TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO

BENTUK MOLEKUL KIMIA UMUM

EKO NOVIARIYONO

21030112120

1

BENTUK MOLEKUL

10.1 Menggambarkan Molekul dan Ion Dengan Struktur Lewis

Untuk menggambarkan bentuk molekul, pertama kita harus merubah

rumus molekulnya menjadi struktur lewisnya. Struktur lewis terdiri dari simbol

titik, garis, dan simbol atom. Simbol titik mewakili elektron dari tiap atom, garis

mewakili ikatan antar atom, dan simbol atom mewakili atom itu sendiri. Aturan

oktet akan membantu kita dalam menggambarkan struktur lewis.

Penggunaan Aturan Oktet Untuk Menuliskan Struktur Lewis.

Untuk menuliskan struktur lewis dari rumus molekulnya, kita tentukan

letak atom dalam molekul dan membagi elektron valensi totalnya kedalam

elektron ikatan dan elektron bebas.

Struktur Lewis Untuk Molekul Satu Ikatan.

Contoh yang pertama adalah NF3 yang hanya mempunya satu buah ikatan.

Langkah 1. Tempatkan Masing – Masing Atom

Untuk senyawa yang mempunyai rumus molekul Abn, tempatkan atom

yag mempunyai nomor golongan yang paling rendah di posisi pusat. Karena

mereka membutuhkan lebih banyak elektron untuk memenuhi aturan okte.

Contohnya adalah NF3, N mempunyai 5 elektron, dan N membutuhkan 3

elektron. Sedangkan F mempunyai F mempunyai 7 elektron dan membutuhkan

1 buah elektron, jadi N berada ditengah karena lebih banyak membutuhkan

elektron dan posisi F adaah di sekitar N.

2

Jika atomnya mempunyai nomor golongan yang sama, seperti SO3 atau

ClF3, tempatkan atom dengan atom yang terrendah di posisi pusat.

Langkah 2. Tentukan banyaknya elektron yang ada.

NF3 mempunyai 5 elektron, sedangkan tiap F mempunyai 7 elektron.

[1.N x (5e-)]+[3.N x (7e

-)] = 5e

- + 21e

- = 26e

-

Langkah 3. Gambar satu ikatan antara atom pusat dan atom luarnya.

Antar atom minimal harus mempunyai sebuah ikatan. Sebuah ikatan

terdiri dari 2e- dari total elektron yang ada. Untuk mengetahui hasilnya:

3 N – F x 2e- = 6e- Jadi, 26e- - 6e- = 20e-

Langkah 4. Bagikan sisa elektron sampai tiap atom mendapat 8 elektron (2

untuk atom Hidrogen).

Pertama, bagikan elektron kepada atom luar sampai mendapat 8 elektron,

jika masih terdapat sisa elektron, tempatkan elektron tersebut di atom pusat.

Susunan atom F disekitar atom N menyerupai bentuk NF3, seperti

gambar di atas. Namun struktur lewis tidak menyatakan bentuk. Jadi bentuk

penggamabaran yang tepat dari NF3 adalah seperti ini:

3

Dengan menggunakan 4 langkah tersebut, anda dapat menuliskan struktur

lewis untuk ikatan molekul apapun dengan atom pusat, yaitu, C,N, atau O.

o Hidrogen membentuk 1 ikatan

o Karbon membentuk 4 ikatan

o Nitrogen membentuk 3 ikatan

o Oxygen membentuk 2 ikatan

o Halogen membentuk 1 ikatan ketika menjadi atom luar, Flourine

selalu menjadi atom luar.

Struktur Lewis Untuk Molekul Dengan Ikatan Ganda

Langkahnya sama saja dengan molekul satu ikatan, hanya saja molekul

ganda memiliki langkah selanjutnya.

Langkah 5,

Setelah langkah ke-empat, atom pusat masih belum mencapai oktet, buat

ikatan ganda dengan mengubah elektron bebas dari sebuah atom luar menjadi

elektron yang berikatan dengan atom pusatnya.

