bab 10 bentuk molekul - teknik kimia | chemical ...bentuk geometri molekulnya.geometri (bentuk)...

14
BAB 10 BENTUK MOLEKUL 10.1 PENGGAMBARAN MOLEKUL DAN ION DENGAN STRUKTUR LEWIS Dalam penggambaran molekul/ion dengan struktur Lewis kita harus mengetahui rumus senyawa dan posisi relatif masing-masing atom. Jumlah total elektron valensi dari seluruh atom didistribusikan keseluruh atom yang berikatan dan sisanya menjadi pasangan elektron sunyi (tak berikatan). 1. Menggunakan Kaidah Oktet untuk Menggambarkan Struktur Lewis Kaidah oktet merupakan kecendrungan unsur-unsur untuk memenehi jumlah elektron terluarnya dengan 8 buah elektron (2 untuk hidrogen). Dengan kata lain suatu unsur harus berikatan dengan unsur lain untuk berbagi elektron valensi terluarnya agar dapat menyerupai gas mulia. A. Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Tunggal Ikatan tunggal adalah ikatan yang terbentuk antara atom yang masing- masing menyumbangkan 1 elektron untuk berikatan, sehingga memenuhi kaidah oktet. Contoh : Struktur Lewis untuk Nitrogen Trifluorida (NF3) Penjelasan : 1. Tempatkan atom relatif terhadap atom lain, atom dengan nomor golongan lebih rendah berada ditengah, jika sama maka atom dengan periode lebih tinggi karena atom yang kurang elektronegatif diposisikan pada pusat/tengah . Dalam hal ini atom N memiliki nilai keelektronegatifan yg lebih kecil dibandingkan lainnya ( keelektronegatifan N=3, F=4), sehingga kerangka struktur untuk NF3 adalah:

Upload: truongquynh

Post on 25-Feb-2018

264 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

BAB 10

BENTUK MOLEKUL

10.1 PENGGAMBARAN MOLEKUL DAN ION DENGAN STRUKTUR LEWIS

Dalam penggambaran molekul/ion dengan struktur Lewis kita harus

mengetahui rumus senyawa dan posisi relatif masing-masing atom. Jumlah

total elektron valensi dari seluruh atom didistribusikan keseluruh atom yang

berikatan dan sisanya menjadi pasangan elektron sunyi (tak berikatan).

1. Menggunakan Kaidah Oktet untuk Menggambarkan Struktur Lewis

Kaidah oktet merupakan kecendrungan unsur-unsur untuk memenehi jumlah

elektron terluarnya dengan 8 buah elektron (2 untuk hidrogen). Dengan kata lain

suatu unsur harus berikatan dengan unsur lain untuk berbagi elektron valensi

terluarnya agar dapat menyerupai gas mulia.

A. Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Tunggal

Ikatan tunggal adalah ikatan yang terbentuk antara atom yang masing-

masing menyumbangkan 1 elektron untuk berikatan, sehingga memenuhi

kaidah oktet.

Contoh : Struktur Lewis untuk Nitrogen Trifluorida (NF3)

Penjelasan : 1. Tempatkan atom relatif terhadap atom lain, atom dengan

nomor golongan lebih rendah berada ditengah, jika sama

maka atom dengan periode lebih tinggi karena atom yang

kurang elektronegatif diposisikan pada pusat/tengah .

Dalam hal ini atom N memiliki nilai keelektronegatifan yg

lebih kecil dibandingkan lainnya ( keelektronegatifan N=3,

F=4), sehingga kerangka struktur untuk NF3 adalah:

Page 2: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

Atom yang memiliki jumlah yang sedikit, dan

keelektronegatifan yang kecil dapat dipastikan itu sebagai

atom pusatnya, dan atom halogen berada disekitarnya.

2 . Tentukan jumlah elektron valensi. N adalah grup 5 dan F

adalah grup 7. Jadi kita memiliki:

[1 x N (5e-)] + [3 x F(7e-)] = 26 valensi e-

3 Buat garis ikatan tunggal dari atom pusat ke seluruh atom

sekelilingnya, jadi jumlah elektron untuk setiap ikatan

berjumlah 2. Tiga iktantunggalmenggunakan 6e-, jadi 26e-

dikurangi 6e- yang bersisa 20e-

4. Distribusikan elektron tersisa sedemikian rupa, sehingga

semua atom memiliki elektron valensi delapan (oktet)

B. Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Rangkap

Ikatan ganda adalah ikatan yang terbentuk antara atom yang masing-

masing menyumbangkan 2 elektron untuk berikatan, sehingga memenuhi

kaidah oktet. Langkah langkah pembuatannya sama seperti ikatan tunggal,

tetapi perlu tambahan untuk menemukan atom yang dapat membentuk ikatan

rangkap. Contoh : C2H4

Page 3: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

2. Resonansi : Delokalisasi Pasangan Ikatan Elektron

Seringkali terjadi satu ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal

dan membentuk 2 struktur Lewis yang identik. Misalnya senyawa ozon (O3).

