kuliah 4 teori ikatan dalam kompleks

8/16/2019 Kuliah 4 Teori Ikatan Dalam Kompleks

1/28

Diktat Kimia Koordinasi

TEORI IKATAN DALAM KOMPLEKS

Teori mengenai ikatan dalam senyawa kompleks mulai berkembang sekitar

tahun 1930. Sampai dengan saat ini ada 3 teori yang cukup menonjol :

• Teori Ikatan Valensi (TIV)

Teori ini menyatakan bahwa dalam senyawa terbentuk ikatan kovalen

koordinasi antara ligan dengan atom dimana pasangan elektron bebas

disumbangkan oleh ligan dan logam menyediakan orbital kosong untuk

ditempati oleh !"# yang disumbangkan oleh ligan

• Teori Medan Kristal

$enurut teori ini ikatan antara logam dan ligan dalam senyawa

kompleks murni merupakan interaksi elektrostatik.

• Teori Orbital Molekul

%alam teori orbital molekul interaksi antara ligan dengan logam pusat

dapat berupa interaksi ionik maupun pembentukan ikatan kovalen

dengan menggunakan pendekatan mekanika gelombang

a. Teori Ikatan Valensi (Valence Bond Theory)

Teori ini dikemukakan oleh &inus !auling sekitar tahun 1931. Teori ini

menyatakan bahwa ikatan antara ligan dengan logam merupakan ikatan

kovalen koordinasi dengan pasangan elektron bebas yang disumbangkan

oleh ligan. &ogam pusat menyediakan orbital'orbital kosong yang telah

mengalami hibridisasi untuk ditempati oleh !"# dari ligan. (enis hibridisasi

orbital menentukan bentuk geometris senyawa kompleks yang terbentuk.

!embentukan ikatan dalam senyawa kompleks juga dapat ditinjau sebagai

reaksi )sam'#asa &ewis dimana ligan merupakan #asa &ewis yang

memberikan !"#.

Hibridisasi Geometris Contoh

sp* Trigonal planar +,g-3'

sp3 Tetrahedral +/n,32*4

d*sp3 5ktahedral +6e7283'

dsp* #ujur sangkar segi empat planar +i72*'

dsp3 #ipiramida trigonal +6e752*4

sp3d* 5ktahedral +6e683'

!embentukan ikatan melibatkan beberapa tahapan meliputi promosi

elektron; pembentukan orbital hibrida; dan pembentukan ikatan antara logam

Bab III Teori Ikatan Dalam Kompleks

14


2/28


dengan ligan melalui overlap antara orbital hibrida logam yang kosong

dengan orbital ligan yang berisi pasangan elektron bebas.

!ada hibridisasi yang melibatkan orbital d ada dua macam kemungkinan

hibridisasi. (ika dalam hibridisasi orbital d yang dilibatkan adalah orbital d

yang berada di luar kulit dari orbital s dan p yang berhibridisasi maka

kompleks yang terbentuk disebut sebagai kompleks orbital luar atau outer

orbital complex . Sebaliknya jika dalam hibridisasi yang dilibatkan adalah

orbital d di dalam kulit orbital s dan p yang berhibridisasi maka kompleks

tersebut dinamakan kompleks orbital dalam atau inner orbital complex .


3/28

hibridisasi d*sp3


3d10 sp3

>arena semua elektron berpasangan maka senyawa bersi?at diamagnetik

+6e7283'; memiliki bentuk geometris oktahedral

6e*8 : +)r 3d8 s*

6e34 : +)r 3d s0

: + )r

3d s1 p0

%ua buah elektron pada orbital d yang semula tidak berpasangan dipasangkan

dengan elektron lain yang ada pada orbital d tersebut sehingga * orbital d yang

semula ditempati oleh kedua elektron tersebut kosong dan dapat digunakanuntuk membentuk orbital hibridal d*sp3

6e34 : +)r

>arena orbital d yang digunakan dalam hibridisasi ini berasal dari orbital d yang

berada disebelah dalam orbital s dan p maka kompleks dengan orbital hibrida

semacam ini disebut sebagai kompleks orbital dalam inner orbital complex 2

+6e7283' : +)r

3d8 d*sp3

5rbital hibrida d*sp3 yang terbentuk diisi oleh pasangan elektron bebas dari ligan

7'

%alam kompleks terdapat satu elektron yang tidak berpasangan sehingga

kompleks bersi?at paramagnetik.

+i72*' memiliki bentuk geometris segiempat planar

i*= : +)r 3d= s*

: +)r3d= s* p0


16


4/28


i*4 : +)r

Salah satu elektron pada orbital d yang tidak berpasangan dipasangkan dengan

elektron lain sehingga salah satu orbital d kosong dan dapat digunakan untuk

membentuk orbital hibrida dsp3

+i72*' : +)r

3d= dsp3

Semua elektron dalam kompleks ini berpasangan sehingga kompleks bersi?at

diamagnetik

Sebagian besar kompleks lebih memilih kon?igurasi kompleks orbital

dalam karena energi yang diperlukan saat hibridisasi untuk melibatkan

orbital d sebelah dalam lebih kecil dibandingkan energi yang

diperlukan untuk melibatkan orbital d sebelah luar. $eskipun demikian

jika dilihat dari pengukuran momen magnetnya beberapa kompleks

ternyata berada dalam bentuk kompleks orbital luar.

