BENTUK-BENTUK MOLEKUL Menggambarkan Molekul dan Ion dengan Struktur Lewis Aturan Oktet Struktur Lewis 1. Untuk mencapai keadaan oktet, letakkan atom yang memiliki keelektronegativitas-an yang paling rendah sebagai atom pusat. 2. Jumlahkan elektron valensi tiap atom. 3. Gambarkan ikatan tunggal antara atom pusat dengan atom yang di sekitarnya. Kemudian banyaknya pasangan elektron ikatan dikalikan 2e. Lalu, kurangi jumlah elektron valensi (langkah 2) dengan pasangan elektron ikatan yang telah dikali 2e. 4. Distribusikan elektron sisa dan pastikan bahwa atom telah mencapai keadaan oktet. 5. Jika atom pusat belum mencapai keadaan oktet, maka ubah Pasangan Elektron Bebas (PEB) / a lone pair ke Pasangan Elektron Ikatan dengan membentuk ikatan rangkap diantara atom pusat. Ikatan Tunggal Ikatan Rangkap Contoh Ikatan Tunggal : Struktur Lewis molekul NF 3 1. N (Golongan V A; EN = 3,0) mempunyai 5 elektron valensi F (Golongan VII A; EN = 4,0) mempunyai 7 elektron valensi 2. 1 Valensi N + 3 Valensi F = 1(5e ) + 3 (7e ) = 26e 3. 4. Jumlah Pasangan Elektron Ikatan = 3 x 2e = 6e Jadi, sisa = 26e - 6e = 20e Struktur NF 3 telah mencapai keadaan oktet. Hal ini dapat dilihat dari jumlah elektron berpasangan ditambah dengan elektron bebas sama dengan jumlah elektron valensi seluruh atom.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam ikatan tunggal struktur Lewis jika C, H, dan O sebagai atom pusat adalah : Hidrogen : 1 ikatan Karbon : 4 ikatan Nitrogen : 3 ikatan Oksigen : 2 ikatan Halogen hanya 1 ikatan ketika mengitari atom Penyelesaian Masalah 1. Struktur Lewis CCl 2 F 2 diantaranya a. Atom C memiliki keelektronegatifan paling rendah daripada atom golongan halogen, sehingga atom C bertindak sebagai atom pusat. b. Jumlah elektron valensi = 1 valensi C + 2 valensi Cl + 2 valensi F = 1 (4e ) + 2 (7e ) + 2 (7e ) = 32e c. Terdapat 4 ikatan, jadi jumlah elektron yang berikatan adalah 4 x (2e ) = 8e Sehingga sisanya adalah 32e - 8e = 24e d. Mendistribusikan sisa elektron kepada atom utuk mencapai keadaan oktet. Dan memeriksa bahwa atom telah mencapai keadaan oktet dengan menjumlahkan elektron yang berikatan dan sisa elektron.
RESONANSI Resonansi adalah dua atom yang memiliki struktur sama tetapi letak Pasangan Elektron Ikatan (PEI) dan Pasangan Elektron Bebas (PEB) berbeda. Resonansi hibrida adalah penyederhanaan dari bentuk resonansi. Dalam O 3, terdapat dua ikatan yang sama yaitu antara ikatan tunggal dan ikatan parsial. Penggambaran resonansi hibrid ini digambarkan dengan garis putus-putus melengkung. Memilih Struktur Resonansi yang lebih penting Cara untuk memilih struktur resonansi yang lebih penting adalah dengan menentukan muatan sesungguhnya dari masing-masing atom. Muatan atom sesungguhnya = jumlah elektron valensi - jumlah elektron valensi dalam molekul = no e valensi (no e tidak berpasangan + ½ no e berpasangan) Syarat untuk memilih struktur resonansi yang lebih penting : 1. Muatan positif/negatif sesungguhnya harus lebih kecil. 2. Tidak diperbolehkan dengan muatan atom yang berdekatan. 3. Muatan yang lebih negatif berada pada atom yang lebih elektronegatif.
Struktur Lewis Untuk Pengecualian dalam Aturan Oktet Pengecualian hanya untuk elektron atom yang kurang sempurna, elektron atom ganjil, dan atom dengan perluasan elektron valensi. 1. Molekul yang kekurangan elektron Misalnya, Berilium (Be) dan Boron (B). Contoh : BF 3 Terdapat 6 elektron valensi dari Boron dan Flour memiliki ke-elektronegatif-an yang lebih tinggi daripada Boron sehingga atom Boron bertindak sebagai atom pusat. Kemudian membentuk struktur yang tidak semestinya : Untuk mencapai keadaan oktet, biasanya BF 3 bereaksi dengan NH 3 dengan cara memberikan pasangan elektron untuk membentuk ikatan kovalen. 2. Elektron molekul ganjil Mempunyai elektron valensi yang ganjil sehingga ada elektron yang tidak berpasangan (unpaired), atau biasa juga disebut dengan radikal bebas. Misalnya : molekul NO 2 3. Perluasan Elektron Valensi Perluasan elektron valensi hanya terjadi pada atom pusat yang terletak pada periode 3 atau lebih. Karena ada perluasan elektron valensi, maka akan membentuk ikatan lebih. Terjadi jika atom disekitarnya terdiri lebih dari empat atom dan molekul/ion mempunyai elekron valensi lebih dari 8 yang mengelilingi atom pusat.
