BENTUK MOLEKUL Struktur Lewis dan Teori Vsper OLEH : JUHNIZAR P. BUMINATA 21030112130124 JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPINEGORO 2012
Menggambarkan Molekul dan Ion dengan Struktur Lewis Struktur lewis adalah diagram yang menunjukan ikatan antar atom yang di gambarkan dalam bentuk dua dimensi. Menuliskan Struktur Lewis dengan aturan Oktet a. Struktur Lewis untuk molekul yang berikatan tunggal Langkah pertama, tempatkan atom yang mempunyai golongan terendah (biasanya mempunya Elektronegatifitas terendah pula) di bagian tengah. Contoh NF3. N (grup 5A;EN = 3,0) dan F (grup 7A;EN=4,0). Langkah Kedua, Menjumlahkan semua elektron valensi dari atom yang berikatan. Untuk Ion poliatomik yang bermuatan negatif, maka tambahkan satu elektron. Apabila bermuatan positif maka dikurangi satu elektron. Langkah ketiga, menggambarkan garis ikatan tunggal dari atom pusat ke atom yang mengitar nya. Langkah keempat, Memindahkan elektron tersisa hingga semua atom memiliki aturan yang oktet (elektron valensi delapan). Catatan : Struktur lewis tidak mengindikasikan bentuk molekul, sehingga penggambaran yang tepat adalah:
Tahapan menggambar struktur lewis : Contoh soal : Gambarkan struktur lewis dari H2S Jawab : 1. Letakan atom S di tengah, hal ini di karenakan atom S memiliki elektronrgatifitas lebih rendah dari atom H. 2. [2 x H(1 e)] + [1xS(6 e)] = 2 + 6 = 8 valensi elektron 3. Gambarkan garis ikatan tunggal antara atom H dan S 4. Pindahkan eletron sedemikian sehingga atom H dan S oktet. b. Struktur Lewis untuk senyawa dengan atom pusat lebih dari satu Jika kita sudah melakukan 4 langkah diatas namun kita tidak mendapatkan aturan yang oktet pada atom pusat, maka ini berarti atom berikatan rangkap. Tambahkan langkah kelima. Langkah kelima : Buat ikatan rangkap dengan mengubah pasangan elektron bebas menjadi atom dengan ikatan rangkap untuk atom pusat.
Contoh soal : Gambarkan struktur lewis untuk C2H4! Jawab : a. Setelah kita melakukan dari langkah 1 sampai 4 kita mendapatkan b. Mengubah pasangan elektron bebas menjadi pasangan elektron yang terikat Resonansi : Pasangan Ikatan Elektron yang Terdelokalisasi Saat terjadi ikatan tunggal berdampingan dengan ikatan rangkap akan membentuk dua struktur Lewis yang identik. Contohnya adalah pada senyawa ozon (03). Kedua strukturnya identik Gambar dari struktur yang identik adalah : Faktanya, struktur di atas kurang tepat karena panjang ikatan O memiliki nilai diantara o-o dan o=o. Kita dapat mengubah pasngan eletron bebas dengan lokasi yang berbeda Struktur ini bisa kita sebut dengan hibrid resonansi yaitu gabungan rata-rata dari keduanya.