7ontoh :

-on +6e683' memiliki bentuk geometris oktahedral. (ika

diasumsikan kompleks ini merupakan kompleks orbital dalam

dengan hanya satu elektron yang tidak berpasangan maka

seharusnya momen magnet senyawa adalah sebesar 1@3 #$.

$enurut hasil pengukuran momen magnet ion +6e683' adalah

sebesar 80 #$ yang akan sesuai jika terdapat lima elektron tidak

berpasangan. #erarti ion 6e34 dalam kompleks mengalami

hibridisasi sp3d* dengan melibatkan orbital d sebelah luar dan

disebut sebagai kompleks orbital luar outer orbital complex 2.

6e*8: +)r 3d8 s*

6e34: +)r 3d s0

: +)r

3d s1 p0 d0

Elektronetralitas dan Backbonding


17

membentuk orbital hibrida dsp3

membentuk orbital hibrida sp3d*


5/28


%alam T-A reaksi pembentukan kompleks merupakan reaksi )sam #asa

&ewis. )tom logam sebagai asam &ewis mendapatkan elektron dari ligan

yang bertindak sebagai basa &ewis sehingga mendapatkan tambahan

muatan negati?. %engan demikian densitas elektron pada atom logam akan

menjadi semakin besar sehingga kompleks menjadi semakin tidak stabil.

!ada kenyataannya senyawa kompleks merupakan senyawa yang stabil

sehingga diasumsikan walaupun mendapatkan tambahan muatan negati? dari

!"# yang didonorkan oleh ligan atom pusat memiliki muatan yang mendekati

nol atau hampir netral. )da dua pendekatan yang dapat digunakan untuk

menerangkan hal ini :

(1) Elektronetralitas

&igan donor umumnya merupakan atom dengan

elektronegativitas yang tinggi sehingga atom ligan tidak

memberikan keseluruhan muatan negati?nya sehingga elektron

ikatan tidak terdistribusi secara merata antara logam dengan ligan

(2) Backbonding

!ada atom logam dengan tingkat oksidasi yang rendah

kerapatan elektron diturunkan melalui pembentukan ikatan balik

backbonding2 atau resonansi ikatan partial. -onpusat memberikan

kembali pasangan elektron kepada ligan melalui pembentukan

ikatan phi π2.

Teori -katan Aalensi cukup mudah untuk dipahami dapat meramalkan

bentuk geometris dari sebagian besar kompleks dan berkesesuaian dengan

si?at kemagnetan dari sebagian besar kompleks.

$eskipun demikian ada beberapa kelemahan dari Teori -katan Aalensi ini.

Sebagian besar senyawa kompleks merupakan senyawa berwarna T-A tidak

dapat menjelaskan warna dan spektra elektronik dari senyawa kompleks.

Selain itu meskipun berkesesuaian dengan si?at kemagnetan senyawa T-A

tidak dapat menjelaskan mengapa kemagnetan senyawa dapat berubah

dengan kenaikan suhu. Teori -katan Aalensi tidak dapat memberikan

penjelasan yang memuaskan mengapa sejumlah kompleks berada dalam


18


6/28


bentuk kompleks orbital luar. >elemahan'kelemahan dari T-A ini dapat

dijelaskan dengan lebih baik oleh Teori $edan >ristal Crystal Field Teory 2.

b. Teori Medan Krista !Crystal Field Theory)Teori ini mula'mula diajukan oleh #ethe 19*92 dan Aleck 1931 B 1932

dan mulai berkembang sekitar tahun 191. Teori ini merupakan usaha untuk

menjelaskan hal'hal yang menjadi kelemahan dari Teori -katan Aalensi.

%alam Teori $edan >ristal T$>2 interaksi yang terjadi antara logam

dengan ligan adalah murni interaksi elektrostatik. &ogam yang menjadi pusat

dari kompleks dianggap sebagai suatu ion positi? yang muatannya sama

dengan tingkat oksidasi dari logam tersebut. &ogam pusat ini dikelilingi oleh

ligan'ligan bermuatan negati? atau ligan netral yang memiliki pasangan

elektron bebas !"#2. (ika ligan merupakan suatau spesi netraltidak

bermuatan maka sisi dipol negati? dari ligan terarah pada logam pusat.

$edan listrik pada logam akan saling mempengaruhi dengan medan listrik

ligan.

