1. SEJARAH PENEMUAN HIBRIDISASITeori hibridisasi dipromosikan oleh kimiawan Linus Pauling dalam menjelaskan struktur molekul seperti metana (CH4). Secara historis, konsep ini dikembangkan untuk sistem-sistem kimia yang sederhana, namun pendekatan ini selanjutnya diaplikasikan lebih luas, dan sekarang ini dianggap sebagai sebuah heuristik yang efektif untuk merasionalkan struktur senyawa organik.Teori hibridisasi tidaklah sepraktis teori orbital molekul dalam hal perhitungan kuantitatif. Masalah-masalah pada hibridisasi terlihat jelas pada ikatan yang melibatkan orbital d, seperti yang terdapat pada kimia koordinasi dan kimia organologam. Walaupun skema hibridisasi pada logam transisi dapat digunakan, ia umumnya tidak akurat.Sangatlah penting untuk dicatat bahwa orbital adalah sebuah model representasi dari tingkah laku elektron-elektron dalam molekul. Dalam kasus hibridisasi yang sederhana, pendekatan ini didasarkan pada orbital-orbital atom hidrogen. Orbital-orbital yang terhibridisasikan diasumsikan sebagai gabungan dari orbital-orbital atom yang bertumpang tindih satu sama lainnya dengan proporsi yang bervariasi. Orbital-orbital hidrogen digunakan sebagai dasar skema hibridisasi karena ia adalah salah satu dari sedikit orbital yang persamaan Schrdingernya memiliki penyelesaian analitis yang diketahui. Orbital-orbital ini kemudian diasumsikan terdistorsi sedikit untuk atom-atom yang lebih berat seperti karbon, nitrogen, dan oksigen. Dengan asumsi-asumsi ini, teori hibridisasi barulah dapat diaplikasikan. Perlu dicatat bahwa kita tidak memerlukan hibridisasi untuk menjelaskan molekul, namun untuk molekul-molekul yang terdiri dari karbon, nitrogen, dan oksigen, teori hibridisasi menjadikan penjelasan strukturnya lebih mudah.Teori hibridisasi sering digunakan dalam kimia organik, biasanya digunakan untuk menjelaskan molekul yang terdiri dari atom C, N, dan O (kadang kala juga P dan S). Penjelasannya dimulai dari bagaimana sebuah ikatan terorganisasikan dalam metana.

