BENTUK MOLEKUL I. MENGGAMBAR MOLEKUL DAN ION DENGAN STRUKTUR LEWIS Untuk mengetahui bentuk molekul sebuah unsur maka digunakanlah aturan lewis. Struktur lewis hanya menggambarkan molekul dalam dua dimensi, jadi molekul yang sebenarnya tidak seperti yang digambarkan seperti dalam struktur lewis. Dalam penggambaran molekul/ion dengan struktur Lewis kita harus mengetahui rumus senyawa dan posisi relatif masing-masing atom MENGGUNAKAN ATURAN OKTET UNTUK MENGGAMBAR STRUKTUR LEWIS Untuk menulis struktur lewis kita menggunakan kemungkinan paling besar dimana electron berada, walaupun digambarkan dengan dua dimensi tetapi struktur lewis dirancang untuk mempermudah penggambaran molekul, hal ini lebih mudah dibanding menggunakanya tiga dimensi yang notabenya kalau menggunakan tiga dimensi akan lebih sulit menggambar dan tidak efisien. Mari kita mulai menggambar struktur lewis. 1. Aturan lewis untuk molekul dengan ikatan tunggal Kita akan menggunakan contoh nitrogen florida, NF 3 Langkah 1, letakkan atom di atom lainnya. Letakkan atom dengan grup paling rendah di tengah, kita ambil contoh NF 3, N (Grup 5A), F (grup 7A). Jadi N yang akan kita letakkan di tengah.
Langkah 2, tentukan total dari electron valensi yang tersedia. Dalam NF 3, N mempunyai electron valensi 5, dan F mempunyai 7 [I x N(5e-)] + [3 x F(7e-)] = 5e- + 21e- = 26 valensi e - Langkah 3, gambar satu ikatan dari masing-masing atom ke atom pusat, dan kurangi dua electron valensi pada masing-masing ikatan. Kurangi 2 elektron pada masing-masing ikatan tunggal dari total electron valensi yang tersedia (dari langkah dua) untuk mencari jumlah yang tersisa. 3 N----ikatan F 2e - = 6e - jadi 26e - - 6e - = 20e - tersisa Langkah 4, letakkan electron yang tersisa di dalm struktur, jadi masing-masing atom mempunyai 8 titik. Inilah struktur lewis dari NF 3. 2. Aturan lewis untuk molekul dengan satu ikatan ganda Secara umum caranya sama dengan satu atom pusat hanya saja perlu memperhatikan posisi dua atom pusat yang dimungkinkan membentuk ikatan lebih banyak. Langkah 1 s.d. 4 sama seperti molekul berikatan tunggal namun ada tambahan Langkah 5, jika atom pusat masih belum memiliki 8 elektron valensi, ubah pasangan elektron sunyi pada atom sekitar menjadi satu ikatan lagi
RESONANSI: IKATAN PASANGAN ELEKTRON TERDELOKALISASI Seringkali terjadi satu ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal dan membentuk 2 struktur Lewis yang identik. Misal pada senyawa O 3 (ozon). Struktur I dan II adalah identik. Faktanya kedua struktur ini tidak ada yang benar karena panjang ikatan dua ikatan O ternyata memiliki nilai diantara panjang O O dan O=O. Struktur sebenarnya lebih cocok disebut dengan hibrid resonansi yaitu bentuk ratarata keduanya. Contoh senyawa lainnya adalah benzen C 6 H 6 dan ion karbonat CO 2-3 Struktur sebenarnya lebih cocok disebut dengan hibrid resonansi yaitu bentuk rata-rata keduanya. Contoh senyawa lainnya adalah benzen C 6 H 6 dan ion karbonat CO 3 2- MUATAN FORMAL: SELEKSI STRUKTUR RESONANSI YANG LEBIH DISUKAI Pada uraian terdahulu resonansi dua senyawa identik terjadi ketika senyawa tsb simetris dan tidak bisa dibedakan. Namun jika senyawa asimetris maka salah satu resonansi lebih disukai dengan melihat muatan formal masing-masing atom. Muatan formal = jml e valensi (jml e valensi sunyi + ½ jml e berikatan). Contoh O 3 Dalam O 3, muatan formal oksigen A beresonansi dari I
6 e - valensi - (4 e - tak berikatan + 2 e - berikatan) = 6-4 - 2 = 0 Muatan formal dari atom dalam 2 senyawa ozon adalah sebagai berikut: 3 Kriteria muatan formal: 1. Muatan formal kecil (positif atau negatif) lebih disukai daripada besar 2. Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai (gaya tolak) 3. Muatan formal dengan nilai lebih negatif harus diposisikan ada pada atom yang elektronegatif. Contoh : NCO - PENGECUALIAN ATURAN OKTET STRUKTUR LEWIS 1. Molekul kekurangan elektron (electron deficient) senyawa dengan atom pusat Be atau B cenderung memiliki elektron valensi kurang dari 8: BF 3 dan BeCl 2. Muatan formal menunjukkan struktur tanpa ikatan rangkap lebih disukai. BF 3 memiliki 8 elektron valensi dengan membentuk ikatan lebih lanjut dengan NH 3 Hanya ada dua electron diantara berilium dan enam electron diantara boron. Halogen memiliki keelektronegatifan yang lebh besar dibanding Be dan B. Inilah muatan formal gambarannya
2. Molekul dengan elektron ganjil (odd electron). Beberapa molekul memiliki jumlah elektron ganjil sehingga tidak memungkinkan mencapai 8 elektron. Adanya elektron yang tidak berpasangan dan tidak berikatan, spesies ini disebut radikal bebas, misal pada NO 2. Senyawa ini berikatan dengan sesamanya membentuk N 2 O 4 dengan electron valensi 8. 3. Kulit Valensi Ekspansi (expanded valence shell). Beberapa molekul/ion memiliki lebih dari 8 elektron disekitarnya molekul ini meningkatkan kapasitas kulit valensinya dengan memanfaatkan kulit d yang kosong untuk berikatan. kulit valensi terekspansi hanya terjadi pada atom pusat non logam dari perioda 3 keatas dengan kulit d yang bisa dipakai. Contoh senyawa: SF 6, PCl 5 dan H 2 SO 4 MENGHITUNG KALOR REAKSI DARI ENERGI IKATAN MOLEKUL Dalam reaksi kimia kita bisa menganggap reaktan mengalami pemutusan ikatan dan produk mengalami pembentukan ikatan. Pemutusan ikatan membutuhkan energi (energi ikat) dan pembentukan ikatan melepaskan energi (energi ikat dengan tanda berlawanan). Hukum Hess memungkinkan kita menghitung energi tanpa harus memikirkan proses yang sesungguhnya terjadi: ΔH rx 0 = ΔH 0 pemutusan ikatan + ΔH 0 pembentukan ikatan II. 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. Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi)
5 BENTUK DASAR MOLEKUL
BENTUK MOLEKUL DENGAN 2 ATAU 3 GRUP ELEKTRON Nb: Ikatan rangkap memberikan gaya tolakan lebih kuat dibanding ikatan tunggal Pasangan elektron sunyi juga memberikan tolakan lebih kuat dibanding pasangan elektron berikatan
BENTUK MOLEKUL DEGAN 4 GRUP ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DEGAN 5 GRUP ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DEGAN 6 GRUP ELEKTRON By: Moch Zainal Fathoni / 21030112130052 / Selasa / 2012-B