langkah 4. Bagikan elektron yang tersisa sehingga setiap atom memiliki 8e- (2e- untuk H). Pertama, tempatkan pasangan elektron bebas di sekitar atom. Jika masih ada elektron yang tersisa, tempatkan elektron-elektron tersebut di atom pusat. Kemudian pastikan bahwa setiap atom memiliki 8 elektron. Dengan menggunakan empat langkah tersebut, kita dapat menentukan struktur Lewis untuk ikatan tunggal dengan atom pusat C, N atau O. Atom Hidrogen membentuk satu ikatan Atom Karbon membentuk empat ikatan Atom Nitrogen membentuk tiga ikatan Atom Oksigen membentuk dua ikatan Atom Halogen membentuk satu ikatan Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Rangkap Terkadang setelah menuliskan langkah 1 hingga 4, masih ditemukan electron yang tersisa karena electron tersebut tidak cukup untuk dibagikan ke atom pusat untuk memenuhi aturan Oktet. Hal ini menandakan bahwa dalam molekul tersebut terdapat ikatan rangkap. Maka, terdapat langkah tambahan : Langkah 5. Melibatkan ikatan rangkap. Jika setelah langkah ke 4 atom pusat masih belum bias memenuhi aturan Oktet, maka pasangan electron bebas diganti dengan ikaan rangkap. Contoh C 2 H 4 : Langkah 1-4 Langkah 5

3 Resonansi : Ikatan Elektron yang Terdelokalisasi Menurut struktur Lewis, kita dapat meletakkan ikatan rangkap disebelah ikatan tunggal contohnya O 3 : Pada struktur I, Oksigen B berikatan rangkap dengan Oksigen A dan berikatan tunggal dengan Oksigen C. pada struktur II, ikatan tunggal dan ikatan rangkapnya berkebalikan dengan struktur I. struktur I dan II menunjukkan perbedaan sruktur Lewis tetapi memiliki molekul yang sama. Molekul tersebut menunjukkan dua struktu Lewis yang disebut Struktur Resonansi (atau bentuk resonansi). Struktur resonansi memiliki atom yang ditempatkan di tempat yang sama, tetapi memiliki perbedaan dalam penempatan ikatan dan pasangan electron bebas. Struktur resonansi tidak menunjukkan ikatan yang sebenarnya : O 3 tidak berubah dengan cepat dari struktur I ke struktur II. Molekul yang sebenarnya adalah resonansi campuran, dimana adalah rata-rata dari bentuk resonansi. Bentuk resonansi campuran O 3 : Muatan Stabil : Memilih Struktur Resonansi yang Lebih Penting Karena resnansi campuran merupakan rata-rata dari suatu bentuk resonansi, maka dapat dipastikan bahwa berat nya adalah rata-rata dari struktur resonansi tersebut. Cara yang lebih tepat untuk meentukan bentuk resonansi adalah dengan menentukan muatan stabil setiap atom, muatan yang stabil dapat diketahui jika ikatan tersebut memiliki jumlah electron yang sama untuk dibagikan dengan yang diterimanya. Muatan stabil setiap tom adalah jumlah electron valensi dikurangi dengan electron valensi yang dimiliki dalam suatu molekul. Muatan stabil suatu elektron = No. electron valensi (no. electron valensi yang tak dibagikan + no. electron valensi yang dibagi)

4 Contoh O 3 : Bentuk I dan IIsama-sama memiliki muatan yang stabil tetapi perbedaan pada atom O, contoh diatas adalah resonansi campuran. Muatan stabil harus memiliki jumlah yang pasti : nilai 0 untuk molekul dan ion untuk muatan ion. 3 kriteria yang yang dapat membantu dalam menentukan struktur resonansi yang lebih penting : Terdiri dari muatan positif atau negatif Seperti muatan stabil Atom yang memiliki keelektronegatifan yang lebih tinggi Muatan stabil (digunakan untuk menentukan struktur resonansi) tidak sama dengan bilangan oksidasi (digunakan untuk reaksi redoks) : Untuk muatan stabil, elektron yang berikatan sama dengan atom-atomnya ( seperti ikatan kovalen nonpolar) Untuk ilangan oksidasi, elektron yang berikatan adalah atom yang memiliki kelektronegatifan lebih tinggi (ikatan ionik) : Setiap bilangan oksidasi tidak merubah suatu bentuk resonansi (karena keelektronegatifannya tidak berubah). Tetapi, muatannya berubah (karena jumlah ikatan dan pasangan elektron bebasnya berubah). Struktur Lewis untuk Pengecualian terhadap Aturan Oktet Pengecualian yang paling signifikan terhadap aturan Oket adalah untuk molekul-molekul yang kekurangan elektron, atom yang memiliki jumlah elektron yang ganjil, dan atom yang mengeluarkan elektron terluarnya. Molekul yang kekurangan elektron Seperti Berilium dan Boron yang memiliki elektron kurang dari 8, jika bereaksi maka atom pusat akan sering kekurangan elektron.