PENGERTIAN HIBRIDISASI Hibridisasi adalah sebuah konsep bersatunya orbital-orbital atom membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom. Konsep orbital-orbital yang terhibridisasi sangatlah berguna dalam menjelaskan bentuk orbital molekul dari sebuah molekul. Konsep ini adalah bagian tak terpisahkan dari teori ikatan valensi. Walaupun kadang-kadang diajarkan bersamaan dengan teori VSEPR, teori ikatan valensi dan hibridisasisebenarnya tidak ada hubungannya sama sekali dengan teori VSEPR.HibridasiPerhatikan konfigurasi elektron Be, B dan CBe : 1s2 2s2B : 1s2 2s2 2p1C : 1s2 2s2 2p2Berilium dapat membentuk senyawa yang bersifat kovalen seperti BeH2 dan BeCl2. Boron dapat membentuk senyawa dengan perbandingan 1:3 seperti BF3 dan BCl3.Pada senyawa karbon yang lebih dari sejuta banyaknya dapat dijumpai atom karbon yang terikat melalui empat pasangan elektron ikatan.Jika ditinjau dari konfigurasi elektron saja, maka dapat diduga bahwa, berilium yang orbitalnya terisi penuh tidak dapat membentuk satu ikatan kovalen, sedangkan karbon hanya dapat membentuk dua ikatan kovalen.Kontradiksi antara pengamatan eksperimen dan ramalan berdasarkan model atom, menunjukkan bahwa model orbital atom masih jauh dari sempurna untuk menjelaskan ikatan kimia.Oleh sebab itu, penyusunan elektron dalam orbital setiap bilangan kuantum utama perlu ditata kembali. Penyusunan kembali orbital dalam sebuah atom, untuk membentuk seperangkat orbital yang ekivalen dalam molekul disebut hibridisasi.Hibridisasi adalah proses pembentukan orbital-orbital hibrida dengan tingkat energi yang sama (orbital-orbital degenerat) dari orbital-orbital asli yang jenis dan tingkat energinya berbeda.1. PROSES HIBRIDISASI Proses hibridisasi berlangsung dalam tahap-tahap berikut :(1) Elektron mengalami promosi ke orbital yang tingkat energinya lebih tinggi. Misalnya pada Be : dari 2s ke 2p)(2) Orbital-orbital bercampur atau berhibridisasi membentuk orbital hibrida yang ekivalen.Contoh 1 : Be mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2. Satu elektron dari 2s mengalami promosi menghasilkan konfigurasi 1s2 2s1 2p1x. Orbital 2s dan 2p1x berhibridisasi membentuk dua orbital hibrida sp yang ekivalen berbentuk garis lurus.Contoh 2 : B mempunyai konfigurasi elektron terluar 2s2 2p1. Suatu elektron dari 2s mengalami promosi menghasilkan konfigurasi elektron 2s1 2p1x 2p1y. Orbital 2s 2px dan 2py berhibridisasi membentuk tiga orbital hibrida sp2 yang ekivalen berbentuk segitiga datar.Contoh 3 : C mempunyai konfigurasi elektron terluar 2s2 2p2. Satu elektron dari 2s mengalami promosi menghasilkan konfigurasi elektron 2s1 2p1x 2p1y 2p1z. Orbital 2s. 2px. 2py dan 2pz berhibridisasi membentuk 4 orbital hibrida sp3 yang ekivalen berbentuk tetrahedral.Contoh 4 : P mengalami konfigurasi elektron terluar 3s2 3p3. Satu elektron dari 3s mengalami promosi menghasilkan konfigurasi elektron 3s1 3p1x 3p1y 3p1z 3d1. Orbital 3s, 3px, 3py, 3pz dan 3d1z membentuk 5 orbital hibrida sp3d yang ekivalen berbentuk trigonal bipiramida.Contoh 5 : S mempunyai konfigurasi elektron terluar 3s2 3p4. Satu elektron dari 3s dan satu elektron dari 3p mengalami promosi menghasilkan konfigurasi elektron 3s1 3p2x 3p1y 3p1z 3d1 3d1x2-y2. Keenam orbitak diatas berhibridisasi membentuk 6 orbital hibrida sp3d2 yang ekivalen dengan bentuk oktahedral.Proses hibridisasi pada pembentukan BeCl2, BCl3, CH4, PCl5 dan SF6 dapat dilihat pada bagan-bagan berikut :(1) Proses hibridisasi pada pembentukan BeCl2(2) Proses hibridisasi pada pembentukan BCl3(3) Proses hibridisasi pada pembentukan CH4(4) Proses hibridisasi pada pembentukan PCl5(5) Proses hibridisasi pada pembentukan SF6(3) Dalam hibridisasi, yang bergabung adalah orbital bukan elektron; dan(4) Sebagian besar orbital hibrid bentuknya mirip tetapi tidak selalu identik.Bentuk Molekul ( Teori Hibridisasi) Teori hibridisasi dipromosikan oleh kimiawan Linus Pauling dalam menjelaskan struktur molekul seperti metana (CH4). Menurut teori ini bentuk molekul ditinjau dari adanya ikatan yang terjadi pada orbital-orbital elektron terluarnya. Hal ini dapat dilihat dalam contoh sebagai berikut:

1. Pembentukan molekul BeCl2Atom Be memiliki 4 elektron, dan konfiguarasi elektronnya adalah : Keadaan dasar :

Mengalami eksitasi menjadi :

Mengalami Hibridisasi membentuk orbital hibrida sp Bentuk Molekul : Linear2. Pembentukan Molekul BH3Atom Be memiliki 5 elektron, dan konfiguarasi elektronnya adalah : Keadaan dasar :

Mengalami eksitasi menjadi :

Mengalami hibridisasi membentuk orbital hibrida sp2

Bentuk molekul : SegitigaBerikut ini tabel pembentukan orbital hibrida dan bentuk molekul : Tabel Pembentukan orbital hibrida dan bentuk molekulJENIS ORBITAL HIBRIDATERBENTUK DARIBENTUK MOLEKUL YANG TERBENTUK

Sp1 orbital s + 1 orbital pLinear

sp21 orbital s + 2 orbital pTrigonal (segitiga)

sp31 orbital s + 3 orbital pTetrahedralTrigonal Piramida (1 PEB)Bentuk V (2 PEB)

sp3d1 orbital s + 3 orbital p + orbital dTrigonal Bipiramida

sp3d21 orbital s + 3 orbital p + 2 orbital dOktahedral

[IKATAN KIMIA] Bentuk Molekul Berdasarkan Teori Domain Elektron 0 komentar Posted in Label: Kimia Bentuk molekul/struktur ruang dari suatu molekul sebelumnya ditentukan dari hasil percobaan akan tetapi dapat diramalkan dengan menggunakan teori domain elektron.