%alam Teori $edan >ristal berlaku beberapa anggapan berikut :

a. ligan dianggap sebagai suatu titik muatan

b. tidak ada interaksi antara orbital logam dengan orbital ligan

c. orbital d dari logam kesemuanya terdegenerasi dan memiliki energi

yang sama akan tetapi jika terbentuk kompleks maka akan terjadi

pemecahan tingkat energi orbital d tersebut akibat adanya tolakan dari

elektron pada ligan pemecahan tingkat energi orbital d ini tergantung

orientasi arah orbital logam dengan arah datangnya ligan

Bentuk Orbitald

>arena orbital d seringkali digunakan pada pembentukan ikatan dalam

kompleks terutama dalam teori T$> maka adalah penting untuk

mempelajari bentuk dan orientasi ruang orbital d . >elima orbital d tidak

identik dan dapat dibagi menjadi dua kelompok; orbital t *g dan eg. 5rbital'

orbital t*g BdCy; dCD; dan dyD B memiliki bentuk yang sama dan memiliki orientasi

arah di antara sumbu C y dan D. 5rbital'orbital eg BdC*'y* dan dD* B memiliki

bentuk yang berbeda dan terletak di sepanjang sumbu.


19


7/28

M"

L

L

L

L

L

L

E

F

/ dC*'

y* d

D*

dCy

dCD

dyD

dC*'

y* d

D*d

CDdyD

eg

t*g


Ko!"leks Oktahedral

!ada kompleks oktahedral logam berada di pusat oktahedron dengan ligan di

setiap sudutnya. )rah mendekatnya ligan adalah sepanjang sumbu C y dan D.>arena orientasi arah orbital dC*'y* dan dD* adalah sepanjang sumbu C; y; D dan

menghadap langsung ke arah mendekatnya ligan maka kedua orbital

tersebut mengami tolakan yang lebih besar dari ligan dibandingkan orbital d Cy;

dCD dan dyD yang berada di antara sumbu'sumbu C; y; dan D. %engan demikian

orbital d pada kompleks oktahedral mengalami pemecahan splitting 2 tingkat

energi dimana orbital'orbital eg memiliki tingkat energi yang lebih besar

dibandingkan orbital t*g.


20

C C y

D

d#$

Dy

d$%d#%

y

C

d#&'$& d%&

y

C

08Go


8/28


a2 b2

Gambar a( kompleks oktahedralGambar b( pemecahan energi yang terjadi pada orbital d menjadi orbital eg dan t*g

(arak antara kedua tingkat energi ini diberi simbol ∆0 atau 10%H. Setiap

orbital pada orbital t*g menurunkan energi kompleks sebesar 0∆0 dan

sebaliknya setiap orbital pada orbital eg menaikkan energi kompleks sebesar

08∆0. Tingkat energi rata'rata dari kedua tingkat energi orbital t*g dan eg

merupakan energi hipotetik dari orbital d yang terdegenerasi.

#esarnya harga ∆o terutama ditentukan oleh kuat atau lemahnya suatu

ligan. Semakin kuat medan suatu ligan makin besar pula pemecahan tingkat

energi yang disebabkan sehingga harga∆

0 juga semakin besar. ,arga∆

0

dalam suatu kompleks dapat ditentukan melalui pengukuran spektra arena setiap orbital t*g menurunkan energi sebesar 0∆0 dari tingkat

energi hipotetis setiap elektron yang menempati orbital t*g akanmeningkatkan kestabilan kompleks dengan menurunkan energi kompleks

sebesar 0∆0. #esarnya penurunan energi ini disebut sebagai "nergi

Stabilisasi $edan >ristal 76S" Crystal Field !tabili"ation Energy 2.

Sebaliknya setiap elektron di orbital eg akan menurunkan kestabilan

kompleks dengan menaikkan energi kompleks sebesar 08∆0.

Tabel berikut menunjukkan besarnya 76S" untuk kompleks dengan

kon?igurasi d0

B d10

.


21

dCyGo

0Go


9/28


)*mah ee+tron dKon,i-*rasi

C.SEt&- e-

1 '0∆0

* '0=∆0

3 '1*∆0

kompleks ig spin2 '08∆0

kompleks lo# spin2 '18G0 kompleks ig spin2 0

kompleks lo# spin2 '*0G08 kompleks ig spin2 '0G08 kompleks lo# spin2 '*G0@ kompleks ig spin2 '0=G0@ kompleks lo# spin2 '1=G0

= '1*G09 '08G010 0

#esarnya harga G0 ditentukan oleh jenis ligan yang terikat dengan

logam pusat. ompleks akan menyerap cahaya dengan ?rekuensi yang berkesesuaian

dengan energi yang diperlukan untuk mengeksitasikan elektron dari orbital t *g

ke orbital eg % I G0h hI konstanta !lanck2. %ari pita serapan ini dapat dilihat

intensitas maksimum dari serapan oleh kompleks terletak pada ?rekuensi

berapa.

$enurut hasil studi eksperimen dari spektra sejumlah kompleks

dengan berbagai macam jenis logam pusat dan ligan ternyata ligan'ligan

dapat diurutkan sesuai kemampuannya untuk menyebabkan pemecahan

tingkat energi pada orbital d. %eretan ligan ini disebut %eret Spektrokimia.


