KIMIA ANORGANIK BAB 10 STRUKTUR LEWIS dan BENTUK-BENTUK MOLEKUL Disusun Oleh : Nama : Faizal Romadhon NIM : 2103012130072 Kelas : Kelas C TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2012
STRUKTUR LEWIS & BENTUK MOLEKUL 10.1 MENGGAMBARKAN MOLEKUL dan ION dengan STRUKTUR LEWIS Langkah awal untuk memvisualisasikan sebuah molekul yaitu dengan menggambar struktur lewisnya, ini merupakan gambar 2 dimensi berupa lambang atom yang dikelilingi oleh sejumlah titik yang menyatakan elektron. Aturan Oktet untuk Menggambar Struktur Lewis Maksud dari aturan oktet ini yaitu adanya kecenderungan dari setiap atom untuk mengisi elektron pada kulit terluar sebanyak 8 elektron. Struktur Lewis untuk molekul yang Berikatan Tunggal Misalnya diambil contoh menulis Struktur Lewis yang hanya punya satu ikatan, misalnya menggunakan Nitrogen Trifluoride, NF 3. Pertama. tempatkan atom sehingga saling berhubungan. Untuk senyawa yang rumus molekulnya AB n, tempatkan atom yang golongan lebih rendah (biasanya elektronegatifitasnya rendah juga) di tengah(pusat) karena butuh lebih banyak elektron untuk mencapai oktet. Misalnya pada NF 3 : Jika atom-atomnya bergolongan sama, pilih atom yang periode lebih tinggi sebagai pusatnya. H bisa terbentuk dari hanya satu ikatan sehingga ini tidak akan menjadi atom pusat. Kedua, tentukan total nomer dari elektron valensi yang tersedia. Untuk molekul tambahkan valensi elektron dari semua atom. Dalam NF 3, N punya 5 elektron valensi dan setiap F punya 7 elektron valensi [I x N(5e-)] + [3 x F(7e-)] = 5e- + 21e- = 26 valensi e- Untuk poliatomic, tambahkan 1 e - pada setiap muatan negatif dan kurangi 1e - pada setiap muatan positif Ketiga, Gambar ikatan tunggalnya terhadap atom pusat. Setidaknya bakal ada sebuah ikatan tunggal diantara ikatan-ikatan atom:
Kurangi 2e - untuk setiap ikatan tunggal dari total nomer valensi elektron: 3 N-F ikatan x 2e- = 6e- jadi 26e - - 6e - = 20e - tersisa Keempat, distribusikan elektron elektron yang tersisa ke dalam pasangan ikatan sehingga terisi 8 elektron (2 untuk H). Tempatkan PEB ke sekitar atom untuk menjadikan oktet. Lalu cek setiap atom punya 8e - : Tapi, struktur Lewis tidak mengindikasikan bentuk, hanya menggambarkan gambar 2 dimensi saja. Bisa digambarkan NF 3 sebagai berikut: Seperti gambar diatas, sebuah atom pusat mengkoneksi 3 ikatan yang mengitari F Ada ketentuan terhadap beberapa senyawa: - Atom Hidrogen membentuk 1 ikatan - Nitrogen 3 ikatan - Carbon 4 ikatan - Oksigen 2 ikatan - Halogen membentuk 1 ikatan ketika mereka yang mengelilingi atom, fluorine selalu mengitari atom Struktur Lewis untuk Molekul dengan Banyak Ikatan Jika dari 4 langkah tadi masih ada ikatan elektron yg muncul mengganggu kaidah oktet, maka dilakukan langkah kelima Kelima, buat atom pusat yang sebelumnya tidak oktet menjadi oktet, dengan cara mengubah atom yang tadinya PEB menjadi PEI,misalnya pada etilena (C 2 H 4 ), setelah 4 langkah awal menjadi: Karena salah satu C nya belum oktet, maka ubah C yang PEB menjadi PEI sehingga atom C menjadi berikatan rangkap dan semua atom menjadi oktet, seperti hasilnya:
Resonansi: Elektron Terdelokasi Pasangan Berikatan Ozon (O 3 ) bisa digambarkan dua macam struktur lewisnya: Kedua struktur lewis tersebut penempatan ato dan rumus molekulnya sama. Namun terdapat perbedaan pada lokasi ikatan PEI dan PEB nya, inilah yang disebut dengan struktur resonansi. Struktur resonansi tidak menggambarkan ikatan yang nyata, yang molekul sebenarnya yaitu resonansi hybrid, yaitu sebuah rerataan dari bentuk resonansi. Resonansi hybrid digambarkan dengan garis kurva putus-putus yang menunjukkan pasangan yang terdelokasi: Contoh lainnya, struktur resonansi dari ion NO 3 - Setelah melalui tahap 1 sampai 4, maka akan didapatkan: Namun karena N hanya memiliki 6e - sehingga butuh 2 elektron lagi supaya oktet, lalu 1 PEB dari salah satu O berubah menjadi PEI sehingga menghasilkan ikatan rangkap N=O sehingga semuanya mengikuti kaidah oktet Muatan Formal : Memilih Bentuk Resonansi yang lebih penting. Untuk menentukan resonansi yang lebih penting itu ditentukan dari setiap muatan formalnya, muatan bisa saja dibagi ke ikatan elektron secara merata.