5 Molekul yang memiliki elektron ganjil Beberapa molekul berisi atom pusat yang memiliki elektron berjumlah ganjil, sehingga tidak semua elektronnya dapat berikatan atau dapat disebut radikal bebas,yang berisi elektron bebas, yang bersifat paramaknetik dan sangat reaktif. Contohnya : Molekul yang memperluas kulit terluar Sebuah atom memperluas kulit terluarnya untuk membentuk ikatan lagi, dengan proses pelepasan energi. Maka, sebuah atom memperluas kulit terluarnya hanya terjadi bila atom tersebut merupakan atom nonlogam dari periode ketiga dan setereusnya, yang menduduki orbital d. contohnya Sulfur heksaflorida SF 6 : Contoh lain adalah Fosforus pentaklorida PCl 5 : Pada SF 6 dan PCl 5 atom pusat mengikat lebih dari 4 atom Teori VSEPR dan Bentuk Molekul Struktur Lewis adalah sebagai petunjuk untuk menggambar bentuk molekul. Untuk menggambarkan bentuk molekul dari struktur Lewis, para kimiawan menggunakan teori VSEPR. Prinsip umum dari teori VSEPR ini adalah setiap elektron valensi terletak sangat jauh dari atom pusat untuk mencegah terjadinya tolakan.

6 Susunan Elektron dan Bentuk Molekul Bentuk molekul ditentukan oleh posisi suatu atom pusat. Sudut suatu ikatan ditentukan oleh nuclei yang terdapat di sekitar nucleus atom pusat. Model VSEPR digunakan untuk menghitung bentuk molekul yang menurut dengan instrument laboratorium. VSEPR digunakan hamper di setiap observasi. Bentuk Molekul dengan Dua Grup Elektron (Susunan Linear) Susunan linearadalah bentuk molekul dengan bentuk linear dengan sudut ikatan Contoh Berilium klorida (BeCl 2 ) dan Karbon dioksida (CO 2 ) :

7 Bentuk Molekul dengan Tiga Grup Elektron (Susunan Trigonal Planar) Susunan trigonal planar adalah bentuk molekul dengan bentuk trigonal planar dengan sudut ikatan Contoh Boron triflorida BF 3 dan ion nitrat NO 3 - :

8 Bentuk Molekul dengan Empat Grup Elektron (Susunan Tetrahedral) Susunan tetrahedral adalah bentuk molekul dengan bentuk tetrahedral dengan sudut ikatan Contoh NH 4 : Bentuk Molekul dengan Lima Grup Elektron (Susunan Trigonal Bipiramidal) Susunan trigonal bipiramidal adalah bentuk molekul dengan bentuk trigonal bipiramidal dengan sudut ikatan yang memiliki keelektronegatifan rendah 90 0 dan untuk ikatan yang memiliki keelektronegatifan tinggi. Contoh PCl 5 :

9 Bentuk Molekul dengan Enam Grup Elektron (Susunan Oktahedral) Susunan oktahedral adalah bentuk molekul dengan bentuk oktahedral dengan sudut ikatan Contoh SF 6, IF 5, dan XeF 4 :

10

11 Menggunakan Teori VSEPR untuk Menentukan Bentuk Molekul Langkah langkah dalam metode VSEPR untuk menentukan bentuk molekul : Langkah 1 : Menuliskan struktur Lewis Langkah 2 : Susunlah electron dengan menghitung semua electron yang terdapat disekitar atom pusat. Langkah 3 : Prediksikan sudut ikatan yang ideal untuk molekul tersebut. Langkah 4 : Gambar dan beri nama bentuk molekul tersebut.

12 Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih dari Satu Untuk molekul ini, kita dapat menentukan bentuk molekul disekitar satu atom pusat. Disaat suatu molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu,bentuknya hampir menyerupai satu sama lain,dan akan membentuk V (AX 2 E 2 ). Contoh CH 3 CH 2 OH :