22


10/28


I'/ 0r ' / C' / .' / OH' / C&O1&' / H&O / NCS

' / p$ / NH3 / en / bip$ / o'

phen / NO&' / CN'

#istorsi Tetragonal dala! Ko!"leks Oktahedral (#istorsi $ahn Taller)Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya tolakan oleh elektron dari

keenam ligan dalam suatu kompleks oktahedral memecah orbital d menjadi

orbital t*g dan eg. (ika elektron'elektron d dari logam tersusunterdistribusi

secara sistematis maka elektron'elektron tersebut akan memberikan tolakan

yang setara pada keenam ligan sehingga kompleks merupakan suatu

oktahedral sempurna. )kan tetapi jika elektron d terdistribusi secara tidak

merata dalam orbital memiliki penataan yang asimetris2 maka ada ligan

yang mengalami gaya tolak yang lebih besar dibandingkan ligan yang lainnya.

%engan demikian struktur kompleks menjadi terdistorsi.

5rbital'orbital eg berhadapan langsung dengan ligan sehingga

penataan elektron yang asimetris dalam orbital eg akan menyebabkan ligan

mengalami tolakan yang lebih besar dibandingkan ligan lainnya dan

menghasilkan distorsi yang signi?ikan. Sebaliknya orbital'orbital t*g tidak

berhadapan langsung dengan ligan sehingga penataan elektron yang

asimetris dalam orbital t*g tidak memberikan pengaruh yang signi?ikan

terhadap struktur kompleks distorsi yang terjadi biasanya sangat lemah

sehingga tidak terukur.

%enataan si!etris)*mah

ee+tron dt&- e-

Medan

i-anContoh

d0 kuat ataulemah

Ti-A5*; +Ti-A68

*'; +Ti-A7l8*'

d3 kuat atau

lemah

+7r ---oksalat233'; 7r ---,*528

34

dlemah +$n--68

'; +6e---683'

d8kuat +6e--728

'; +7o---,32834

d=lemah +i--68

'; +i,*528*4

d10 kuat ataulemah

+/n--,328*4; +/n--,*528

*4

%enataan asi!etris)*mah

ee+tron d

t&- e-Medan

i-an

Contoh

d lemah 7r4--2; $n---42


23


11/28

perpanjangan pada sumbu D

perpanjangan pada sumbu C dan y


d@kuat 7o4--2; i4---2

d9 kuat danlemah

7u4--2

(ika orbital dD* berisi lebih banyak elektron dibandingkan orbital dC*'y*

maka ligan yang berada pada sumbu D akan mengalami gaya tolak yang lebih

besar dibandingkan keempat ligan lainnya yang berada pada sumbu C dan

y2. Jaya tolak yang tidak seimbang tersebut akan menghasilkan distorsi

berupa perpanjangan oktahedron di sepanjang sumbu D dan disebut sebagai

distorsi tetragonal . &ebih tegasnya distorsi berupa pemanjangan sumbu C

semacam ini disebut sebagai elongasi perpanjangan2 tetragonal.

Sebaliknya jika orbital yang berisi lebih banyak elektron adalah orbital

dC*'y* elongasi akan terjadi sepanjang sumbu C dan sumbu y sehingga ligan

dapat lebih mendekat ke arah logam pusat melalui sumbu D. #erarti akan ada

empat ikatan yang panjang dan dua ikatan yang lebih pendek dan struktur

yang terbentuk mirip dengan oktahedron yang ditekan sepanjang sumbu D.

%istorsi semacam ini disebut kompresi tetragonal .

%istorsi berupa elongasi tetragonal lebih sering terjadi dibandingkan kompresi

tetragonal.

Jambar c2


24


12/28


Jambar d2

Jambar c2 "longasi tetragonal yang terjadi pada suatu kompleks oktahedral. "lektron'

elektron pada orbital dD* menimbulkan gaya tolak yang meneybabkan ligan

pada sumbu D menjauh dari logam pusat

Jambar d2 >ompresi tetragonal. "lektron'elektron pada orbital dC*'y* menimbulkan

gaya tolak yang cukup kuat sehingga ligan'ligan yang terikat pada sumbu C

dan y menjauh dari logam pusat.

%apat disimpulkan bahwa jika pengisian orbital dC*'y

* dan dD* tidak

sama maka akan terjadi distorsi. ,al ini disebut sebagai %istorsi (ahn Taller.

Teorema (ahn'Taller menyatakan bahwa : Ksistem molekuler yang

tidak linear dalam suatu keadaan elektron yang terdegenerasi

tidaklah stabil; dan akan mengalami distorsi untuk menurunkan

simetrinya dan menghilangkan degenerasi yang terjadiL.

KOM%&EK' 'EI EM%T %&*+

(ika logam pusat dalam kompleks memiliki kon?igurasi d = maka enam

elektron akan mengisi orbital t*g dan dua elektron akan mengisi orbital eg.

!enataan elektronnya ditunjukkan dalam Jambar a2. 5rbital'orbital terisioleh eletron secara simetris dan suatu kompleks oktahedral terbentuk.