Contoh dari hibrid resonansi adalah C6H6. Berikut adalah gambar nya : Contoh soal : Gambarkan Strktur resonansi untuk senyawa! Jawab : a. Setelah kita melakukan langkah 1-4 seperti cara di atas maka kita akan mendapatkan b. Kita ubah pasangan ikatan elektron pada O agar berikatan rangkap
Muatan Formal : Seleksi Struktur Resonansi yang Lebih Disukai Cara untuk menentukan Resonansi yang lebih disukai adalah dari melihat muatan formal. Pada pembahasan diatas, resonansi dua senyawa yang identik biasanya terjadi ketika simetris. Namun jika terjadi ketika senyawa asimetris, maka salah satu resonansi lebih disukai. Cara mengetahuinya adalah dengan melihat muatan formal tiap atom. Muatan formal = Jumlah e valensi (jml e valensi diam + ½ jml e berikatan) Contoh nya adalah O3, Bentuk 1 dan II mempunyai muatan formal yang sama tetapi berasal dari atom O yang berbeda Tiga kriteria Muatan Formal 1. Muatan formal kecil lebih di pilih dari pada muatan formal besar. 2. Muatan yang sama dan berdampingan akan kurang di pilih 3. Muatan formal yang lebih negatif harus di tempatkan pada atom yang lebih elektronegatif. Contoh nya adalah NCO- :
Pengecualian Aturan Oktet Struktur Lewis 1. Molekul yang kekurangan elektron Contoh nya adalah senyawa dengan atom pusat gas Boron atau Berilium cenderung kekurangan elektron. BF3 akan berikatan dengan NH3 untuk membentuk senyawa oktet menjadi : Hal ini menunjukan senyawa tanpa ikatan rangkap lebih mudah berikatan. 2. Molekul dengan Elektron Ganjil Beberapa molekul mempunyai elektron ganjil sehingga tidak memungkinkan untuk menjadi oktet. Jika ada elektron yang tidak berpasangan biasanya disebut radikal bebas. Contoh nya adalah NO2 : Untuk menjadi oktet, NO2 berikatan dengan sesamanya menjadi :
3. Kulit Valensi Expansi Beberapa molekul dan ion memiliki lebih dari 8 elektron valensi. Kulit elektron terekspansi terjadi pada atom pusat non logam dari periode 3 ke atas dengan memakai kulit d. Hal ini terjadi pada senyawa SF6 :
Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) Menggambarkan bentuk molekul dengan bantuan teori VSPER, didasarkan pada struktur Lewis yang dilihat dari model 2 dimensi. Prinsip Utamanya adalah setiap grup elektron valensi di tempatkan pada lokasi yang jauh untuk meminimalkan gaya tolakan. Atom pusat akan menempatkan atom lain atau pasangan elektron pada posisi tertentu. Olehkarena itu, grup elektron mugkin saja terdiri dari ikatan tunggal, rangkap, tripel dll. Menyusun Grup Elektron dan Bentuk Molekul Penyusunan grup elektron didasarkan pada elektron valensi baik yang berikatan maupun tidak. Sedangkan, bentuk molekul didasarkan pada posisi relatif atom pusat. Dalam mengklasifikasikan bentuk molekul kita menggunakan rumus AXmEn dimana m dan n adalah bilangan bulat, A atom pusat, X atom sekitar yang berikatan, E pasangan elektron bebas.
Bentuk Dasar Molekul Bentuk molekul dengan 2 grup elektron Bentuknya Linear dan mempunyai sudut ikatan sebesar 180 derajat. Contohnya adalah Berilium Klorida (BeCl2) dengan rumus VSPER nya (AX2)
Bentuk molekul dengan 3 grup elektron Bentuknya segitiga Bipiramida dan mempunyai sudut ikatan 120 derajat. Contohnya adalah Boron Triflorida (BF3) dengan rumus VSPER nya (AX3) Jika ada elektron yang tidak berpasangan maka berbentuk V. Lihat Gambar 10.4!
Bentuk molekul dengan 4 grup elektron Semua molekul atau ion denagn 4 grup elektron yang mempunyai satu atom pusat bentuknya adalah Tetrahedral, memiliki sudut ikatan 109,5 derajat. Contohnya adalah Metana (CH4) dengan rumus VSPER nya (AX4). Jika ada satu elektron yang tidak berpasangan maka bentuknya menjadi Trigonal Piramida. Contoh : Amonia (NH3) yang dapat berpasangan dengan H+ membentuk NH4 +. Contoh bentuk lain jika ada beberapa elektron yang tidak berpasangan. Lihat gambar 10.5!
Bentuk molekul dengan 5 grup elektron Jika 5 elektron terpisah secara maksimal akan membentuk Trigonal Bipiramida Contoh nya adalah phosporus pentachloride (PCl5) dengan rumus VSPER nya (AX5). Bentuk lain Trigonal Bipiramida jika ada beberapa elektron yang tidak berpasangan. Lihat gambar 10.7!
Bentuk molekul dengan 6 grup elektron Jika terdapat 6 molekul yang saling berikatan terpisah akan menjadi bentuk Oktahedral (AX6) Contoh pada SF6 Bentuk lain dari oktahedral jika ada beberapa elektron yang tidak berpasangan. Lihat gambar 10.8!