RANGKUMAN MATERI KIMIA ANORGANIK BENTUK MOLEKUL DISUSUN OLEH : APRILIA LAILA FAJRIN 21030112130049 UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
Bab 10 : Bentuk Molekul Mempelajari tentang berbagai macam bentuk molekul. Menggambarkan Bentuk Molekul Sesuai Kaidah Oktet a.) Menggambar dengan Atom Pusatnya Satu Langkah- langkah : 1.) Tempatkan atom-atom bersebelahan satu dengan yang lainnya. Untuk atom yang berada di golongan yang lebih rendah ditempatkan sebagai atom pusat, karena lebih membutuhkan banyak elektron untuk mencapai oktet. Apabila satu golongan, tempatkan atom yang meiliki periode yang lebih besar sebagai atom pusat. 2.) Tentukan jumlah elektron yang tersedia 3.) Gambar ikatan tunggal sekitar atom pusat. Lalu kurangkan 2e - untuk setiap ikatan tunggal. 4.) Bagi sisa elektron tadi ( lagkah no.3 ), pastikan jumlah elektron yang tadi dihitung digambar. 5.) Pastikan semua elekton sudah tergambar, hitung jumlahnya dan samakan dengan jumlah elektron yang ada pada langkah no.2. Contoh soal : OF 2
1. Langkah 1 : Penempatan elektron Karena O memiliki golongan yang lebih rendah, maka O dijadikan sebagai atom pusat. F O F 2. Langkah 2 : Penjumlahan elektron valensi (1 O x 6e - ) + ( 2 F x 7e - ) = 6e - + 14e - = 20e - 3. Langkah 3 : Gambarkan ikatan tunggal sekitar atom pusat F O F 2 x 2e - = 4e - Sisa elektron : 20e - - 4e - = 16e - 4. Langkah 4 : Penggambaran elektron b.) Menggambar atom pusat lebih dari satu Langkah-Langkah : (sama dengan penggambaran dengan atom pusat satu) 1.) Tempatkan atom-atom bersebelahan satu dengan yang lainnya. 2.) Tentukan jumlah elektron yang tersedia 3.) Gambar ikatan tunggal sekitar atom pusat. Lalu kurangkan 2e - untuk setiap ikatan tunggal. 4.) Tambahkan sisa elektron dalam bentuk berpasangan. 5.) Bagi sisa elektron tadi ( lagkah no.3 ), pastikan jumlah elektron yang tadi dihitung digambar. Contoh soal : C 2 H 6 O (tidak ada ikatan antara O dan H ) Jika pada atom pusat belum memenuhi kaidah oktet, lakukan :
6.) Buat ikatan rangkap pada pasangan elektron bebas ( PEB ) yang mengitari atom pusat. Contoh soal : CO 2 Resonansi : Delokalisasi Pasangan Elektron Delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain. Contohnya ada pada Ozon ( O 3 ) Dalam kedua rumus ozon diatas, ada ikatan tunggal ( ) dan ikatan rangkap ( O O ). Berdasarkan konsep resonansi, kedua ikatan dalam molekul O 3 adalah ekivalen. Dalam atom O 3, ikatan rangkap nya silih berganti. Namun sebenarnya tidak ada salah satupun dari struktur ditas yang merupakan struktur O 3, yang benar adalah penggabungan dari kedua struktur diatas, yang disebut STRUKTUR RESONANSI. Struktur resonansi dilambangkan dengan tanda Sehingga bisa digambarkan : Kita bisa menggambarkan satu senyawa dengan berbagai macam struktur, itu adalah hasil dari DELOKALISASI PASANGAN ELEKTRON. Delokalisasi ini menyebarkan massa jenis elektron yang melebihi volumenya, sehingga mengurangi tolakan antar elektron dan dengan demikian menstabilkan molekul. Selain ozon, ada juga benzena. Benzena memiliki 2 bentuk resonansi yang sering digambarkan menjadi 1 struktur.