25

G"eg


13/28


Gambar !e2 !enataan elektron yang simetris di orbital t *g dan eg pada logam dengan

kon?igurasi elektron d=

Gambar !,2 !emecahan tingkat energi orbital eg untuk mencapai kestabilan kedua

elektron mengisi orbital dD* yang tingkat energinya lebih rendah

"lektron yang berada pada orbital dC*'y* mengalami tolakan dari empat

ligan yang berada pada sumbu C dan y; sementara elektron yang ada padaorbital dD* hanya mengalami tolakan dari dua ligan yang berada pada sumbu

D. (ika medan ligan cukup kuat maka perbedaan energi di antara dua orbital

ini orbital dC*'y* dan dD*2 menjadi lebih besar dibandingkan energi yang

diperlukan untuk memasangkan elektron. !emecahan orbital eg ini

ditunjukkan pada Jambar?2.

%alam kondisi demikian kompleks akan menjadi lebih stabil jika orbital

dC*'y* kosong dan kedua elektron yang seharusnya menempati orbital eg ditata

secara berpasangan pada orbital dD* . %engan demikian empat buah ligan

dapat terikat dalam kompleks pada sumbu C dan y dengan lebih mudah

karena tidak mengalami tolakan dari orbital dC*'y* yang telah kosong.

Sebaliknya ligan tidak dapat mendekati logam pusat melalui sumbu D karena

mengalami tolakan yang sangat kuat dari orbital d D* yang terisi dua elektron.

5leh karena itu hanya terbentuk empat ikatan antara logam pusat dengan

ligan dan struktur geometris kompleks menjadi segiempat planar.

>ompleks segiempat planar terbentuk pada ion logam dengan

kon?igurasi elektron d= dan ligan yang memiliki medan yang sangat kuat

misalnya +i--72*'. Semua kompleks !t--2 dan )u--2 merupakan kompleks

segi empat planar meskipun dengan ligan medan lemah.

#esarnya pemecahan energi orbital eg tergantung pada jenis ligan dan logam

yang menjadi ion pusat. !ada kompleks segiempat planar dari 7o --; i-- dan

7u-- orbital dD* memiliki tingkat energi yang hampir sama dengan orbital dCD


26

Jambar e2 Jambar ?2

t*g


14/28


dan dyD. Sedangkan dalam kompleks +!t7l*' orbital dD* memiliki tingkat

energi yang lebih rendah dibandingkan orbital dCD dan dyD.

KOM%&EK' TET+,E#+&

5rientasi ruang dari suatu kompleks dengan geometris tetrahedral

dapat dihubungkan sebagai suatu kubus seperti yang ditunjukkan dalam

Jambar g2.

g2

Gambar -( Struktur kompleks tetrahedral sebagai suatu kubus

#erdasarkan gambar tersebut ligan berada di antara sumbu'sumbu C

y dan D. Sebagaimana yang telah dipaparkan sebelumnya orbital'orbital t *g

dCy dCD dan dyD2 berada di antara sumbu C y dan D sementara orbital'orbital

eg dC*'y* dan dD*2 berada dalam posisi yang berimpit dengan sumbu C y dan D.

5leh karena itu pada kompleks tetrahedron ligan berada lebih dekat dengan

orbital'orbital t*g meskipun posisi ligan tidak tepat berimpit dengan orbital'

orbital tersebut. 5leh karena itu pada kompleks tetrahedron terjadi

pemecahan energi yang berkebalikan dengan pemecahan energi pada

kompleks oktahedron.


27

&ogam pusat

&igan F

E

F

/


15/28


!ada kompleks tetrahedron terjadi pemecahan tingkat energi dimana

orbital t*g mengalami kenaikan tingkat energi karena berada dalam posisi

yang lebih berdekatan dengan ligan2 sementara orbital eg mengalami

penurunan tingkat energi. !emecahan tingkat energi dalam kompleks

tetrahedron ditunjukkan dalam Jambar h2.

h2

Gambar !h2 !emecahan tingkat energi yang terjadi dalam kompleks tetrahedron


16/28


Teori $edan >ristal didasarkan atas asumsi bahwa interaksi yang

terjadi antara ligan dan logam pusat murni merupakan interaksi elektrostatik.

Teori ini dapat menjelsakan bentuk geometris; spektra; dan kemagnetan dari

senyawa kompleks dengan memuaskan. $eskipun demikian teori ini

mengabaikan kemungkinan terbentuknya ikatan kovalen dalam kompleks hal

ini ternyat bertentangan dengan ?akta yang diperoleh sdari sejumlah

eksperimen. #eberapa kelemahan dari Teori $edan >ristal adalah sebagai

berikut :

1. Sejumlah senyawa dengan tingkat oksidasi nol misalnya pada

kompleks +i752 tidak mengalami gaya tarik'menarik

elektrostatik antara logam dengan ligan sehingga dapat dipastikan

bahwa ikatan yang terbentuk dalam kompleks merupakan suatu

ikatan kovalen

*. imia.


