BENTUK MOLEKUL MENGGAMBARKAN MOLEKUL DAN ION DENGAN STRUKTUR LEWIS Langkah pertama untuk memvisualisaikan bentuk molekul adalah merubah rumus molekul menjadi struktur lewis. Struktur lewis mengandung symbol titik (dot) yang menggambarkan hubungan antar atomnya, ikatannya, electron valensinya. Dasar dari pembuatan struktur ini adalah aturan octet, dimana setiap atom ingin memiliki kesetimbangan menyerupai gas mulia dengan cara berikatan. Langkah langkah untuk membuat struktur lewis dari suatu molekul : STRUKTUR LEWIS UNTUK MOLEKUL DENGAN SATU IKATAN Sebagai contoh mari kita buat struktur lewis dari NF 3, caranya sebagai berikut : 1. Tempatkan atom berhubungan satu sama lain Cara menempatkan atomnya yaitu, atom yg electron negativitasnya kecil ditempatkan di tengah atau electron yang electron valensinya sedikit di letakan di tengah. NF 3, maka N yang berada di, tengah karena EN N = 3 dan EV N = 5, sedangkan EN F = 4 dan EV F = 7. Gambarnya dibawah ini. 2. Hitung jumlah electron valensi yang terdapat pada molekul N mempunyai 5 EV, sedangkan F mempunyai 7 EV tiap atomnya, sehingga perhitungannya 3. Gambar ikatan tunggal dari tiap atom yang mengelilingi ke atom pusat Setiap ikatan tunggal menggunakan 2 EV, sehingga 6 EV valensi yang sudah digunakan untuk membuat 3 ikatan tunggal. Didalam pembuatan struktur lewis, paling tidak ada satu ikatan tunggal. dari langkah yang kedua tadi, maka electron valensi yang tersisa adalah 26 6 = 20 EV.
4. Tempatkan EV yang tersisa EN yang tersisa adalah 20, lau tempatkan EN pada atom atom supaya memenuhi aturan octet, yaitu 8 ( kecuali H hanya 2 ) Bentuk molekul yang tepat untuk NH 3 adalah Perlu diingat bahwa : 1. Atom Hidrogen membentuk 1 ikatan 2. Atom Carbon membentuk 4 ikatan 3. Atom Nitrogen membentuk 3 ikatan 4. Atom Oksigen membentuk 2 ikatan 5. Atom Halogen membentuk 1 ikatan jika sebagai atom yang mengelilingi ; atom Fluorine selalu menjadi atom yang mengelilingi Contoh soal : 1. Molekul CCl 2 F 2 ( Satu atom pusat ) i. Letakan atom C ditengah karena mempunyai EN terendah dan EV paling sedikit, sususan tidak diperhatikan pada langkah pertama. ii. Hitung total EV yang ada pada molekul CCl 2 F 2. C punya 4 EV, Cl dan F punya masing masing 7 EV, maka 4 + ( 4 x 7 ) = 32 EV iii. Buat masing masing ikatan atom, tiap ikatan menggunakan 2 EV, sehingga 8 EV telah digunakan untuk membentuk ikatan, sisanya 24 EV.
