GEOMETRI MOLEKUL (BENTUK MOLEKUL) Untuk menentukan gemetri molekul dapat ditentukan dengan teori: 1. VSEPR 2. Hibridisasi 3. Orbital molekul Hubungan VSEPR dengan domain electron pada atom pusat (jumlah pasangan electron dan panjang ikatan pada atom pusat) Domain electron = daerah gerak electron / daerah gerak pasangan electron disekitar atom pusat. Domain electron dapat berupa: a. PEI dapat berupa ikatan kovalen tunggal ikatan kovalen rangkap 2 ikatan kovalen rangkap 3 ikatan kovalen koordinasi b. PEB (pasangan electron bebas / pasangan electron yang tidak dipakai untuk mengikat atom lain) Teori VSEPR (Valence shell electron pair repulsion / Tolakan pasangan electron kulit valensi) Tolakan PEB PEB > PEB PEI > PEI -PEI Hibridisasi = penggabungan orbital-orbital yang memiliki tingkat energy yang hampir sama Rumus VSEPR AX m E n nilai X 2 A = atom pusat X = PEI E = PEB m = jumlah PEI n = jumlah PEB m n = jumlah pasangan electron yang mengelilingi atom pusat = jumlah domain elektron. Ada 5 Bentuk Dasar Molekul berdasar domain elektron Domain electron 2 linear sp Domain electron 3 trigonal planar sp 2 Domain electron 4 tetrahedral sp 3 Domain electron 5 trigonal bipiramida sp 3 d Domain electron 6 oktahedral sp 3 d 2 Domain PEI PEB Rumus HIBRIDISASI Geometri molekul Contoh electron VSEPR 2 2 - AX 2 sp Linear BeF 2, CS 2, CO 2, BeCl 2, HCN, 1 1 AXE - - - 3 3 - AX 3 sp 2 Trigonal planar Segitiga datar NO 2 SO 3, BF 3, BCl 3, NO 3 -, H 2 CO 2 1 AX 2 E sp 2 Bent = bengkok = membentuk sudut = V shape 1 2 AXE 2 - - O 3, SO 2, OCl 2, OF 2 4 4 - AX 4 sp 3 Tetrahedral CH 4, CCl 4, CF 4, SiF 4 3 1 AX 3 E sp 3 Trigonal piramida NH 3, PCl 3, XeO 3, NF 3, PH 3, ClFO 2, ClF 2 O 2 2 AX 2 E 2 sp 3 Bengkok, bentuk V H 2 O, H 2 S, H 2 Se, OF 2, SF 2, 1 3 AXE 3 - - ClF 2, ClFO, I 3 5 5 - AX 5 sp 3 d Trigonal PCl 5, PF 5, PBr 5, AsF 5, SOF 4 bipiramida 4 1 AX 4 E sp 3 d See saw / jungkatjungkit SF 4, XeO 2 F 2, IF 4, 3 2 AX 3 E 2 sp 3 d Bentuk T, T shape ICl 3, IBr 3, IF 3, ClF 3 2 3 AX 2 E 3 sp 3 d linear XeF 2, I 3-6 6 - AX 6 Octahedral SF 6, SCl 6, 5 1 AX 5 E Octahedral terdistorsi 4 2 AX 4 E 2 Square planar / bujur sangkar IF 5, ICl 5, ClF 5 XeF 4, XeCl 4 By far Qim Iya 1
Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran struktur Lewis sebagai model 2 dimensi Dalam teori VSEPR atom pusat akan menempatkan secara relatif grup (bisa berupa atom atau pasangan elektron) pada posisi tertentu Prinsip dasarnya: masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan. Ikatan rangkap memberikan gaya tolakan lebih kuat dibanding ikatan tunggal Pasangan elektron sunyi juga memberikan tolakan lebih kuat dibanding pasangan elektron berikatan Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi) Bentuk Molekul dengan 2 dan 3 Grup Elektron Bentuk Molekul dengan 4 Grup Elektron Bentuk Molekul dengan 5 Grup Elektron By far Qim Iya 2
NOTASI CONTOH VSEPR AX 2 BeF 2, CS 2, CO 2 BeCl 2, HCN, NO 2 Linear GEOMETRI MOLEKUL Untuk memperkirakan bentuk molekul dapat digunakan teori: 1. Teori domain electron atau VSEPR (teori tolakan pasangan elektron kulit valensi ) 2. Teori Hibridisasi (teori ikatan Valensi) Hibridisasi adalah proses pencampuran/penggabungan orbital-orbital atom membentuk orbital baru dengan tingkat energi berada di antara orbital-orbital yang dicampurkan. Orbital hasil pencampuran dinamakan orbital hibrida. Model orbital ikatan terlokalisasi merupakan aplikasi teori ikatan valensi yang dikembangkan oleh Linus Pauling. (Orbital localized-bond model is application of valence-bond theory which is developed by Linus Pauling.) Proses hibridisasi berlangsung dalam tahap-tahap berikut. 1. Elektron mengalami promosi atau perpindahan ke orbital yang tingkat energinya lebih tinggi. 