Contoh : SF 6 Atom pusat (S) dikelilingi 6 ikatan tunggal dengan satu elektron tiap atom F. Sehingga jumlah elektron valensi molekul tersebut adalah 12 elektron. Penyelesaian Masalah Struktur Lewis H 3 PO 4 1. Menentukan struktur yang mungkin untuk molekul tersebut. 2. Susun sesuai dengan Struktur Lewis dan memeriksanya untuk pengecualian aturan oktet.
Teori Gaya Tolak-Menolak Pasangan Elektron Valensi (VSEPR) dan Bentuk Molekular Prinsip dari teori ini adalah untuk meminimalkan gaya tolakan, elektron valensi di sekitar atom pusat diletakkan sejauh mungkin dari lainnya. 1. Bentuk Molekul dengan Dua Grup Elektron (Linear) Terjadi ketika dua elektron yang berikatan dengan atom pusat terpisah jauh dan membentuk arah yang berlawanan sehingga sudut yang terbentuk adalah 180 0 dengan rumus AX 2 dengan A sebagai atom pusat, X atom yang ada di sekelilingnya. Contoh : BeCl 2 2. Bentuk Molekul dengan Tiga Grup Elektron (Segitiga Planar) Elektron yang bertindak sebagai atom pusat menolak atom lain yang ada disekitarnya dengan membentuk sudut 120 0 seperti segitiga sama sisi. Rumus dari bentuk segitiga planar adalah AX 3. Contoh BF 3
Efek ikatan ganda Misalnya CH 2 O (formaldehid). Adanya ikatan rangkap antara C dan O membuat gaya tolakan dengan atom lain semakin besar sehingga sudut yang terbentuknya pun semakin besar daripada sudut idealnya dan lebih besar daripada gaya tolakan atom lain yang berikatan tunggal. Efek Pasangan Elektron Bebas (lone pair) Pasangan elektron bebas dapat menyebabkan perubahan sudut ikatan. Karena pasangan elektron bebas memiliki gaya tolakan yang lebih besar terhadap pasangan elektron ikatan. Akibatnya gaya tolakan yang lebih besar tersebut menjadikan sudut antara pasangan elektron menjadi kecil. Sehingga bentuk molekulnya adalah bengkok atau berbentuk V. Contoh : SnCl 2 yang memiliki sudut ideal 120 0 menjadi 95 0. 3. Bentuk Molekul dengan Empat Elektron (Tetrahedral) Molekul dengan bentuk tetrahedral digambarkan berdasarkan tiga dimensi untuk memudahkan dalam penggambaran bentuk.
Tetrahedral => semua molekul atau ion yang memiliki empat elektron dan mengelilingi atom pusat. Contoh : CH 4, SiCl 4, SO 4 2, ClO 4 Piramida Trigonal => salah satu dari empat elektron yang berasal dari bentuk tetrahedral membentuk pasangan elektron bebas. Contoh : NH 3, PF 3, ClO 3, H 3 O + Bentuk V => terdiri dari 2 elektron berikatan dan 2 elektron bebas. Contoh : H 2 O, OF 2, SCl 2
4. Bentuk Molekul dengan 5 Elektron (Bipiramida Trigonal) Terjadi pada semua molekul atau ion yang terletak pada periode 3 atau lebih karena terletak pada orbital d dan terjadi perluasan elektron valensi. Terdapat 5 elektron yang berusaha untuk berpisah menjauh dan membentuk struktur bipiramida trigonal. Terdapat dua jenis posisi untuk mengelilingi atom pusat dan dua sudut ikatan yang ideal. Tiga struktur equatorial terletak dalam segitiga berbaring sedangkan dua struktur axial terletak di atas dan di bawah daerah segitiga. Karena sudut ikatan yang lebih besar dan gaya tolakan lebih lemah menyebabkan sudut yang terbentuk antara equatorial-equatorial adalah 120 0 dan axial-equatorial adalah 90 0. Bipiramida Trigonal => ketika 5 elektron berusaha untuk menjauh. Contoh : PF 5, AsF 5, SOF 4 Bentuk Seesaw => dengan 1 elektron bebas di equatorial dan 4 elektron ikatan. Contoh : SF 4, XeO 2 F 2, IF 4 +, IO 2 F 2 Bentuk T => dengan 2 elektron bebas di equatorial dan 3 elektron ikatan. Contoh : ClF 3, BrF 3
Linear => dengan 3 elektron bebas di equatorial dan 2 elektron ikatan. 5. Bentuk Molekul dengan 6 Elektron (Oktahedral) Adalah enam elektron yang berputar mengelillingi atom pusat dengan membentuk sudut masingmasing 90 0. Oktahedral => terdiri dari 6 elektron yang berikatan. Contoh : SF 6, IO 5 Piramida Persegi => terdiri dari 5 elektron yang berikatan dan satu elektron bebas. Contoh : BrF 5, TeF 5, XeOF 4
Bentuk Planar Persegi => ketika molekul memiliki 2 elektron bebas dan 4 elektron yang berikatan. Contoh : XeF 4, ICl 4 Langkah-langkah Penggunaan Teori VSEPR untuk Menentukan Bentuk Molekul Gambarkan Struktur Lewis dari rumus molekul Jumlahkan semua elektron disekitar atom pusat, baik yang berikatan maupun yang bebas. Tetapkan sudut ikatan ideal dan arah penyimpangan yang disebabkan oleh pasangan elektron bebas atau ganda. Gambarkan dan beri nama bentuk molekul
6. Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih Dari Satu Ketika molekul memiliki lebih dari satu atom pusat maka bentuknya adalah gabungan dari bentuk masing-masing molekul. Contoh : etana (C 2 H 6 ) bentuknya seperti dua tetrahedral yang tumpang tindih