Langkah-langkah dalam meramalkan bentuk molekulMisalnya CH4 (6C dan 1H) dan NH3 (7N)1. Menentukan elektron valensi masing-masing atom.6C : 2 . 4(elektron valensi C = 4)1H : 1(elektron valensi H = 1)7N : 2 . 5(elektron valensi N = 5)

2. Menjumlahkan elektron valensi atom pusat dengan elektronelektron dari atom lain yang digunakan untuk ikatan.

3. Menentukan banyaknya pasangan elektron, yaitu sama dengan jumlah pada langkah 2 dibagi dua.

4. Menentukan banyaknya pasangan elektron terikat dan pasangan elektron bebas.Dalam molekul CH4 terdapat 4 pasang elektron yang semuanya merupakan pasangan elektron terikat (4 elektron dari 1 atom C dan 4 elektron dari 4 atom H).Keempat pasang elektron terikat tersebut membentuk geometri tetrahedral.Dalam molekul NH3 terdapat 4 pasang elektron terdiri atas 3 pasang elektron terikat (3 elektron dari 1 atom N dan 3 elektron dari 3 atom H) dan 1 pasang elektron bebas.Tiga pasang elektron terikat dan sepasang elektron bebas dari NH3 tersebut membentuk geometri trigonal piramida.

Meramalkan bentuk molekul PCl5

15P : 2 . 8 . 517Cl : 2 . 8 . 7

Kelima pasang elektron terikat tersebut akan membentuk geometri trigonal bipiramida.

Meramalkan bentuk molekul XeF2

10Xe : 2 . 89F : 2 . 7

Dua pasang elektron terikat dan tiga pasang elektron bebas tersebut akan membentuk geometri linear (garis lurus).

Konsep HibridisasiKonsep hibridisasi digunakan untuk menjelaskan bentuk geometri molekul. Bentuk molekul itu sendiri ditentukan melalui percobaan atau mungkin diramalkan berdasarkan teori tolakan elektron seperti bahasan di atas. Sebagai contoh, kita perhatikan molekul metana (CH4) mempunyai struktur tetrahedral yang simetris. Masing-masing ikatan karbon hidrogen mempunyai jarak yang sama yaitu 1,1 angstrom dan sudut antara setiap pasang elektron adalah 109,5.

Karbon mempunyai nomor atom 6 sehingga konfigurasi elektronnya: 1s 2s 2p. Konfigurasi elektron atom karbon tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Bentuk hibridisasi CH4 adalah sp atau tetrahedron (bidang 4). Dalam atom karbon tersebut terdapat dua orbital yang masing-masing mengandung sebuah elektron yaitu 2px dan 2py .

Teori domain elektron adalah suatu cara meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori tolak-menolak elektronelektron pada kulit luar atom pusat. Teori tolak-menolak antarpasangan-pasangan elektron kulit valensi atau teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion).Pasangan elektron terdiri dari:

- Pasangan Elektron Ikatan (PEI)- Pasangan Elektron Bebas (PEB)Bentuk molekul/struktur ruang dipengaruhi oleh gaya tolakmenolak pasangan elektron.Adapun urutan gaya tolak-menolak dapat digambarkan sebagai berikut.tolakan (PEB PEB) > tolakan (PEB PEI) > tolakan (PEI PEI)Adanya gaya tolak-menolak ini menyebabkan atom-atom yang berikatan membentuk struktur ruang tertentu dari suatu molekul.

Contoh: molekul CH4

Atom C sebagai atom pusat mempunyai 4 PEI, sehingga rumusnya AX4 dan bentuk molekulnya tetrahedral.

Bentuk Molekul

Teori Tolakan Pasangan Elektron Valensi

Bentuk suatu molekul dapat diketahui melalui eksperimen, misalnya bentuk molekul CH4, BF3, NH3, dan H2O.

Pada molekul CH4 terdapat 4 pasang elektron terikat dan tidak terdapat pasangan elektron bebas.

Pada molekul BF3 terdapat 3 pasang elektron terikat dan tidak terdapat pasangan elektron bebas.

Pada molekul NH3 terdapat 3 pasang elektron terikat dan 1 pasang elektron bebas.

Pada molekul H2O terdapat 2 pasang elektron terikat dan 2 pasang elektron bebas.

Berdasarkan tabel di atas, maka dapat dinyatakan bahwa molekul dipengaruhi oleh banyaknya pasangan elektron terikat dan banyaknya elektron bebas.Berdasarkan beberapa contoh di atas dapat diambil hipotesis bahwa:1. Pasangan-pasangan elektron terikat maupun pasanganpasangan elektron bebas di dalam suatu molekul akan berada di sekitar atom pusat supaya tolak-menolak, sehingga besarnya gaya antara pasangan-pasangan elektron tersebut menjadi sekecil-kecilnya akibatnya pasangan-pasangan elektron akan berada pada posisi yang terjauh.

2. Kedudukan pasangan elektron yang terikat menentukan arah ikatan kovalen, dengan demikian menentukan bentuk molekul.3. Pasangan-pasangan elektron bebas tampaknya mengalami gaya tolak lebih besar daripada pasangan-pasangan elektron terikat. Akibatnya pasangan-pasangan elektron bebas akan mendorong pasangan-pasangan elektron terikat lebih dekat satu sama lain. Pasangan elektron bebas akan menempati ruangan yang lebih luas.