29


17/28

1s 1s

1s 1s


%EMBE*T-K* O+BIT&

!embentukan ikatan melalui orbital M yang paling sederhana dapat

dicontohkan dalam pembentukan ikatan antar atom hidrogen dalam molekul

,*.

%ari diagram di atas dapat dilihat bahwa tiap atom , memiliki masing'

masing satu buah elektron pada orbital 1s. kedua orbital atom , tersebut

kemudian bergabung membentuk orbital molekul M sehingga terbentuk dua

macam orbital orbital M yang merupakan orbital bonding dan orbital MN yang

merupakan orbital antibonding. Sesuai dengan aturan ,und maka mula'

mula elektron dari salah satu atom , mengisi orbital molekul M yang

terbentuk kemudian elektron dari atom , yang lain juga mengisi orbital M

tersebut. %engan terbentuknya orbital molekul yang diisi oleh elektron dari

kedua atom , maka terbentuklah ikatan antar atom , tersebut menjadi

molekul ,*. $olekul ,* ini merupakan molekul yang stabil karena elektron'

elektronnya berada pada orbital molekul M yang tingkat energinya lebih

rendah dibandingkan tingkat energi orbital atom pembentuknya.

!embentukan orbital molekul ini dapat digunakan untuk menjelaskan

ketidakstabilan dari molekul ,e*. !erhatikan diagram berikut :


30

orbital MN orbital molekul antibonding2

orbital M orbital molekul bonding2

,,

,*

orbital MN orbital molekul antibonding2


18/28


Setiap atom ,elium memiliki dua elektron pada setiap orbital 1s. saat

orbital'orbital atom 1s dari kedua atom ,elium tersebut membentuk orbital

molekul terbentuk * macam orbital molekul pula orbital M dan MN. "lektron'

elektron mula'mula mengisi orbital bonding M yang tingkat energinya lebih

rendah kemudian mengisi orbital antibonding MN. >arena baik orbital bonding

maupun orbital antibonding sama'sama terisi elektron maka keduanya akan

saling meniadakan sehingga molekul ,e* menjadi sangat tidak stabil.

>edua contoh diatas menunjukkan pembentukan orbital molekul untuk

molekul diatomik yang heterogen sehingga orbital atom yang digunakan

dalam pembentukan orbital molekul memiliki tingkat energi yang sama. !ada

molekul diatomik yang heterogen atom yang lebih elektronegati? orbital

atomnya memiliki tingkat energi yang lebih rendah. !erbedaan tingkat energi

antar orbital atom dari dua atom berbeda yang saling berikatan merupakan

ukuran dari si?at ionik ikatan yang terbentuk antara kedua atom tersebut.

Sedangkan perbedaan tingkat energi antara orbital bonding molekul yang

terbentuk dengan orbital atom dari atom yang tingkat energinya lebih rendah2

merupakan ukuran si?at kovalen ikatan yang terbentuk.


19/28


!ada diagram tersebut atom # memiliki tingkat energi yang lebih

rendah dibandingkan orbital atom ). 5leh karena itu orbital molekul 5$2 M

yang terbentuk memiliki karakteristik yang lebih mirip dengan orbital atom #.

Selisih energi antara orbital atom ) dan orbital atom # dinotasikan dengan a

menunjukkan ukuran si?at ionik ikatan yang terbentuk antara ) dan #.

Sedangkan selisih energi antara 5$ M dengan orbital atom # dinotasikan

dengan b menunjukkan si?at kovalen ikatan )#.

%EMBE*T-K* O+BIT& MO&EK-& #&M 'E*/0 KOM%&EK'

!ada senyawa kompleks orbital molekul terbentuk sebagai

gabungankombinasi dari orbital atom logam dengan orbital atom dari ligan.

5rbital atom logam dapat bergabung dengan orbital atom ligan jika orbital'

orbital atom tersebut memiliki simetri yang sama.


20/28


membentuk orbital molekul π dengan orbital atom dari ligan yang tidak searah

dengan orbital atom logam.

&igan dapat membentuk orbital molekul dengan orbital logam jika

posisinya segaris dengan logam atau berada tepat pada sumbugaris

penghubung ion pusat dan ligan. )dapun orbital atom dari ligan yang dapat

bergabung dengan orbital atom dari logam adalah orbital s atau orbital hasil

hibridisasi antara orbital s dan p.

>arena jauh lebih banyak orbital dan elektron yang terlibat maka

diagram pembentukan orbital molekul dalam senyawa kompleks lebih rumit

dibandingkan diagram pembentukan orbital molekul untuk molekul diatomik

sederhana.


