Bahan Ajar Bentuk Molekul [PDF]

Citation preview

Bentuk molekul atau geometri molekul adalah susunan tiga dimensi dari atom-atom dalam suatu molekul. Geometri molekul mempengaruhi sifat-sifat kimia dan fisikanya, seperti titik leleh, titik didih, kerapatan, dan jenis reaksi yang dialaminya. Geometri molekul dapat ditentukan dengan teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) dan teori hibridisasi. Senyawa kovalen mempunyai bentuk geometri molekul tertentu. Bentuk geometri molekul merupakan suatu gambaran geometri yang dihasilkan jika atom atom terikat dihubungkan oleh garis lurus dan berbentuk tiga dimensi. 1. Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) Teori tolakan pasangan elektron kulit valensi (VSEPR, Valence Shell Electron Pair Repulsion) dimulai dengan gagasan dasar bahwa pasangan elektron dalam kulit valensi suatu atom akan saling menolak satu sama lain. Tolakan ini juga berlaku untuk pasangan elektron bebas, yang terlokalisasi pada atom dan tidak terlibat dalam ikatan, dan pasangan ikatan yang secara kovalen digunakan bersama di antara atom-atom. Pasangan elektron ini sendiri akan menempatkan diri sejauh-jauhnya agar tolakannya minimum. Di dalam molekul senyawa umumnya terdapat atom yang dianggap sebagai atom pusatnya, misalnya pada senyawa H2O sebagai atom pusatnya dalah atom oksigen dan pada molekul PCl3 atom fosfor sebagai atom pusatnya. Pasangan elektron yang berada di sekitar atom pusat dibedakan menjadi pasangan elektron ikatan (pei) dan pasangan elektron bebas (peb). Menurut teori VSEPR, urutan kekuatan gaya tolak menolak antarpasangan elektron bebas (PEB) dan pasangan elektron ikatan (PEI) adalah : Tolakan pasangan



Tolakan pasangan



elektron bebas (PEB)



Tolakan pasangan



elektron bebas (PEB) >



vs. Pasangan elektron



>



elektron ikatan (PEI)



vs. pasangan elektron



vs. pasangan elektron



ikatan (PEI)



ikatan (PEI)



bebas (PEB) PEB-PEB



>



PEB-PEI



>



PEI-PEI



Pasangan elektron bebas mempunyai gaya tolak yang lebih besar daripada pasangan elektron ikatan, sehingga pasangan elektron bebas akan menempati ruang yang lebih luas



daripada pasangan elektron ikatan. Di dalam suatu molekul, pasangan elektron akan menempati posisi yang memungkinkan gaya tolak-menolak serendah mungkin, maka pasangan elektron tersebut akan berada pada jarak yang saling berjauhan satu sama lain. Berdasarkan hal tersebut, maka kedudukan pasangan-pasangan elektron mempunyai pola dasar sebagai berikut : a. Linear Dalam molekul linear, atom-atom tertata pada satu garis lurus. Sudut yang dibentuk oleh dua ikatan atau lebih ke arah atom pusat akan saling membentuk sudut dengan besar tertentu yang disebut dengan sudut ikatan. Pada bentuk linear, sudut yang dibentuk oleh dua ikatan ke arah atom pusat adalah sebesar 180o.



b. Segitiga datar (trigonal planar) Atom-atom dalam molekul berbentuk segitiga tertata dalam bidang datar, dimana tiga atom akan berada dalam titik sudut segitiga sama sisi dan di pusat segitiga terdapat atom pusat. Sudut ikatan antar-atom yang mengelilingi atom pusat membentuk sudut 120o. Contoh molekul trigonal planar adalah BCl3



c. Tetrahedron (tetrahedral) Atom-atom dalam molekul tetrahedral akan berada dalam suatu ruangan piramida segitiga dengan keempat bidang permukaan segitiga sama sisi. Atom pusat terletak di pusat tetrahedral dan keempat atom lain akan berada pada keempat titik sudut yang mempunyai sudut ikatan 109,5o. Contoh molekul tetrahedral adalah CH4.