iv. Distribusikan EV yang tersisa, dimulai dari electron yang mengelilingi atom pusat, distribusikan hingga setiap atom memenuhi aturan octet yaitu memiliki 8 EV. 2. Molekul CH 4 O (Lebih dari 1 atom pusat ) i. Atom H hanya dapt membentuk 1 ikatan, maka letakan di bagian terluar, sehingga atom C dan O diletakan berdekatan. Ingat bahwa atom C membentuk 4 ikatan dan atom O membentuk 2 ikatan. ii. Hitung total EV dari molekul CH 4 O. C punya 4 EV, H punya 1 EV, sedangkan O punya 6 EV, maka totalnya adalah 4 + ( 4 x 1 ) + 6 = 14 EV iii. Buat ikatan tunggal antar atom, sehingga terdapat 5 ikatan tunggal, maka EV yang sudah digunakan yaitu 10 EV. Oleh karena itu, EV yang tersisa tinggal 4 EV iv. Distribusikan EV yang tersisa ke atom yang belum memenuhi aturan octet, maka kita tambahkan pada atom O sebanyak 4 EV STRUKTUR LEWIS UNTUK MOLEKUL DENGAN IKATAN RANGKAP Kadang kadang anda akan menemukan setelah langkah 1 4, ternyata tidak ada cukup EV untuk memenuhi aturan octet untuk atom pusat, jika itu terjadi maka diperlukan ikatan rangkap, dengan langkah tambahan yaitu : 5. Dengan merubah pasangan EV yang tersisa di atom yang mengelilingi atom pusat menjadi ikatan dengan atom pusat
Sebagai contoh molekul C 2 H 4 Mula mula ikuti langkah 1 4 : meletakan atom, menghitung total EV, membuat ikatan tunggal, dan mendistribusikan sisa EV untuk memenuhi aturan octet. Kemudian dilakukan dengan langkah 5, jika diperlukan. Setelah mengikuti langkah 1 4, kita mendapatkan seperti ini v. Ubah pasangan electron bebas dari atom C sebelah kanan menjadi ikatan dengan atom C sebelah kiri, sehingga kedua atom C memenuhi aturan octet. Sebagai contoh molekul N 2, setelah mengikuti langkah 1 4 didapatkan, karena belum memenuhi aturan octet ubah pasangan electron bebas jadi ikatan, ternyata masih belum memenuhi, maka ubah pasangan electron bebas menjadi ikatan lagi RESONANSI : DELOKALISAI PASANGAN ELEKTRON YANG BERIKATAN Suatu molekul dapat memiliki lebih dari struktur lewis, sebagai contoh molekul O 3, struktur lewis untuk O 3 adalah Pada gambar 1 oksigen B berikatan rangkap dengan oksigen A, sedangkan pada gambar 2 ikatan tersebut hanya dibalik letaknya. Ini bukan molekulnya yang berbeda, tapi karena punya struktur lewis lebih dari satu. Jadi, struktur resonansi mempunyai letak atom yang sama, bedanya berada pada letak pasangan electron bebas dan ikatan rangkap. Dari kedua struktur lewis diatas jika digabung akan menghasilkan resonance hybrid. Resonance hybrid merupakan akibat dari delokalisasi pasangan electron. Gambar resonance hybrid untuk O 3
garis putus putus merupakan resonance hybrid untuk menggambarkan delokalisasi pasangan electron. Contoh lain yaitu molekul Benzene ( C 6 H 6 ) juga mempunyai dua struktur lewis yang jika digabungkan menjadi resonance hybrid karena adanya delokalisasi pasangan electron. perlu diperhatikan bahwa yang berada di dalam tanda kurung merupakan struktur lewisnya sedangkan 2- merupakan muatan molekul tersebut. - Contoh soal : buat struktur resonansi ion NO 3 Langkah - langkah : buat dahulu struktur lewisnya, jangan lupa menambahkan 1 - pada total EV karena ini merupakan ion, kemudian pindahkan pasangan electron bebas dan pasangan ikatan untuk menemukan bentuk resonansi yang lain kemudian hubungkan dengan panah resonansi. kemudian. MUATAN FORMAL : MENYELEKSI STRUKTUR RESONANSI YANG LEBIH PENTING Pada penjelasan resonansi dua senyawa yang identik terbentuk saat senyawa tersebut simetris dan tak dapat dibedakan. Namun, saat senyawa asimetris, salah satu resonansi lebih disenangi, caranya melihat muatan formal masing-masing atom. Muatan formal = jumlah EV (jumlah EV sunyi + ½ jumlah e berikatan). Contohnya O 3