21/28


!ada kompleks +7o,328 orbital'orbital s pC py pD 3dC*'y

* dan

3dD* dari logam 7o bergabung dengan keenam orbital pC dari atom ligan ,3

membentuk orbital molekul. 5rbital molekul M yang terbentuk masing'masing

diisi dengan sepasang elektron dari ligan ,3. 5rbital 3dCy 3dCD dan 3dyD dari

7o34 tidak bergabung membentuk orbital molekul ketiga orbital tersebut

merupakan orbital nonbonding non ikatan2 dalam kompleks ini. Selisih antara

tingkat energi nonbonding dengan orbital MN orbital antibonding2 merupakan

harga Δ0 dari kompleks tersebut. %alam T5$ splittingpemecahan tingkat

energi yang terjadi merupakan akibat dari kovalensi. $akin besar

kovalensimakin besarpula harga Δ0. %alam kompleks +7o,32834 tersebut

harga Δ0 cukup besar sehingga semua elektron lebih memilih untuk mengisi

orbital nonbonding kompleks merupakan kompleks lo# spin. >arena semua

elektron dalam kompleks berpasangan maka dapat diramalkan bahwa

kompleks tersebut bersi?at diamagnetik.

!ada kompleks +7o683' selisih tingkat energi antara orbital

nonbonding dengan orbital antibonding orbital MN yang terbentuk relati? cukup

kecil sehingga elektron dapat mengisi orbital MN terlebih dahulu. >ompleks ini

merupakan kompleks ig spin. %iagram pembentukan orbital molekul pada

kompleks +7o683' dapat dilihat berikut ini :


34

Ms

Mp

Md8 orbital pC dari 8 ligan,3masing'masing berisi *elektron

s

p

MNs

MNp

G0


22/28

'

' 4

' 4 4

4 4 ' '4 '


5rbital'orbital 3dC*'y

*; 3dD*; s; pC; py; dan pD dari logam bergabung

dengan 8 buah orbital pC dari keenam ligan 6' yang mengelilingi logam pusat

tersebut. 5rbital'orbital t*g dari logam membentuk orbital nonbonding atau

non'ikatan. Selisih tingkat energi antara orbital nonbonding ini dengan orbital

antibonding MN yang terbentuk dinotasikan dengan O0. !ada kompleks

+7o683' karena harga O0 relati? cukup kecil maka sebelum mengisi orbital

nonbonding secara berpasangan elektron dari ligan mengisi orbital MN

terlebih dahulu. )kibatnya setiap orbital MN yang merupakan orbital

antibonding masing'masing terisi satu buah elektron. Terisinya orbital

antibonding ini mengakibatkan ikatan antara logam 7o dengan ligan , 3

tersebut menjadi lebih lemah. >arena dalam kompleks terdapat sejumlah

elektron yang tidak berpasangan maka dapat diramalkan bahwa kompleks

+7o683' merupakan kompleks yang bersi?at paramagnetik.

%EMBE*T-K* O+BIT& 1

Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya orbital M dapat terbentuk

antar orbital atom dengan simetri yang sama. )dapun orbital P dapat

terbentuk antara orbital pC py pD dCy dCD dan dyD dari logam dengan orbital

atom dari ligan yang tidak searah dengan orbital logam. Salah satu contoh

bagaimana orbital P dapat terbentuk antara orbital atom dari logam dengan

orbital atom yang dimiliki ligan ditunjukkan dalam gambar berikut :


35

3d

C*'y* D* #$ #% $% orbital non bonding

Ms

Mp

Md

MNd

8 orbital pC dari 8 ligan 6'

masing'masing berisi * elektron


23/28

4

'4

'

4

'

4

'4

'


Jambar i2

Gambar !i2 >ombinasi orbital dCD dari logam dengan orbital py dan pD dari ligan

%ari Jambar i2 di atas dapat dilihat bahwa orbital d CD berada sejajar

dengan orbital py dan pD dari ligan sehingga kombinasi dari orbital atom

logam dan orbital atom ligan tersebut dapat menghasilkan orbital molekul π.

Selain dari penggabungan orbital dCD dari logam dengan orbital py dan pD

orbital molekul π juga dapat terbentuk dari penggabungan antara orbital p D

dari logam dengan orbital pD dari ligan. -lustrasi kedua orbital atom tersebut

dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

j2


36


24/28


Gambar !2 !osisi orbital atom pD dari logam dan orbital pD ligan berada dalam posisi yang

sejajar sehingga juga dapat bergabung dan menghasilkan orbital molekul π.

(ika pada pembentukan ikatan M ligan berperan sebagai #asa &ewis

yang menyumbangkan pasangan elektron maka dalam pembentukan ikatan

π ini ligan dapat bertindak sebagai asam &ewis yang menerima pasangan

elektron yang didonorkan oleh logam.

)danya ikatan π akan memperkuat ikatan antara logam dengan ligan

sehingga meningkatkan kestabilan kompleks. Selain itu konsep mengenai

pembentukan ikatan π juga dapat menjelaskan urutan kekuatan ligan dalam

%eret Spektrokimia.

&igan dapat berperan sebagai akseptor π atau donor π tergantung

keterisian orbital π yang dimiliki oleh ligan tersebut.

