BAB 10 BENTUK MOLEKUL 10.1 Menggambar moelekul dan ion dengan stuktur lewis Supaya molekul terlihat secara jelas kita mengubah rumus molekul menjadi struktur lewis.dengan dua dimensi maka terlihat titik lewis sebagai lambang elektron yang saling berdekatan dan bepasangan. Untuk menulis struktur lewis,kita harus menentukan penempatan atom di dalam molekul atau ion poliatomik,dengan demikian atom yang berdekatan membentuk ikatan satu sama lain. Dengan total elektron valensi mengikat dibagikan untuk membentuk pasangan tunggal,dengan menggunakan aturan oktet setiap atom memiliki delapan elekton atau elektron untuk atom hidrogen. Stuktur lewis untuk molekul ikatan tunggal Langkah 1: Menentukan atom tengah Untuk senyawa dengan RM AB n, letakkan atom dengan nomor golongan terendah maupun nomor golongan tertinggi di tengah karena membutuhkan banyak elektron untuk memenuhi aturan oktet,ketentuan ini juga berlaku untuk atom dengan elektronegativitas terendah.sebagai contoh NF 3, N membutuhkan tiga elektron dan F hanya membutuhkan satu elektron saja,jadi N ditengah dan tiga atom F mengelilinginya. Langkah 2: menghitung nomor total elektron valensi yang ada Untuk molekul,menjumlahkan elektron valensi untuk semua atom.untuk NF 3,N memiliki lima elekton dan F tujuh elektron jadi: [1xN(5e - )] + [3xF(7e - )] = 5 e - + 21e - = 26 elektron velensi Untuk atom poliatomik tambahkan satu elektron untuk setiap perubahan ion negatif,atau kurangi satu elektron untuk positif. Langkah 3: gambarkan ikatan tunggal untuk setiap atom yang mengelilingi inti atom,dan mengurangi dua elektron untuk setiap ikatan tunggal. Setidaknya harus ada ikatan tunggal diantara ikatan ato-atom. untuk mencari electron yang tersisa: 3N-ikatan-ikatan F x 2e - = 6e - jadi 26e - - 6e - = 20e - tersisa
Langkah 4:membagi elektron yang tersisa di dalam pasangan sehingga setiap atom stabil dengan delapan elektron atau dua untuk atom H. struktur NF3 seimbang dengan 26e dengan 6e pada ikatan dan 20e pada PEB. Dengan empat langkah diatas kita dapat menulis struktur lewis untuk ikatan tunggal yang atom tengahnya C,N,atau O, yang merupakan peroide tertinggi di utamakan di tengah. setiap atom memiliki ikatan yang berbeda sesuai dengan golongan nya,seperti: 1 ikatan untuk atom H 4 ikatan untuk atom C 3 ikatan untuk atom N 2 ikatan untuk atom O golongan halogen memiliki 1 ikatan ketika mengelilingi atom lain dan fluorin selalu mengelilingi atom dalam struktur lewis suatu senyawa. Menulis struktur lewis suatu molekul dengan atom tengah lebih dari satu contoh: langkah menulis struktur lewis untuk methanol 1. menentukan atom pusat,karena H memiliki satu ikatan maka yang lebih memungkinkan untuk menjadi atom pusat adalah atom C (4 ikatan) dan O (2 ikatan) 2. menjumlahkan electron valensi yaitu dengan total 14e
3. menambahkan ikatan tunggal dan mengurangi 2e untuk setiap ikatan. lima ikatan dengan 10e,jadi 14e-10e,tersisa 14e 4. menambahkan sisa elekrton dalam ikatan sehingga atom C memenuhi aturan octet,ato H berbagi 2e dengan C,jadi 4 sisa elekton valensi membentuk dua PEB pada atom O. Struktur lewis untuk molekul dengan ikatan rangkap pada langkah 1-4 atom pusat masih kekurangan elekton sehingga belum memenuhi atutan octet.untuk menyesuaikan dengan aturan octet maka kita buat ikatan rangkap dengan mengubah PEB dari atom yang mengelilingi atom pusat menjadi PEI pada atom tengah. Resonansi: Perpindahan PEI Dengan menulis struktur lewis kita dapat mengubah molekul atau ion dari ikatan ganda menjadi ikatan tunggal.contoh ozon (O 3 ) struktur I oksigen B berikatan ganda dengan oksigen B dan tunggal dengan oksigen C,pada struktur II,ikatan tunggal dan ganda berpindah posisi,tidak ada pebedaan dua molekul O 3 hanya berbeda posisi ikatan dan PEB. Molekul dengan 2 struktur Lewis yang identik disebut struktur resonansi. Dengan tanda pada kedua struktur. Struktur resonansi memiliki penempatan atom yang sama tetapi berbeda penempatan pasangan tunggal dan rangkap. Perpindahan pasangan elektron pada hybrid resonansi ditunjukkan dengan garis putus-putus Banyak molekul atau ion dapat menggambarkan resonansi cabang dengan baik seperti benzena (C 6 H 6 )
