geometri molekul.ppt

Ratih Yuniastri

SEJARAH MOLEKULWalaupun keberadaan molekul telah diterima oleh banyak kimiawan sejak awal abad ke-19, terdapat beberapa pertentangan di antara para fisikawan seperti Mach, Boltzmann, Maxwell, dan Gibbs, yang memandang molekul hanyalah sebagai sebuah konsepsi matematis. Karya Perrin pada gerak Brown (1911) dianggap sebagai bukti akhir yang meyakinkan para ilmuwan akan keberadaan molekul

Definisi paling awal mendefinisikan molekul sebagai partikel terkecil bahan-bahan kimia yang masih mempertahankan komposisi dan sifat-sifat kimiawinya

Definisi ini sering kali tidak dapat diterapkan karena banyak bahan materi seperti bebatuan, garam, dan logam tersusun atas jaringan-jaringan atom dan ion yang terikat secara kimiawi dan tidak tersusun atas molekul-molekul diskret

PENGERTIANMolekul partikel terkecil dari suatu senyawa tersusun dari dua atom atau lebih umumnya tersusun dari atom-atom yang

berbeda, tetapi beberapa molekul tersusun dari atom-atom yang sama

Molekul yang tersusun dari atom yang sama dinamakan molekul unsure (unsure diatomic dan poliatomik)

Molekul yang terdiri atas atom yang berbeda disebut molekul senyawa

Contoh unsur diatomik dan poliatomik

Unsur diatomik, Unsur Nitrogen, N2 Unsur poliatomik,

Unsur Posporus, P4

Contoh molekul senyawa

Tiap satu molekul air tersusun dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen

Gambar 2 menunjukkan molekul oksigen dan molekul air

Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal

RUMUS EMPIRIS Rumus empiris atau rumus perbandingan sebuah

senyawa menunjukkan nilai perbandingan paling sederhana unsur-unsur penyusun senyawa tersebut

- Sebagai contohnya, air (H2O) selalu memiliki nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1

- Etanol (C2H5OH) pun selalu memiliki nilai perbandingan antara karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1

Perlu diperhatikan bahwa rumus empiris hanya memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang sebenarnya

RUMUS MOLEKUL Rumus molekul menggambarkan jumlah atom

penyusun molekul secara tepatContohnya, asetilena memiliki rumus molekuler C2H2,

namun rumus empirisnya adalah (CH) Dikenal beberapa senyawa dengan rumus empiris

CH2O, antara lain :- Formaldehida, HCHO atau (CH2O); Mr = 30- Asam asetat, CH3 COOH atau (CH2O)2 ; Mr = 60- Glukosa, C6H12O6 atau (CH2O)6 ; Mr = 180

Secara umum, rumus molekul dari senyawa dengan rumus empiris RE dapat dinyatakan sebagai (RE)n ; adapun harga n bergantung pada massa molekul relatif (Mr) dari senyawa yang bersangkutan

Bentuk Geometri Molekul Struktur ruang suatu molekul dapat ditentukan

berdasarkan adanya Pasangan Elektron Ikatan (PEI) dan Pasangan Elektron Bebas (PEB) pada kulit terluar atom pusat molekul tersebut

Oleh karena antar elektron tersebut memiliki muatan yang sejenis, maka akan terjadi gaya tolak-menolak

Pasangan elektron tersebut akan cenderung meminimumkan gaya tolak tersebut dengan cara membentuk suatu susunan tertentu (berupaya untuk saling menjauh)

Teori yang dipakai untuk menjelaskan struktur ruang molekul adalah Teori Tolakan Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR = Valence Shell Electron Pair Repulsion) yang disempurnakan dengan Teori Domain Elektron

Hibridisasi adalah penyetaraan tingkat energi melalui penggabungan antar orbital senyawa kovalen atau kovalen koordinasi

Bentuk molekul suatu senyawa dipengaruhi oleh bentuk orbital hibridanya

Bentuk dasar molekul (PEB & PEI) Linear (PEB+PEI=2)

Trigonal planar (PEB+PEI=3)

Tetrahedral (PEB+PEI=4)

Bipiramida trigonal (PEB+PEI=5)

Oktahedral (PEB+PEI=6)

dengan :A = atom pusatI = pasangan elektron ikatanB = pasangan elektron bebasn = jumlah PEIm = jumlah PEB

A In Bm

Bentuk molekul linierDalam bentuk ini, atom-atom tertata pada 1 garis

lurus. Sudut ikatannya adalah 1800

Bentuk molekul segitiga datar / planarAtom-atom dalam molekul, berbentuk segitiga

yang tertata dalam bidang datar, 3 atom berada pada titik sudut segitiga sama sisi dan terdapat atom di pusat segitiga. Sudut ikatan antar atom yang mengelilingi atom pusat sebesar 1200