d. Trigonal bipiramida Dalam molekul trigonal bipiramida, atom pusat terdapat pada bidang sekutu dari dua buah limas segitiga yang saling berhimpit, sedangkan kelima atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas segitiga yang dibentuk. Sudut ikatan masing-masing atom tidak sama. Setiap ikatan yang terletak pada bidang segitiga mempunyai sudut 120o, sedangkan sudut antara bidang datar ini dengan dua ikatan yang vertikal sebesar 90o. Contoh molekul trigonal bipiramida adalah PCl5.



e. Oktahedron (oktahedral) Oktahedral adalah bentuk molekul yang terbentuk dari dua buah limas alas segiempat yang bidang alasnya saling berhimpit, sehingga membentuk delapan bidang segitiga. Pada molekul yang berbentuk oktahedral, atom pusatnya berada pada pusat bidang segiempat dari dua limas yang berimpit tersebut, sedangkan enam atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas. Sudut ikatannya 90o. Contoh molekul oktahedral adalah SF6.



Dari pola dasar bentuk molekul tersebut akan terdapat beberapa varian bentuk molekul yang lain yang disebabkan karena adanya pasangan elektron bebas. Pasangan elektron bebas mempunyai gaya tolakan yang lebih kuat dan mempunyai sudut yang lebih lebar sehingga dapat menekan pasangan elektron ikatan agar mempunyai sudut yang sempit. Pasangan-pasangan elektron baik pasangan elektron bebas maupun pasangan elektron ikatan yang terdapat pada kulit valensi atom pusat letaknya akan saling menjauhi satu sama lain agar tolakannya minimal sehingga molekul lebih stabil. Pasangan-pasangan elektron tersebut diarahkan pada posisi-posisi tertentu dalam ruang. Molekul dirumuskan dengan AXmEn , dengan : 



A: melambangkan atom pusat suatu molekul (fokus dari pembicaraan tentang molekul)



•



X: melambangkan ligan atau atom yang terikat oleh atom pusat. Tidak ada pembedaan lambang untuk molekul yang berbeda. Misalnya AX4 bisa melambangkan CH4 maupun CCl4



•



E : melambangkan pasangan elektron bebas



•



m : jumlah pasangan elektron ikatan



•



n : jumlah pasangan elektron bebas



Bilangan Koordinasi



Rumus AX2



Bentuk linear



Contoh HgCl2, HgBr2,



2



HgI2, CdCl2, BeH2, BeCl2 AX3



Segitiga datar atau trigonal BF3, BCl3, GaI3 planar



3



AX2E



Huruf V



SnCl2,SnBr2, PbCl2, PbI2



AX4



Tetrahedral



CH4, CCl4, SiCl4, SnCl4



4



5



6



AX3E



Trigonal piramidal



NH3, PCl3, ASCl3



AX2E2



Huruf V



H2O,SeCl2, TeCl2



AXE3



linear



HF



AX5



Trigonal bipiramida (TBP)



PCl5, SbCl5, PF5



AX4E



seesaw



SF4, SeF4, TeF4



AX3E2



Huruf T bengkok



ClF3, BrF3



AX2E3



linear



XeF2



AX6



Oktahedral



SF6, SeF6, TeF6



AX5E



Piramida



alas



bujursangkar BrF5, IF5



terdistorsi AX4E2



bujursangkar



XeF4



2. Teori Domain Elektron Prinsip Teori Domain Elektron: a) Antar domain elektron pada atom pusat saling tolak menolak sehingga mengatur diri sedemikian rupa sehingga tolakkannya menjadi minimum. b) Urutan kekuatan tolakan domain elektron: PEB –PEB > PEB – PEI > PEI – PEI Akibat dari perbedaan kekuatan ini adalah mengecilnya sudut ikatan pada bentuk molekulnya. c)



Bentuk molekul hanya ditentukan oleh pasangan elektron ikatan (PEI).



Bentuk Molekul yang dihasilkan oleh tolakan minimum domain elektron (atom pusat tidak memiliki PEB):