bentuk-bentuk molekul - tekim.undip.ac.· bentuk-bentuk molekul 10. 1. menggambarkan molekul dan ion

Download BENTUK-BENTUK MOLEKUL - tekim.undip.ac.· BENTUK-BENTUK MOLEKUL 10. 1. Menggambarkan Molekul dan Ion

Post on 03-Mar-2019

223 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

BENTUK-BENTUK MOLEKUL

10. 1. Menggambarkan Molekul dan Ion dengan Struktur Lewis

Berikut adalah langkah-langkah dalam menggambarkan molekul dengan ikatan tunggal

menggunakan struktur Lewis:

1) Letakkan atom relatif sesuai dengan grup masing-masing. Meletakkan molekul

dengan nomor atom terendah dengan elektronegativitas yang rendah di pusat,

karena molekul tersebut membutuhkan lebih banyak elektron untuk membentuk

oktet. Contoh:

NF3 (Grup 5A; EN = 3,0). N memiliki lima elektron, maka N membutuhkan 3

elektron lagi yang berasal dari F (Grup 7A; EN = 4,0).

2) Menentukan jumlah total dari elektron valensi yang tersedia. Contohnya, dalam

NF3, N memiliki 5 elektron valensi, dan tiap F memiliki 7:

[1 N(5e)] + [3 F(7e)] = 5e + 21e = 26 elektron valensi

3) Menggambarkan ikatan tunggal dari setiap atom yang mengelilingi atom pusat.

Lalu kurangi 2 elektron tiap ikatan tunggal dari jumlah total elektron valensi yang

ada.

4) Mendistribusikan elektron yang tersisa di dalam ikatan agar setiap atom memiliki

delapan elektron. Pertama, letakkan pasangan elektron bebas di sekitar atom agar

oktet. Apabila ada elektron yang tertinggal, letakkan di sekeliling atom sentral.

Perlu diingat, bahwa hampir semua senyawa memiliki senyawa:

Atom hidrogen membentuk satu ikatan.

Atom karbon membentuk empat ikatan.

Atom nitrogen membentuk tiga ikatan

Atom oksigen membentuk dua ikatan.

Halogen membentuk satu ikatan ketika mereka berada di

sekeliling atom; fluorin selalu berada di sekeliling atom.

Contoh Persoalan 10.1

Menulis Struktur Lewis untuk Molekul dengan Satu Atom Sentral.

Persoalan: Tuliskan struktur Lewis untuk CCl2F2, salah satu komponen yang

berperan dalam penipisan ozon stratosfir.

Solusi:

1. Tempatkan atom relatif satu sama lain. Pada CCl2F2, karbon memiliki golongan

dan elektronegatifitas terendah, maka karbon sebagai atom sentral. Atom-atom

halogen lainnya berada di sekeliling atom karbon, namun posisi spesifik dari

atom-atom tersebut tidak begitu penting.

2. Menentukan jumlah total dari elektron valensi (dari golongan A):

C berada di golongan 4A, F dan Cl berada di golongan 7A. Oleh

karena itu:

[1 C(4e)] + [2 F(7e)] + [2 Cl(7e)] = 32 elektron valensi.

3. Menggambar ikatan tunggal untuk atom sentral dengan mengurangi dua

elektron pada tiap ikatan.

4. Mendistribusikan elektron yang tersisa dalam pasangan, dimulai

dengan atom sekitarnya, sehingga tiap atom memiliki oktet.

Contoh Persoalan 10.2

Menulis Struktur Lewis untuk Molekul dengan Satu Atom Sentral.

Persoalan: Tuliskan struktur Lewis untuk metanol (dengan rumus

molekul CH4O), komponen penting dalam industri alkohol yang

kemudian digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk mesin mobil.

Solusi:

1. Tempatkan atom relatif satu sama lain. Atom H hanya memiliki satu ikatan,

maka atom C dan O harus berdekatan satu sama lain. Mengingat bahwa atom C

memiliki empat ikatan dan O memiliki dua, maka atom H dapat diatur seperti

pada gambar.

2. Temukan jumlah dari elektron valensi:

[1 C(4e)] + [2 O(6e)] + [4 H(1e)] = 14 elektron valensi.

3. Tambahkan ikatan tunggal dan kurangi dua elektron pada setiap ikatan. Lima

ikatan digunakan untuk 10 elektron, jadi 14 elektron 10 elektron menyisakan 4

elektron.

4. Tambahkan elektron yang tersisa pada pasangan. Karbon sudah

oktet, dan tiap H membagi 2 elektronnya dengan atom C;

sehingga untuk 4 elektron valensi yang tersisa, membentuk 2

pasangan elektron bebas pada atom O. Sehingga terbentuk

struktur Lewis untuk metanol.

5) Hal yang melibatkan beberapa ikatan. Jika setelah

langkah ke empat, atom sentral masih tidak oktet, membuat

beberapa ikatan dengan mengubah pasangan elektron bebas dari

salah satu atom yang mengelilingi atom menjadi sepasang ikatan dengan atom

sentral.

Contoh Permasalahan 10.3

Menulis Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Ganda

Persoalan:

a) Etilen (C2H4), reaktan terpenting dalam pembuatan polimer,

b) Nitrogen (N2), gas yang paling berlimpah di atmosfer.