2. Orbital-orbital bercampur atau berhibridisasi membentuk orbital hibrida yang ekuivalen. Contoh: a. Molekul CH 4 Tinjau molekul CH 4, empat atom hidrogen berikatan dengan satu atom karbon melalui ikatan kovalen, atom karbon sebagai atom pusat. Ikatan ini terbentuk melalui tumpang tindih orbital sp 3 dari atom karbon dengan orbital 1s dari atom hidrogen. Kedua orbital yang berikatan (1s-sp 3 ) dilokalisasikan sepanjang ikatan C H. Oleh karena itu, orbital yang terbentuk dinamakan orbital ikatan terlokalisasi yang diorientasikan pada daerah di antara atom karbon dan hidrogen. Dalam CH 4 orbital dari atom C harus menyediakan 4 orbital dengan electron yang belum berpasangan, yang akan bertumpang tindih (berpasangan) dengan elelktron dari 4 atom H.sehingga ada 1 elektron dari orbital s mengalami promosi (berpindah) ke orbital p Hibridisasi dengan orbital yang belum berpasangan Selanjutnya berpasangan dengan electron dari 4 atom H By far Qim Iya 3
Membentuk molekul CH 4 dengan hibridisasi sp 3 b. Molekul NH 3 Hibridisasi dari NH 3 sp 3 Electron kulit valensi atom 7 N ns 2 np 3 Atom N harus menyediakan 3 orbital dengan electron yang belum berpasangan, yang akan bertumpang tindih (berpasangan dengan elektron dari 3 atom H. Atom N tidak perlu mengalami promosi karena sudah ada 3 orbital 2p yang berisi electron tunggal (belum berpasangan) Dalam molekul NH 3 orbital menjadi menjadi c. Molekul H 2 O Hibridisasi H 2 O sp 3 Electron valensi atom 8 O Atom O harus menyediakan 2 orbital dengan electron yang belum berpassangan, yang akan berpasangan dengan elektron dari 2 atom H. Atom O memiliki 2 orbital yang berisi electron tunggal, sehingga tidak perlu ada promosi electron. Dalam molekul NH 3 orbital menjadi menjadi Latihan : Jelaskan proses terbentuknya rumus VSEPR dan Orbital Hibridisasi dari molekul berikut: 1. BCl 3 6. SF 2 11. CO 2 2. PCl 3 7. SF 4 12. SO 2 3. PCl 5 8. SF 6 13. SO 3 4. BeCl 2 9. C 2 H 4 14. ICl 3 5. XeF 4 10. C 2 H 2 15. HCN Domain elektron jumlah PEI PEB (teori VSEPR) jumlah orbital hibrida (orbital yang bertumpang tindih dan orbital yang berisi PEB) Rumus Orbital Hibrida ditentukan dari orbital yang bertumpang tindih (ikatan ) dan orbital yang berisi PEB Ikatan dalam Orbital ikatan (orbital bertumpang tindih) ikatan Ԓ (orbital yang berikatan rangkap) By far Qim Iya 4
Hubungan teori VSEPR dengan Orbital Hibridisasi Domain electron 2 Hibridisasi PEI PEB Rumus VSEPR Geometri molekul Contoh sp 2 - AX 2 Linear BeF 2, CS 2, CO 2 BeCl 2, HCN, NO 2 3 sp 2 3 - AX 3 Trigonal planar Segitiga datar 2 1 AX 2 E Bent = bengkok = membentuk sudut = V shape SO 3, BF 3, BCl 3, NO 3 -, H 2 CO O 3, SO 2, OF 2 OCl 2 4 sp 3 4 - AX 4 Tetrahedral CH 4, CCl 4, CF 4, SiF 4 3 1 AX 3 E Trigonal NH 3, PCl 3, XeO 3, piramida NF 3, PH 3, ClFO 2, 2 2 AX 2 E 2 Bengkok, bentuk V ClF 2 O H 2 O, H 2 S, H 2 Se, OF 2, SF 2, ClF 2, ClFO, I 3 5 sp 3 d 6 sp 3 d 2 5 - AX 5 Trigonal bipiramida PCl 5, PF 5, PBr 5, AsF 5, SOF 4 4 1 AX 4 E See saw / SF 4, XeO 2 F 2, IF 4, jungkat-jungkit 3 2 AX 3 E 2 Bentuk T, T ICl 3, IBr 3, IF 3, ClF 3 shape 2 3 AX 2 E 3 linear - XeF 2, I 3 6 - AX 6 Octahedral SF 6, SCl 6, 5 1 AX 5 E Octahedral terdistorsi 4 2 AX 4 E 2 Square planar / bujur sangkar IF 5, ICl 5, ClF 5 XeF 4, XeCl 4 By far Qim Iya 5
By far Qim Iya 6
By far Qim Iya 7
Domain electron 3 Hibridisasi sp 2 rumus VSEPR AX 3 dan AX 2 Senyawa BCl 3, atom 5 B : 1s 2 2s 2 2p 1 Kulit valensi orbital yang akan mengalami hibridisasi 5B : 1s 2 2s 2 2p 1 dalam BCl 3 atom B harus menyediakan 3 elektron tunggal, 1 elektron dalam orbital s mengalami promosi ke orbital p 2s 2 2p 1 promosi Hibridisasi sp 2 Hibridisasi sp 2 dari molekul BCl 3 Electron Cl berikatan Cl Cl Cl By far Qim Iya 8
BELUM JADI LHOO Senyawa SO 2, atom 16 S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 atom 16 S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 dalam SO 2 atom S harus menyediakan 4 elektron tunggal, untuk berikatan dengan 2 atom O 2s 2 2p 4 Kulit valensi orbital yang akan mengalami hibridisasi promosi Hibridisasi sp 2 Electron Cl berikatan Cl Cl Cl Hibridisasi sp 2 dari molekul BCl 3 By far Qim Iya 9