Resonansi : Delokalisasi Ikatan Elektron Ikatan

Kita terkadang dapat menuliskan lebih dari satu struktur lewis dengan susnan

atom yang sama untuk molekul atau ion yang memiliki ikatan ganda dan ikatan

tunggal. Contohnya adalah ozon (O3). Terdapat dua struktur lewis untuk ozon.

Di struktur I, oksigen A dan B mempunyai ikatan ganda sedangkan

oksigen B dan C memiliki ikatan tunggal. Di struktur II, ikatan ganda dan ikatan

tunggalnya dibalik. Faktanya, tak ada struktur lewis yang dapat

menggambarkan O3 dengan akurat. Pengukuran energi ikat menunjukkan

bahwa dua ikatan oksigen tersebut adalah sama. Molekul yang dapat dilukiskan

4

dengan lebih dari satu struktur lewis disebut resonansi. Struktur resonansi

mempunyai letak atom yang sama tetapi mempunyai letak ikatan dan elektron

bebas yang berbeda. Anda dapat mengubah bentuk resonansi dengan

memindahkan elektron bebas menjadi elektron ikat dan sebaliknya.

Struktur resonansi bukanlah gambaran ikatan yang sebenarnya, molekul

resonansi disebut hibrid resonansi. Kita gambar garis putus-putus untuk

menunjukkan elektron delokalisir. Elekteron delokalisir menyebabkan

kepadatan volume elektron dalam senyawa, yang mana mengurangi gaya tolak

antar elektron dan membuat senyawa lebih stabil. Resonansi sangat umum,

salah satu contohnya adalah Benzena yang mempunyai dua struktur resonansi

dimana ikatan tunggal dan ikatan gandanya selalu berubah-ubah.

Ikatan parsial seperti dalam struktur resonansi, terkadang mengarah ke

urutan ikatan yang kecil. Untuk O3,

Ikatan karbon dengan karbon dalam benzena mempunyai 9 atom

berpasanagan/6 atom berikatan, sehingga mempunyai nilai 1½. Untuk ion

karbonat dapat dituliskan tiga struktur resonansi, salah satunya adalah seperti ini,

5

Perlu diingat bahwa senyawa poliatomik dituliskan dalam tanda kurung

kotak dengan muatannya berada di atas.

Struktur lewis dengan pengecualian dari aturan oktet

Molekul Dengan Elektron Tidak Sempurna

Berillium dan boron bertindak senagai atom pusat yang terkadang

mempunyai elektron tidak sempurna. Mereka mempunyai lebih dari 8 elektron

di sekitar atom Be dan B. Struktur lewis dari Be dan B adalah sebagai berikut.

Hanya ada empat elektron di sekitar Berillium dan enam elektron di

sekitar Boron. Halogen mempunyai elektronegativitas lebih besar dibanding

berillium atau boron. Jadi struktur yang benar addalah seperti ini,

Molekul Elektron Ganjil

Beberapa molekul mempunyai elektron yang ganjil , sehingga tidak semua

elektron dapat berikatan. NO2 mempunysi beberapa struktur resonansi. Dua

buah atom O dapat diikat seperti ikatan ozon. Dua struktur resonansinya adalah

seperti ini,

6

Tetapi elektron bebeas N (kiri) lebih penting karena dapat digunakan

dengan atom lain, contohnya adalah dinitrogen tetraoksida (C2O4) dimana

seluruh atom dapat mencapai oktet.

Penambahan Valensi

Beberapa molekul dan ion mempunyai lebih dari delapan elektron di sekitar

atom pusat. Sebuah atom menambah valensinya untuk membentuk ikatan lebih

banyak, proses nya melepaskan energi. Sebagai contoh adalah SF6, sulfur pusat

dikelelingi oleh enam atom luar dengan ikatan tunggal, total elektronnya adalah

12 elektron.