Struktur I dan II identik .

Contoh : Resonansi ion nitrat (NO3-)

Penyelesaian : Karena nitrogen memiliki lima elektron valensi, dan oksigen

masing-masing memiliki enam elektron valensi dan terdapat

muatan total negatif -1, maka jumlah totalelektron valensi ada [5e-

+ (3 x 6e-) + 1] = 24e-. Ketiga struktur resonansi berikut adalah

ekuivalen.

3. Muatan formal : Pemilihan yang Lebih Penting dari Struktur Resonansi

Muatan formal adalah jumlah nilai dari elektron valensi yang bermuatan

negatif dari seluruh elekron valensi yang tidak terbagi dan setengah dari elektron

valensi yang dibagi. Jadi,

Muatan atom formal=

Jumlah elektron valensi – (jumlah elektron valensi yang tidak terbagi + 0,5 jumlah

elektron velensi yang terbagi)

Tiga kriteria untuk menentukan struktur resonansi yang lebih penting:

1. Muatan formal yang lebih kecil lebih baik sampai yang terbesar

2. Muatan formal yang sama-sama memiliki nonzero dalam atom tidak lebih baik

3. Muatan formal yang lebih negatif harus ditukar dengan atom yang memiliki

keelektronegatifan lebih

Page 4: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

4. Pengecualian Kaidah Oktet

Aturan oktet berlaku terutama untuk unsur-unsur perode kedua.

Pengecualian kaidah oktet dibagi mejadi tiga kategori yaitu:

A. Oktet tak lengkap

Beberapa senyawa, jumlah elektron di sekitar atom pusat dalam suatu

molekul yang stabil dapat kurang dari delapan. Misalnya Berilium Hidrida

(BeH2)

Dapat diketahui hanya ada 4 elektron di sekitar atom pusat, dan tidak

ada kemungkinan untuk menambahkan sejumlah elektron agar terisi 8.

Contoh lain Boron Trifluorida (BF3) yang memiliki 6 pasangan elektron di

sekitar inti.

Maka dengan itu senyawa ini memiliki kecendrungan untuk menarik

pasangan elektron bebas. Sebagai contoh BF3NH3

Page 5: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

B. Molekul Berelektron Ganjil

Beberapa molekul mempunyai jumlah elektorn yang ganjil, misalnya

Nitrogen Oksida (NO), dan Nitrogen Dioksida (NO2)

Aturan oktet tidak memungkinkan terjadi pada molekul berelektron

ganjil, karena untuk memenuhi kaidah oktet diperlukan pasangan elektron

yang lengkap.

C. Oktet yang diperluas

Senyawa yang memiliki atom pusat dengan elektron valensi lebih dari

delapan 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. Misalnya, P dalam PCl5 dan S dalam

SF6

10.2 Teori VSEPER (Valence-Shell Electron Pair repulsion) Bentuk Molekul

Teori Tolakan pasangan elektron (VSEPR) akan menjelaskan susunan

elektron dalam suatu atom yang berikatan. Posisi elektron ini akan mempengaruhi

bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang

susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron

atom dalam pusat dalam molekul, pasangan elektron ini baik yang berikatan maupun

yang bebas.Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pain Repulsion) yaitu teori tolak

menolak pasangan – pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat.

Page 6: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

1. Penyusunan Elektron dan Bentuk Molekular

Page 7: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

2. Bentuk Molekul dengan Dua Pasangan Elektron (Linear)

Dari Tabel tabel diatas dapat dijelaskan bahwa apabila dalam

membentuk ikatan terdapat 2 pasang elektron, maka bentuk molekul yang

stabil adalah linear, hal ini karena pada molekul tersebut tolakan minimum

terjadi pada sudut 1800.

Tipe molekul : AX2

Contoh senyawa : CO2, BeCl2

3. Bentuk Molekul dengan Tiga Pasangan elektron (Segitiga Sama Sisi)

Apabila terdapat 3 pasang elektron tolakan minimum terjadi

apabila sudut ikatan yang dibentuk adalah 1200, atau dengan kata lain

bentuk molekul yang terbentuk adalah segitiga. Dengan adanya tiga

ikatan elektron, maka dapat dimungkinkan 2 bentuk molekul yang akan

terbentuk, yaitu molekul dengan ₂ PEI(Trigonal Planar), dan bentuk 2 PEI

(Pasangan Elektron Ikat) dengan 1 PEB (Pasangan Elektron Bebas)

Page 8: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

A Tiga Pasangan Elektron Ikat (PEI).