(a) .igan akseptor π

Sejumlah ligan seperti 75 7' dan 54 memiliki orbital π kosong yang

dapat bertumpang tindih dengan orbital t*g dari logam membentuk

ikatan π. -nteraksi semacam ini seringkali disebut sebagai

pembentukan ikatan balik backbonding 2. Tingkat energi dari orbital π

yang dimiliki ligan ini seringkali lebih tinggi dibandingkan tingkat energi

dari logam sehingga dapat menaikkan harga G0. &igan'ligan semacam

ini merupakan ligan medan kuat dan pada %eret Spektrokimia berada

di sebelah kanan.

(b) .igan onor π

Sejumlah ligan tertentu memiliki orbital π yang telah terisi elektron dan

mengalami overlap dengan orbital t*g dari logam menghasilkan ikatanπ. Qapatan elektron akan ditrans?er dari ligan menuju logam melalui

ikatan π ini. Selain dari ikatan π yang terbentuk tadi trans?er elektron

dari ligan ke logam juga terjadi melalui ikatan M. -nteraksi semacam ini

lebih sering terjadi pada kompleks dari logam dengan bilangan

oksidasi yang tinggi sehingga logam tersebut Lkekurangan elektronL.

5rbital π dari ligan biasanya memiliki tingkat energi yang lebih rendah

dibandingkan orbital t*g logam sehingga delokalisasi elektron π dari


37


25/28


ligan melalui cara ini akan memperkecil harga G0. &igan yang

merupakan donor π terletak di sebelah kiri dari %eret Spektrokimia.


38


26/28


LATIHAN

). Terangkan yang dimaksud dengan ligand atom pusatlogam transisi

dan ligand

#. )pa yang dimaksud dengan asam &ewis basa lewis dan tentukanasambasa lewis dalam senyawa komplek.

7. #uat struktur lewis dari ligan berikut dan tentukan unsur pendonor

elektron buat lingkaran2

a. Ion thiocyanate

b. Karbon monoksida

c. Ion oksalat

%. Tentukan #asa lewis asam lewis donor atom dan bilangn koordinasi

senyawa komplek berikut

a. [i!"3#6$2%

b. [Co(NH3)4Cl2]Cl

". #uat contoh'contoh ligand tentukan unsur yang bertindak sebagai

asam lewis dan sebutkan nama ligandnya

c. &igand mono dentat 8 contoh2

d. #identat 3 contoh2

e. Threedentat * contoh2

?. Tetradentat 1 contoh2

6. Terangkan aplikasikegunaan dari senyawa komplek dalam industri

lingkungan dan dalam kehidupan sehari'hari

J. #uat kon?igurasi elektronik unsur 7r 7o*4 Ti4 !t #r '

,. Tentukan bilangan oksidasi senyawa berikut

a. [Co(NH3)4Cl2]Cl

b. K[Pt(NH3)Cl3]

-. Tentukan bridisasi senyawa komplek berikut dan ganbar struktur

geometisnya

c. &e!"3#6$%3

d. [i'l4$%2

e. [(t!"3#5'l$

%3

(. Sebutkan nama senyawa komplek berikut


39


27/28


a. +6e,*5252*4

b. +7o7l*'

c. ['r!"3#3!"2)#3$'l3

d. !"4#2[i!'2)4#2!"2)#2$e. *entaamminechloro*latin+m!I,# chloride

?. dichlorobis!ethylenediamine#*latin+m!I,# -loride

g. (otasi+m tetrachloronickelate!II#

>. ambarkan str+kt+r senya/a kom*lek berik+t

a. !"4#2[i!'2)4#2!"2)#

2$

b. 6e,*5252*4

1. #erdasarkan Teori -katan Aalensi jelaskan bentuk geometris dari ion

kompleks +,g-3'R

*. #erdasarkan Teori -katan Aalensi ramalkan jumlah elektron tidak

berpasangan dalam kompleks +i7l*'; +i72

*'; dan +7u,32*4R

3. (elaskan dengan menggunakan Teori -katan Aalensi mengapa kompleks

+i7l*' dan +i752 sama'sama memiliki bentuk geometris tetrahedral

tetapi momen magnetiknya berbedaR

.


28/28


@. ,itunglah jumlah elektron tidak berpasangan dan harga 76S" dari

kompleks :

a. +6e,*52834 b. +7r,32834 c. +7o7l*'

=. #erikan alasan mengapa semua kompleks oktahedral dari ion 7o34

merupakan kompleks spin rendah yang bersi?at diamagnetikR

9. >ompleks 7o--2 stabil dalam geometris tetrahedral akan tetapi i--2 lebih

stabil dalam geometris segi empatplanar. (elaskanR

10. -on 7o34 membentuk kompleks oktahedral amonia yang lebih stabil

dibandingkan kompleks amonia oktahedral dari ion 7o*4. )kan tetapi

kompleks 7o34 dengan ligan ,*5 dalam geometris oktahedral kurang

stabil dibandingkan ion 7o*4 yang membentuk kompleks dengan ligan

dan geometris yang sama. (elaskan mengapaR

41

kuliah 4 teori ikatan dalam kompleks

Documents