10.2 BENTUK MOLEKUL DAN TEORI VALENCE SHELL ELECTRON-

PAIR REPULSION (VSEPR)

Untuk membuat bentuk molekul dengan struktur lewis, para ilmuwan

mengeluarkan teori VSEPR. Prinsip dasarnya adalah bahwa tiap grup elektron

yang berada di sekitar atom pusat di letakkan sejauh mungkin dari elektron

lainnya untuk meminimalisasi gaya tolak. Grup disini adalah elektron-elektron

yang berada di sekitar atom pusat. Grup elektron terdiri atas ikatan tunggal,

ikatan ganda, pasangan elektron bebas dan elektron bebas. Setiap grup elektron

meberikan gaya tolak bagi elektron lain dan menciptakan sebuah sudut yang

membentuk bentuk tiga dimensi.

Susunan Grup Elektron Dan Bentuk Molekulnya

Jika satu, dua, tiga, empat, lima, dan enam elektron berikatan dengan atom

pusat, maka akan menhasilkan sebuah bentuk simetris sperti pada gambar A.

7

Sudut ikatan adalah sudut yang terbentuk dari gaya tolak-menolak dari

dua buah elektron. Gambar B adalah prediksi ikatan sudut ideal. Hal ini

disebabkan karena ikatan antara grup elektron dengan atom pusatnya identik.

Bentuk Molekul Dengan Dua Elektron Grup (Linear)

Ketika dua buah grup elektron berikatan dengan

sebuah atom, sementara kedua grup elektron

tersebut saling menjauhi, maka akan terbentuk

sebuah susunan molekul seperti ini,

Contohnya adalah Berilliun Klorida (BeCl2)

dan Karbon Dioksida (CO2)

Pada BeCl2, terdapat dua ikatan tunggal antara Cl dan Be, sedangkan

pada CO2, terdapat dua buah ikatan ganda antara C dan O. Gaya tolak-menolak

antara dua grup elektron tersebut membentuk sudut 180o.

8

Bentuk Molekul Dengan Tiga Grup Elektron (Trigonal Planar)

Gaya tolak-menolak antara tiga buah grup

elektron membetuk sudut ikat seperti segitiga sama

sisi, gambar disamping menujukkan susunan dari

Trigonal Planar. struktur ini mempunyai dua bentuk

yang berbeda, yang pertama adalah satu atom

berikatan dengan tiga grup elektron, sedangkan

yang kedua adalah satu atom yang berikatan dengan

dua grup elektron dan sabuah pasangan elektron

bebas.

Ketika sebuah atom berikatan dengan tiga grup

atom, maka bentuknya adalah Trigonal Planar

(AX3). Contohnya adalah BF3, terdapat sebuah

atom pusat B dan tiga buah grup elektron F,

sehingga membentuk Trigonal planar.

Efek Dari Ikatan Ganda

Jika ketiga grup elektron tersebut tidak identik, maka grup elektron lain akan

berkurang sudut ikatannya. Contohnya seperti Formaldehid (CH2O),

Sudut ikat idealnya adalah 120o, tetapi sebenarnya bentuk senyawa

formaldehid berbeda dari sudut ikat idealnya. Ikatan ganda mempunyai

kepadatan elektron yang lebih besar sehingga gaya tolaknya juga lebih besar.

9

Efek Dari Pasangan Elektron Bebas

Jika terdapat pasangan elektron bebas, maka bentuknya adalah Bent

(Bengkok) atau V-Shaped (Bentuk-V), bukan trigonal planar. Pasangan elektron

bebas punya efek besar pada sudut ikatan. Pasangan elektron bebas mempunyai

gaya tolak yang besar kepada grup elektron yang lain. Gaya tolak pasangan

elektron bebas lebih besar dari gaya tolak antar grup elektron itu sendiri, hal ini

menyebabkan berkurangnya sudut antar grup elektron. Contohnya adalah SnCl2

yang sudut idealnya 120o, karena mempunyai pasangan elektron bebas sudutnya

berubah menjadi 95o

Bentuk Molekul Dengan Empat Grup Elektron (Tetrahedral)

Bentuk molekul tetrahedral sulit dilukiskan dalam dua dimensi, melainkan

harus dalam tiga dimensi. Inilah yang disebut struktur lewis tidak

menggambarkan bentuk. Tetrahedral mempunyai sudut ikatan sebesar 109.5o

sperti pada gambar.