c.) Menggambar Struktur Resonansi Untuk ion poliatomik, muatannya diletakkan di luar tanda kurung siku. Caranya sama seperti penggambaran struktur yang sudah dijelaskan sebelumnya. Namun pada tahap ke 5, terjadi perubahan yaitu : ikatan pada pasangan elektron bebas diubah menjadi ikatan rangkap. Setelah mendapatkan satu struktur, pindahkan ikatan rangkap ke iktan pada atom yang lain. Contohnya ada pada NO - 3. S Selain itu, ada pada CO 3 2- Pengecualian untuk Penggambaran Struktur Lewis dengan Kaidah Oktet. Pengecualian terletak pada golongan IIA dan IIIA. Pada golongan ini sering terjadi defisiensi (kekurangan) elektron. Unsur pada golongan tersebut tidak dapat
membentuk 8 elektron. Unsur pada golongan IIA hanya dapat membentuk 4 elektron, sedangan unsur pada golongan IIIA hanya dapat membentuk 6 elektron. BeCl 2 BF 3 Contoh lain ada pada XeF 4 : VALENCE-SHELL ELECTRON-PAIR REPULSION (VSEPR) THEORY (Teori tarik menarik pasangan elektron valensi) dan Bentuk Molekul VSEPR adalah prinsip dasar dimana tiap elekton valensi dari suatu golongan yang megitari sebuah atom pusat, diletakkan sejauh mungkin dari yang lainnya untuk mengurangi gaya tarik menarik. Pengelompokan kelompok elektron dan bentuk molekul Kelompok elektron dibagi berdasarkan golongan elektron valensi, Bentuk molekul dibagi berdasarkan posisi terhadap inti atom. Untuk memudahkan pembuatan betuk molekul, menggunakan rumus AXmEn. Dimana A = atom pusat X = PEI (pasangan elektron ikatan) E = PEB (pasangan elektron bebas) Dibawah ini adalah 5 bentuk molekul dasar beserta sudut yang dibentuk :
Bentuk molekul dengan kelompok dua elektron Ketika ada dua kelompok elektron yang besrsebelahan namun ditengahnya terdapat atom pusat, jadi dapat dikatakan kedua kelompok elektron itu berlawanan, akan menghasilkan bentuk molekul linier. Rumus yang kita dapat adalah AX 2. Artinya, ada 2 pasangan elektron yang berikatan dan tidak ada pasangan elektron bebas. Contoh nya : CS 2, HCN, BeF 2,B ecl 2. BeCl 2 yang mengalami defisiensi elektron memiliki bentuk molekul linier dengan hanya ada dua pasangan elektron sekitar atom pusat. Dibawah ini adalah bentuk molekul BeCl 2 : Bentuk molekul dengan kelompok tiga elektron Tiga kelompok elektron yang saling tolak-menolak menuju sudut-sudut segitiga, akan menghasilkan bentuk molekul trigonal planar. Rumus dari bentuk molekul ini adalah AX 3. Artinya, ada 3 elektron yang berikatan dan tidak ada PEB. Contohnya pada : SO 3, BF 3, NO 3-2-., CO 3 Dibawah ini adalah contoh dari senyawa yang memiliki bentuk trigonal planar : BF 3
Karena trigonal pyramida merupakan bentuk dasar, maka trigonal pyramida juga dapat dikembangkan menjadi planar V. Planar V adalah keadaan dimana ada 1 PEB, sehingga planar V memliki rumus AX 3 E. Contohnya pada : SO 3, PbCl 2, SnBr 2. Dibawah ini adalah gambar dari planar V : Pengaruh ikatan rangkap Sudut ikatan menyimpang dari arti sebenarnya karena ikatan rangkap, dengan massa jenis elektron yang lebih besar, menolak dua ikatan tunggal lebih kuat kemudian merka saling tolak menolak. Contohnya : CH 2 O. Dan seperti ini bentuk molekulnya : Pengaruh ikatan elektron bebas Elektron bebas menolak ikatan rangkap lebih kuat dibandingkan denagan tolak-menolak antar ikatan rangkap. Tolakan yang lebih kuat ini menurunkan sudut antar ikatan rangkap. Contohnya pada SnCl 2. Sudutnya biasanya 120 o namun menjadi 95 o. Gambarnya :