Tipe molekul AX3

Contoh molekul : BF3, NO3-, SO3

Efek Ikatan Rangkap Dua

Gaya tolak ikatan rangkap dua lebih besar dari gaya tolak rangkap

tunggal. Maka dengan itu sudut ikatan sebenarnya menyimpang dari sudut

ikatan idealnya, oleh karena itu sudut yang diberikan ikatan rangkap dua

juga lebih besar.

Page 9: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

Efek Pasangan Elektron Bebas (PEB)

Adanya Pasangan Elektron Bebas, akan berpengaruh pada bentuk

molekul itu sendiri. Misalnya pada bentuk molekul trigonal planar. Jika

terdapat PEB dalam molekul tersebut maka bentuk molekulnya berubah

menjadi V Planar, bukan lagi trigonal planar. Sebab PEB berpengaruh

besar terhadap sudut ikatannya, karena gaya tolak menolak PEB dengan

PEI lebih besar daripada sesama PEI. Hal itu terjadi karena gaya tolak PEB

selalu lebih besar dari PEI.

4. Bentuk Molekul dengan Empat Pasangan elektron (Tetrahedron)

A. Tetrahedral

Molekul atau ion yang memiliki Pasangan Elektron Ikat (PEI) sebanyak

4 buah dapat kita namakan tetrahedral dengan besar sudut 109,5.

Tipe Molekul : AX4

Contohnya : CCl4

Page 10: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

B. Segitiga Piramidal

Jika salah satu elektron adalah Pasangan Elektron Bebas (PEB), maka

molekul akan berubah bentuk menjadi segitiga piramidal. Sudut ikatan

akan berkurang karena PEB akan menolak Pei lainnya, sehinnga jarak

antara Pei semakin kecil dengan besar sudut 107,3.

Tipe Molekul : AX3E

Contohnya : NH4+

C. Bentuk V

Ketika terdapat 2 PEI dan 2 PEB maka molekul akan membentuk

“bentuk V”. Sudut ikatannyapun akan semakin lebih berkurang, karena

terdapat 2 PEB dalam ikatan ini, oleh sebab itu sudutnya menjadi

104,5.

Tipe Molekul : AX2E2

Contohnya : H2O

5. Bentuk Molekul dengan Lima Pasangan Elektron (Trigonal

Bipiramidal)

Page 11: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

A. Trigonal Bipiramida

Lima pasangan elektron akan membentuk molekul menjadi trigonal

bipiramida.Molekul ini memiliki dua posisi PEIdi sekitarnya dan

memiliki dua sudut ikatan ideal. Sudutnya yaitu 120 dan 90. Gaya

tolakan yang lebih besar membentuk sudut 120 sedangkan yang kecil

90.

Tipe Molekul : AX5

Contohnya : PCl5

B. Tetrahedral Tak Simetris (Bentuk Gergaji)

Bila terdapat 4 PEI dan 1 PEB, maka molekul berubah menjadi bentuk

gergaji dengan sudut 101,5 dan 86,6

Tipe Molekul : AX4E

Contohnya : SF4

Page 12: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

C. Huruf “T”

Bila terdapat 3 PEI dan 2 PEB, maka molekul berubah menjadi huruf

“T” dengan sudut 88,2

Tipe Molekul : AX3E2

Contohnya : BrF₂

D. Bentuk Linear

Molekul yang mmiliki 2 PEI dan 3 PEB bernama bentuk linear. Sudut

ikatannya 180.

Tipe Molekul : AX2E3

Contohnya : I3-

6. Bentuk Molekul dengan Enam Pasangan Elektron (Octahedron)

Page 13: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

A. Oktahedtal

Bila terdapat 6 PEI, maka molekul berubah menjadi bentuk

oktahedron dengan sudut 90

Tipe Molekul : AX6

Contohnya : SF6

B. Segiempat Bipiramidal

Bila terdapat 5 PEI dan 1 PEB, maka molekul berubah menjadi

segiempat bipiramidal dengan sudut 81,9

Tipe Molekul : AX5E1

Contohnya : IF5

C. Segiempat Planar

Molekul yang memiliki 4 PEI dan 2 PEB berbentuk Segiempat Planar.

Tipe Molekul : AX4E2

Contohnya : XeF4

Page 14: BAB 10 BENTUK MOLEKUL - Teknik Kimia | Chemical ...bentuk geometri molekulnya.Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan

MENENTUKAN BENTUK MOLEKUL BERDASARKAN TEORI VSEPR

1. Gambar struktur Lewis

2. Tempatkan susunan seluruh pasangan elektron, dan hitung

jumlahnya di sekitar atom pusat

3. Prediksi sudutnya berdasarkan pengaruh PEB atau ikatan rangkap

4. Gambar dan beri nama bentuk molekul dengan menghitung jumlah

PEI dan PEB

BENTUK MOLEKULDENGAN LEBIH DARI SATU ATOM PUSAT

Senyawa organik biasanya memiliki lebih dari satu atom pusat.

Misalnya Etana (C2H6) dan etanol (C2H5OH)