Bentuk molekul tetrahedronAtom-atom berada dalam suatu ruang piramida

segitiga dengan ke-4 bidang permukaan segitiga sama sisi. Sudut ikatannya 109,50

Bentuk molekul trigonal bipiramidaAtom pusat terdapat pada bidang sekutu

dari 2 buah limas segitiga yang saling berhimpit, sedangkan ke-5 atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas segitiga yang dibentuk. Sudut ikatan masing-masing atom pada bidang segitiga = 1200 sedangkan sudut bidang datar dengan 2 ikatan yang vertikal = 900

Bentuk molekul oktahedronAdalah suatu bentuk yang terjadi dari 2

buah limas alas segiempat, dengan bidang alasnya berhimpit, sehingga membentuk 8 bidang segitiga. Atom pusatnya terletak pada pusat bidang segiempat dari 2 limas yang berhimpit. Sudut ikatannya = 900

Jumlah PEB Rumus Umum Bentuk Molekul Contoh

2 0 AI2B0 Linear BeCl2 ; HgCl2

1 AI2B1 Planar bentuk V SO2 ; O3

2 AI2B2 Bengkok H2O

3 AI2B3 Linear XeF2

3 0 AI3B0 Trigonal planar BF3

1 AI3B1 Piramida trigonal NH3

2 AI3B2 Planar bentuk T ClF3 ; BrF3

4 0 AI4B0 Tetrahedral CH4

1 AI4B1

Tetrahedron

terdistorsiSF4

2 AI4B2 Segiempat planar XeF4

5 0 AI5B0 Bipiramida trigonal PCl5

1 AI5B1 Piramida segiempat BrF5 ; IF5

6 0 AI6B0 Oktahedral SF6

Linear

Planar bentuk V / bengkok

Trigonal planar

Piramida trigonal

Planar bentuk T

Tetrahedral terdistorsi

Tetrahedral

Segiempat planar

Bipiramida trigonal

Piramida segiempat

Oktahedral

Teori Domain Elektron Adalah suatu cara untuk meramalkan bentuk

molekul berdasarkan gaya tolak-menolak elektron pada kulit luar atom pusat

Teori ini merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR. Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan elektron.

Jumlah domain elektron ditentukan sebagai berikut :Setiap PEI ( baik itu ikatan tunggal, rangkap 2

maupun rangkap 3 ) berarti 1 domain.Setiap PEB berarti 1 domain.

Prinsip dasar TDE Antar domain elektron pada kulit luar atom pusat, saling tolak-

menolak sehingga domain elektron akan mengatur diri sedemikian rupa sehingga gaya tolaknya menjadi minimum.

Urutan kekuatan gaya tolaknya : PEB – PEB > PEB – PEI > PEI – PEI

Perbedaan gaya tolak ini terjadi karena PEB hanya terikat pada 1 atom saja, sehingga bergerak lebih leluasa dan menempati ruang lebih besar daripada PEI.

Akibat dari perbedaan gaya tolak ini, maka sudut ikatan akan mengecil karena desakan dari PEB.

Domain yang terdiri dari 2 atau 3 pasang elektron ( ikatan rangkap 2 atau 3 ) akan mempunyai gaya tolak yang lebih besar daripada domain yang hanya terdiri dari sepasang elektron.

Bentuk molekul hanya ditentukan oleh PEI.

Senyawa biner berikatan tunggalDirumuskan :

EV = jumlah elektron valensi atom pusat

B = jumlah PEBI = jumlah PEI ( jumlah atom yang terikat

pada atom pusat )

2] IEV[B

Dengan demikian, tipe molekul dapat ditentukan dengan urutan sebagai berikut :

-Tentukan jumlah EV atom pusat.-Tentukan jumlah domain elektron ikatan atau PEI ( I ).

-Tentukan jumlah domain elektron bebas atau PEB ( B ).

Senyawa Biner Berikatan Rangkap

Dirumuskan :

EV = jumlah elektron valensi atom pusatB = jumlah PEBI ’ = jumlah elektron yang digunakan atom

pusat

2] 'IEV[B

POCl3

Jumlah EV atom pusat (P ) = 5 Jumlah PEI ( I ) = 4; tetapi jumlah

elektron yang digunakan atom pusat = 3 x 1 ( untuk Cl ) + 1 x 2 ( untuk O ) = 5

Jumlah PEB ( B ) = Tipe molekulnya = A I4 ( Tetrahedral ).

Teori Hibridisasi (Teori Ikatan Valensi) Hibridisasi adalah peristiwa

pembentukan orbital hibrida ( orbital gabungan ) yang dilakukan oleh suatu atom pusat.

Orbital hibrida adalah beberapa orbital ( dalam suatu atom ) yang tingkat energinya berbeda bergabung membentuk orbital baru dengan tingkat energi yang sama guna membentuk ikatan kovalen.