Solusi:

Melakukan langkah 1-4: menempatkan atom, menghitung jumlah total dari

elektron valensi, membuat ikatan tunggal, dan mendistribusikan elektron valensi

yang tersisa k dalam pasangan untuk mencapai oktet. Lalu dilanjutkan dengan

langkah kelima, yaitu:

a. Untuk C2H4. Setelah langkah 1-4, yang perlu dilakukan adalah

Mengubah pasangan elektron bebas menjadi ikatan berpasangan. Atom C di

sebelah kanan sudah oktet, namun atom C di sebelah kiri hanya memiliki enam

elektron, maka kita mengkonversi pasangan elektron bebas ke ikatan

berpasangan diantara dua atom C:

b. Untuk N2. Setelah langkah 1-4, yang perlu dilakukan adalah :N=N:

Karena N tidak oktet, maka pasangan elektron bebas diubah menjadi sepasang

ikatan. Dalam hal ini, memindahkan satu pasangan elektron bebas tidak

membuat N menjadi oktet. Oleh karena itu, pasangan elektron

bebas dari N dipindahkan untuk membuat ikatan rangkap tiga:

Resonansi: Pasangan Elektron Ikatan yang Terdelokalisasi

Molekul ditunjukkan dengan lebih tepat menggunakan dua struktur Lewis, yang

disebut struktur resonansi (atau bentuk resonansi), dan dua arah panah

resonansi di antaranya. Struktur resonansi memiliki penempatan atom relatif yang sama

namun berbeda lokasi ikatan dan pasangan elektron bebasnya. Kita dapat mengkonversi satu

bentuk resonansi ke bentuk lainnya dengan memindahkan pasangan elektron bebasnya ke

posisi ikatan, begitu sebaliknya:

Struktur resonansi bukan penggambaran nyata dari ikatan. Kebutuhan kita akan lebih dari sati

struktur Lewis untuk menggambarkan molekul ozon adalah hasil dari pasangan elektron yang

terdelokalisasi. Dalam ikatan tunggal, ganda, dan rangkap tiga, masing-masing pasangan

elektron tertarik oleh dua buah inti atom yang saling terikat: tiap pasangan elektron

terlokalisasi.

Delokalisasi elektron berdifusi dengan kerapatan elektron selama volume lebih besar,

yang mengurangi gaya tolak-menolak antarelektron dan menstabilkan molekul. Contohnya

benzena (C6H6) yang memiliki dua bentuk resonansi penting, dengan ikatan tunggal dan

ganda yang berbeda posisinya. Molekul sebenarnya memiliki 6 ikatan C-C yang identik

karena ada 6 ikatan C-C dan tiga pasangan elektron yang

terdelokalisasi atas semua 6 atom C, dan sering digambarkan dengan

bentuk lingkaran.

Ikatan parsial, seperti terjadinya resonance hybrids, mengarah pada

ikatan order fraksional. Untuk O3, didapat

ikatan order =

= 1

C-C ikatan order pada benzena adalah 9 pasangan elektron/6 ikatan atom yang saling

berpasangan, atau 1 . Untuk ion karbonat, CO32-, tiga struktur resonansi bisa digambarkan

sebagai berikut,

Contoh Persoalan 10.4

Menulis Struktur Resonansi

Persoalan: Menuliskan struktur Lewis, mengingat untuk menambah 1 elektron ke jumlah total

elektron valensi karena bermuatan ionik 1-. Lalu kita pindahkan satu-satunya

ikatan pasangan untuk menuliskan bentuk resonansi lainnya dan hubungkan

mereka dengan panah resonansi.

Solusi:

Setelah langkah ke 1-4, kita mendapatkan

Langkah kelima. Karena N hanya memiliki 6 elektron, maka satu pasangan elektron bebas

pada atom O diubah untuk membentuk ikatan ganda, yang memberikan masing-masing atom

menjadi oktet. Semua atom O adalah ekuivalen, sehingga kita bisa memindahkan pasangan

elektron bebas dari tiga atom O tersebut dan mendapatkan tiga struktur resonansi:

Muatan Umum: Memilih Struktur Resonansi yang Lebih Penting

Salah satu cara untuk memilih bentuk resonansi yang terpenting adalah dengan menentukan

muatan umum dari suatu atom, muatan ini akan memiliki ikatan yang dibagi rata. Muatan

umum suatu atom adalah jumlah total dari elektron valensi dikurangkan dengan jumlah

elektron valensi dari molekul itu sendiri: memiliki seluruh elektron valensi yang tidak dapat

dibagi dan sebagiannya adalah elektron valensi yang dapat dibagi.

Muatan umum suatu atom = elektron valensi (elektron valensi yang tidak dapat

dibagi + elektron valensi yang dapat dibagi)

Contohnya dalam O3, muatan umum dari oksigen A dalam bentuk resonansi I adalah:

6 elektron valensi (4 elektron valensi yang tidak dapat dibagi + dari 4 elektron valensi

yang dapat dibagi) = 6 4 2 = 0.

Muatan umum dari semua atom di dalam bentuk resonansi dua O3 adalah:

Muatan resmi harus dijumlahkan ke dalam muatan yang sebenarnya pada jenisnya; nol untuk

molekul dan muatan ionik untuk ion. Tiga kriteria yang membantu dalam memilih struktur

resonansi yang lebih penting:

Muatan umum yang lebih kecil (positif atau negatif) lebih baik daripada yang besar.

Seperti muatan umum pada atom yang berdekatan diinginkan.

Muatan atom yang lebih negatif harus berada pada atom yang lebih elektronegatif.

Contoh penerapan tiga kriteria di atas pada ion NCO :

Muatan umum (digunakan untuk memeriksa struktur resonansi), tidak sama dengan

bilanga