Sebagai contoh, dalam O 3, muatan formal oksigen A dalam bentuk resonansi I adalah: Bentuk I dan II memiliki muatan formal yang sama tapi pada letak O yang berbeda, sehingga mereka berkontribusi secara merata terhadap resonansi hybrid. 3 kriteria untuk memilih struktur resonansi yang lebih penting: - Muatan formal yang lebih kecil (positif atau negatif) lebih utama dari pada yang lebih besar. - Muatan formal pada atom yang berdekatan tidak diinginkan. - Sebuah muatan formal yang lebih negatif harus berada pada atom yang lebih elektronegatif. Muatan formal itu tidak sama dengan bilangan oksidasi a. Untuk muatan formal, (misal seperti ikatan kovalen nonpolar), masing-masing atom memiliki setengahnya Muatan Formal = e - valensi - (PEB + 1/2 PEI) b. Untuk bilangan oksidasi : biloks = e - valensi (PEB + PEI) Berikut adalah bilangan formal dan biloks dari ion trisiano resonansi strukturnya: STRUKTUR LEWIS UNTUK PENGECUALIAN KAIDAH OKTET 1. Molekul yang kekurangan elektron Molekul gas Be & B merupakan pusat atom yang sering kekurangan elektron karena mereka lebih sedikit dari 8 elektron yang mengitari Be & B
2. Molekul yang jumlah elektron valensi ganjil Misal pada molekul NO 2, senyawa ini memiliki jumlah elektron valensi sebanyak 17 3. Molekul dengan oktet berkembang Ini dapat terjadi jika hanya pusat atom nonlogam dari periode 3 atau lebih,yang mana hanya orbital d nya saja yang tersedia, salah satunya pada SF 6 : Contoh lainnya yaitu PCl 5, PCl 5 terbentuk dari PCl 3 yang bereaksi dengan Cl 2 10.2 TEORI TOLAKAN PASANGAN ELEKTRON (VALENCE SHELL ELECTRON PAIR REPULSION) VSEPR Untuk menggambar struktur konstruksi dari bentuk molekul, pembentukan molekul yang dibentuk dengan pasangan elektron itu dapat dijelaskan dengan teori VSEPR. Posisi elektron ini akan mempengaruhi bentuk geometri molekulnya. Prinsip dasarnya yaitu setiap kelompok elektron valensi sekitar atom pusat terletak sejauh mungkin dari yang lain dalam rangka untuk meminimalkan tolakan. Susunan Kelompok Elektron dan Bentuk-Bentuk Molekul Untuk mengklasifikasian bentuk-bentuk molekul bisa dimisalkan dengan bentuk AX m E n. A : Atom pusat X : Atom Pengeliling E : Pasangan elektron bebas m & n : Bilangan bulat positif Antara atom pusat dan atom pengeliling membentuk besaran sudut. Inilah yang disebut sebagai sudut ikatan.
Bentuk Molekul dengan 2 Kelompok Elektron (LINIER) Molekul AX 2 berbentuk seperti garis datar dan membentuk sudut 180. Seperti pada BeCl 2 Bentuk Molekul dengan 3 Kelompok Elektron (TRIGONAL PLANAR) Misalnya pada BF 3. 3 kelompok elektron di sekitar atom pusat saling tolak bagi pendatang dari sebuah segitiga sama sisi, yang memberikan susunan planar trigonal, dan sudut ikatan yang idealnya 120 bentuk molekul (AX 3 )
Bentuk Molekul dengan 4 Grup Elektron (TETRAHEDRAL) Setiap molekul atau ion dengan 4 pasang elektron yang sentral atomnya adalah adopsi dari susunan penyusunan tetrahedral. Tetrahedral ini sudut ikatannya 109,5. Pada Tetrahedral ini atom pusat berada di tengah seperti piramida dasar segitiga. Contoh molekul tetrahedral yaitu CH 4. Bentuk Molekul dengan 5 Grup Elektron (TRIGONAL BIPIRAMIDAL) Semua molekul dengan 5 atau 6 elektron grup emiliki sentral atomnya dari periode 3 atau lebih karena hanya atom orbital d yang tersedia untuk memperluas valence shell hingga 8 elektron. Sudut sudut ikatannya tidak sama, kalau ikatan yang terletak pada setiap segitiga sudutnya 120. Sudut horizontal dengan vertikalnya 90. Contoh molekulnya yaitu PCl 5
Bentuk Molekul dengan 6 Kelompok Elektron (OKTAHEDRAL) Pada tetrahedral ini, ato pusat berada di tengah diapit oleh 6 atom pengitar, yang mana 4 atom diantaranya berada horizontal dari atom pusat dan 2 sisanya berada horizontal. Sudut ikatan yang terbentuk sebesar 90. Bentuk molekul AX 6 ini salah satunya adalah SF 6 Rangkuman Bentuk-Bentuk Molekul
Menggunakan VSEPR untuk Menentukan Bentuk-Bentuk Molekul 1. Gambar struktur lewisnya dari rumus molekul 2. Menetapkan susunan kelompok elektronnya 3. Perkirakan ikatan sudut yang ideal 4. Gambar dan namai bentuk molekul tersebut
Bentuk Molekul yang Memiliki Lebih dari 1 Sentral Atom Banyak molekul yang terdiri dari lebih satu atom sentral, bentuk molekulnya jadinya perpaduan dari setiap atom sentral