Dalam O 3, muatan formal oksigen A beresonansi dari I 6 EV - (4 EV tak berikatan + 2 EV berikatan) = 6-4 - 2 = 0 Muatan formal atom didalam 2 senyawa ozon sebagai berikut: Kriteria muatan formal sebagai berikut: 1. Muatan formal kecil (positif atau negatif) lebih disukai daripada yang besar 2. Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai (gaya tolak) 3. Muatan formal dengan nilai yang lebih negatif harus diposisikan pada atom yang lebih elektronegatif. Contoh : NCO - PENGECUALIAN ATURAN OKTET STRUKTUR LEWIS 1) Molekul kekurangan elektron (electron deficient) senyawa dengan atom pusat Be atau B kebanyakan memiliki EV <8, contoh BF 3 dan BeCl 2. Muatan formal menunjukkan struktur yang tidak punya ikatan rangkap lebih disenangi. BF 3 punya 8 EV dengan membentuk ikatan lanjutan dengan NH 3 Hanya terdapat 2 electron diantara berilium dan 6 electron diantara boron. Halogen punya tingkat keelektronegatifan > dari Be dan B. Lihat gambar berikut
2. Molekul dengan elektron ganjil (odd electron). Beberapa molekul punya jumlah elektron yang ganjil,sehingga tak memungkinkan untuk mencapai 8 elektron. Adanya elektron yang tidak memiliki pasangan dan tidak membentuk ikatan, kasus ini seringkali disebut dengan radikal bebas, contohnya pada senyawa NO 2. Senyawa ini membentuk ikatan dengan senyawa yang sama membentuk senyawa N 2 O 4 dengan EV 8. 3. Kulit Valensi yang terekspansi (expanded valence shell). Beberapa molekul atau ion punya >8 elektron disekelilingnya, molekul ini menaikan kapasitas kulit valensinya dengan cara memanfaatkan kulit d yang kosong untuk membentuk ikatan. Kulit valensi yang terekspansi hanya dapat terjadi pada atom pusat yang non logam dimulai dari perioda 3 keatas dengan kulit d yang dapat dipakai. Contoh senyawa yang kulit valensinya terekspansi SF 6, PCl 5, dan H 2 SO 4. VALENCE-SHELL ELECTRON PAIR REPULSION (VSEPR) Penggambaran bentuk molekul menggunakan teori VSEPR berdasarkan penggambaran struktur Lewis sebagai gambaran 2 dimensinya. Dalam teori VSEPR atom pusat menempati secara relatif (bisa berbentuk atom atau bisa juga pasangan elektron) pada posisi tertentu. Prinsip dasarnya adalah masing - masing grup EV ditempatkan sejauh mungkin untuk meminimalisir gaya tolakan. Notasi yang dipakai biasanya A = atom pusat, sedangkan X = atom sekitar yang berikatan, serta E = grup EV yang tak berikatan.
BENTUK BENTUK DASAR MOLEKUL BENTUK MOLEKUL 2 KELOMPOK ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DENGAN 3 KELOMPOK ELEKTRON BENTUK MOLEKUL DENGAN 4 KELOMPOK ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DENGAN 5 KELOMPOK ELEKTRON BENTUK MOLEKUL DENGAN 6 KELOMPOK ELEKTRON
RINGKASAN BENTUK MOLEKUL Catatan : Ikatan rangkap memberi gaya tolak lebih kuat disbandingkan dengan ikatan tunggal Pasangan elektron bebas juga memberi tolakan lebih kuat dibandingkan dengan pasangan elektron berikatan
Menggunakan Teori VSEPR dalam Menentukan Bentuk Molekul Langkah langkah menentukan bentuk molekul dari rumus molekul : 1. Gambarlah struktur lewis terlebih dahulu 2. Hitung semua grup elektron yang berada di sekeliling atom pusat 3. Perkirakanlah sudut ikatan dari pengaturan grup elektron 4. Gambarlah dan beri nama bentuk molekul dari penghitungan pasangan electron bebas dan terikatnya Bentuk Molekul dengan Lebih dari Satu Atom Pusat 1. Gambarlah struktur lewisnya 2. Hitunglah semua grup elektron yang berada di sekeliling atom pusat 3. Perkirakan sudut ikatan dari pengaturan grup elektronnya 4. Gambarlah atom yang berada disekeliling atom pusat