benzene Sebagian ikatan mengalami resonansi cabang dengan urutan bagian ikatan,untok O 3 : urutan ikatan= 3 PEB/@2 PEI=1 ½ untuk ion karbonat CO 3,setiap c memiliki 4 elektron diantara 3 ikatan pasangan atom ion karbonat catatan: Struktur lewis dari ion poliatomik di tampilkan dengan kuung siku,dengan indeks di pojok kanan atas kurung siku. Muatan Formal: memilih struktur resonansi yang lebih penting Muatan formal untuk senyawa adalah 0 dan mines atau plus untuk anion atau kation yang sesuai. muatan formal atom: no e valensi (e valensi atom tetap+ ½ no atom yang dibagi) sebagai contoh,pada O 3 6 ev (4 e tetap+ 1/2 dari 4 elektron yang dibagikan) = 6-4-2=0 kriteria pemilihan muatan resonansi ada 3 yaitu: 1. memilih muatan formal yang lebih kecil dari lainnya 2. gayatolak antar muatan formal atom berdekatan 3. muatan formal yang lebih negatif harus terletak dalam atom elektronegatif Struktur Lewis untuk pengecualian aturan oktet Berlaku untuk atom yang kekurangan elektron, atom dengan elektron ganjil,dan pada atom dengan valensi yang berlebihan. Molekul kekurangan elektron misal BeCl 2 dan BF 3
Molekul elektron ganjil Seperti N dalam NO 2 Valensi yang berlebihan contoh : molekul PCl 5 yang terbentuk dari reaksi PCl 3 + Cl 2 10.2 Teori VSEPR atau tolakan oleh ikatan elektron valensi dan bentuk molekul Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran struktur Lewis sebagai model 2 dimensi. Dalam teori ini penempatan atom pusat bersesuaian atom atau molekul yang ada dengan posisi tertentu.prinsip dasarnya masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan. Notasi yang dipakai bentuk molekul adalah AX m E n, dengan m dan n adalah bilangan bulat,a = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan. Bentuk geometri dari molekul dasar: Bentuk Molekul dengan 2 Kelompok Elektron 2 kelompok elektron berbentuk garis lurus.dengan sudut 180 0 maka akan terbentuk molekul linear dengan notasi AX 2 Contoh : BeCl 2 dan CO 2
Bentuk Molekul dengan 3 kelompok elekton Molekul dengan 3 kelompok elektron dapat membentuk segitiga apabila sudut yang terbentuk 120 0 dengan notasi AX 3. Contoh : BF 3 dan NO 3 - Efek ikatan rangkap Bentuk sudut yang dibentuk oleh ikatan rangkap dapat menolak ikatan tunggal lebih kuat. Contohnya pada CH 2 O Efek pasangan bebas dikarenakan adanya pasangan bebas yang mempunyai daya tolak relatif lebih kecil dibandingkan dengan pasangan ikatan maka terbentuk molekul dengan bentuk V.Contoh SnCl 2. Bentuk Molekul dengan 4 kelompok elektron Bentuk dari molekul yang memiliki 4 kelompok elektron adalah tetrahedral,dengan salah satu sudut 109,5 0.notasinya adalah AX 4. Contoh : metana CH 4. Bentuk Molekul dengan 5 Pasangan Berikatan Molekul dengan 5 pasangan berikatan bebentuk trigonal bipiramid,dengan sudut 120 0 (equatoial) dan 90 0 (aksial) dengan notasi AX 5. Contoh : PCl 5.
Bentuk Molekul dengan 6 kelompok elektron Dengan sudu90 0 t molekul ini berbentuk Oktahedral( AX 6 ),. Contoh :SF 6 Bentuk segiempat piramid( AX 5 E ). akan terbwntuk apabila salah satunya terdapat pasangan bebas, contoh : IF 5 Menggunakan teori VSEPR untuk Menentukan Bentuk Molekul Langkah-langkah untuk menentukan bentuk molekul : 1. Menggambarkan Struktur Lewis untuk mengetahui penempatan dan jumlah elektron 2. Menentukan susunan kelompok elektron dengan menghitung jumlah total elektron 3. Memperkirakan sudut ikatan dan arah deviasi dari susunan dan pasangan bebas atau ikatan rangkap 4. Menggambarkan dan menamai bentuk molekul Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih dari Satu Dalam beberapa kasus banyak ditemui beberapa molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu atau gabungan dari masing-masing atom pusat. Contoh pada C 2 H 6 dengan 2 atom pusat C dan pada etanol (C 2 H 6 O) etanol berbentuk V(AX 2 E 2 )