Semua molekul atau ion yang mempunyai empat grup elektron yang

berikatan dengan sebuah atom pusat membentuk tetrahedral (AX4).

Ketika satu dari grup elektron tersebut adalah sebuah pasangan elektron

bebas, maka akan terjadi gaya tolak kepada seluruh grup elektron yang

mengakibatkan berkurangnya sudut ikatan dan berubah bentuk menjadi

Trigonal Pyramid (AX3E).

10

Sedangkan ketika dalam senyawa tersebut memiliki dua buah pasangan

elektron bebas. Maka betuknya akan berubah menjadi Bent atau V-Shaped. H2O

mempunyai dua buah pasangan elektron bebas, sehingga gaya tolaknya pun

akan lebih besar, sudut ikatan ideal tetrahedral adalah 109.5o, tetapi karena

terdapat dua buah pasangan elektron bebas, sudutnya berubah menjadi 104.5o.

11

Bentuk Molekul Dengan Lima Grup Elektron (Trigonal Bipiramidal)

Semua molekul yang dengan lima atau enam

grup elektron mempunyai atom pusat dari periode

3 atau lebih karena hanya merekalah yang

mempunyai orbital d serta dapat menambah

elektron valensi samapi lebih dari delapan

elektron.

Perlu di ingat bahwa bentuk molekul Trigonal

bipiramidal mempunyai dua tipe posisi dan dua

buah sudut ikatan ideal. Tiga grup elektron berada

pada bidang horzontal, sedangkan dua grup

elektron berada pada bidang vertikal. Sudut

ikatan ideal antara grup elektron horizontal adalah

120o, sedangkan sudut ikatan ideal antara grup

elektron horizontal dengan grup elektron vertikal

adalah 90o.

Jika salah satu dari grup elektron tersebut

adalah pasangan elektron bebas, maka bentuknya

berubah menjadi bentuk seesaw, serta perubahan

juga terjadi pada sudut ikatan idealnya. Sudut

ikatan horizontalnya berubah menjadi 101.5o dan

sudut antara ikatan vertilkalnya dengan ikatan

horizontalnya berubah menjadi 86.6o.

12

Jika dua dari grup elektron adalah pasangan elektron bebas, maka

bentuknya berubah menjadi T-Shaped (bentuk T). Tidak mempunyai sudut

ikatan horizontal, tetapi sudut ikatan antara ikatan horizontal dengan ikatan

vertikalnya adalah 86.6o.

Jika tiga dari grup elektron adalah pasangan elektron bebas, maka

bentuknya berubah menjadi linier. Mempunyai sudut ikatan antara ikatan

horizontal dan vertikalnya adalah 180o.

13

Bentuk Molekul Dengan Enam Grup

Elektron (Oktahedral)

Oktahedral adalah salah satu bentuk molekul

dimana terdapat empat grup elektron pada bidang

horizontal dan ada dua grup elektron pada bidang

vertikal.

Oktahedral mempunyai sudut ikatan ideal 90o

untuk semua sudut.

Jika salah satu dari grup elektron adalah pasangan

elektron bebas, maka bentuknya berubah menjadi

squre pyramidal (piramidal kotak). Sudut antara

bidang horizontal dan bidang vertikalnya berubah

menjadi 81.9o.

Jika dua buah grup elektron adalah pasangan

elektron bebas, maka bentuknya berubah menjadi

planar shape (kotak planar). Sudut nya tidak ada yang berubah.

14

Berikut Adalah Rangkuman Dari Struktur-Struktur Diatas.

Membuat Bentuk Molekul Menggunakan VSEPR

Langkah 1. Tuliskan struktur lewis dari rumus molekulnya untuk mengetahui

letak atom pusat dan atom luarnya.

Langkah 2. Tuliskan susunan dari grup elektron, ikatan, dan pasangan elektron

bebas.

Langkah 3. Prediksikan sudut ikatan ideal berdasarkan adanya pasangan

elektron bebas.

Langkah 4. Tuliskan nama molekul dengan menghitung elektron ikatan dan

elektron bebasnya.