Bentuk molekul dengan kelompok empat elektron Untuk menggambarkan bentuk molekul dengan kelompok 4 elektron, hanya bisa digambarkan dengan menggunakan 3 dimensi. Rumus dari bentuk molekul dengan 4 elektron adalah AX 4 dan nama dari bentuk molekulnya adalah tetrahedral. Contoh senyawa yang berbentuk tertrahedral adalah : CH 4, SiCl 4, SO 2-4, ClO - 4. Dibawah ini adalah bentuk molekul tetrahedral dan sudut yang dibentuk : o Karena tetrahedral merupakan bentuk molekul dasar, bentuk molekul ini dapat berganti sesuai dengan keadaan senyawa : o Apabila ada 1 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi trigonal planar dan rumusnya pun berubah menjadi AX 3 E. Contohnya : NH 3, PF 3, ClO - 3. o Apabila ada 2 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi linier dan rumusnya pun berubah menjadi AX 2 E 2. Contohnya : H 2 O OF 2, SCl 2. Dari pengelompokan diatas dapat disimpulkan bahwa : Bentuk molekul dengan kelompok lima elektron Ketika kelompok lima elektron memisahkan diri emaksimal mungkin, akan membentuk trigonal bipiramida. Yang perlu diperhatikan dalam bentuk moleku ini adalah, ada 2 jenis dari kelompok elektron yang mengelilingi dan 2 sudut ikatan sebenarnya. Rumus dari bentuk molekul ini adalah AX 5. Contohnya yaitu : PF 5, AsF 5, SOF 4. Di bawah ini adalah gambar dari trigonal bipiramida dan sudut yang dibentuk :
o Karena trigonal bipiramida merupakan bentuk molekul dasar, bentuk molekul ini dapat berganti sesuai dengan keadaan senyawa : o Apabila ada 1 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi bentuk seesaw dan rumusnya pun berubah menjadi AX 4 E. Contohnya : SF 4, XeO 2 F 2, IF + 4. o Apabila ada 2 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi planar bentuk o T dan rumusnya pun berubah menjadi AX 3 E 2. Contohnya : ClF 3, BrF 3. Apabila ada 3 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi linier dan rumusnya pun berubah menjadi AX 2 E 3. Contohnya : XeF 2, I 3 -,IF 2 -. Bentuk molekul dengan kelompok enam elektron Yang teraktir dari aturan pengelompokan dalah bentuk molekul dengan 6 elektron. Bentuk molekulnya disebut dengan oktahedral. Oktehedral memiliki rumus yaitu AX 6 dimana ada 6 pasangan elektron yang berikatan. Contohnya yaitu : SF 6 dan IOF 5. Di bawah ini adalah bentuk molekul oktahedran dan sudut yang dibentuk : o Karena oktahedral merupakan bentuk molekul dasar, bentuk molekul ini dapat berganti sesuai dengan keadaan senyawa : o Apabila ada 1 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi bentuk square pyramid (piramida kotak) dan rumusnya pun berubah menjadi AX 5 E. o Contohnya : BrF 5, TeF 5 -, XeOF 4. Apabila ada 2 PEB, maka bentuk molekul berubah menjadi planar kotak dan rumusnya pun berubah menjadi AX 4 E 2. Contohnya : XeF 4,ICl 4 -.
Untuk mempersingkat : Menggunakan VSEPR untuk menentukan bentuk molekul
Langkah-langkahnya : Langkah 1 : Gambarkan struktur lewis dari rumus senyawa. Langkah 2 : Berdasarkan pengelompokan elektron tadi, buat rumus VSEPR. Cari berapa yang berikatan dan berapa yang bebas. Langkah 3 : Prediksikan sudut ikatan dari pengelompokan elektron dan arah deviasi yang disebabkan oleh PEB maupun PEI (pasangan elektron berikatan). Langkah 4 : Gambar dan tulis nama bentuk molekul dengan menghitung kelompok ikatan dan kelompok tidak berikatan secara terpisah. Bentuk molekul dengan atom pusat lebih dari satu Tidak semua senyawa memiliki satu atom pusat. Ada dan bahkan banyak senyawa yang memiliki atom pusat lebih dari satu. Contohnya : Ethanol ( CH 3 CH 2 OH dan rumus formula : C 2 H 6 O ). Kelompok CH3 meiliki bentuk molekul tersendiri yatitu tetrahedral, kelompok O memiliki bentuk V, sehingga bila digabungkan bentuk molekul etanol seperti dibawah ini :