GEOMETRI MOLEKUL (BENTUK MOLEKUL) Untuk menentukan gemetri molekul dapat ditentukan dengan teori: 1. VSEPR 2. Hibridisasi 3. Orbital molekul Hubungan VSEPR dengan domain electron pada atom pusat (jumlah pasangan electron dan panjang ikatan pada atom pusat) Domain electron = daerah gerak electron / daerah gerak pasangan electron disekitar atom pusat. Domain electron dapat berupa: a. PEI dapat berupa ikatan kovalen tunggal ikatan kovalen rangkap 2 ikatan kovalen rangkap 3 ikatan kovalen koordinasi b. PEB (pasangan electron bebas / pasangan electron yang tidak dipakai untuk mengikat atom lain) Teori VSEPR (Valence shell electron pair repulsion / Tolakan pasangan electron kulit valensi) Tolakan PEB – PEB > PEB – PEI > PEI -PEI Hibridisasi = penggabungan orbital-orbital yang memiliki tingkat energy yang hampir sama Rumus VSEPR AXmEn nilai X ≥ 2 A = atom pusat X = PEI E = PEB m = jumlah PEI n = jumlah PEB m + n = jumlah pasangan electron yang mengelilingi atom pusat = jumlah domain elektron. Ada 5 Bentuk Dasar Molekul berdasar domain elektron Domain electron 2 linear sp Domain electron 3 trigonal planar sp2 Domain electron 4 tetrahedral sp3 Domain electron 5 trigonal bipiramida sp3d Domain electron 6 oktahedral sp3d2 Domain electron 2
PEI
PEB
2
-
Rumus VSEPR AX2
HIBRIDISASI sp
Geometri molekul Linear
Contoh BeF2 , CS2 , CO2 , BeCl2 , HCN , NO2+
1 3
4
1
AXE
-
2
-
Trigonal planar Segitiga datar
SO3 , BF3 , BCl3 , NO3- , H2CO
O3 , SO2 , OCl2 , OF2
-
Bent = bengkok = membentuk sudut = V shape -
sp3 sp3
Tetrahedral Trigonal piramida
CH4 , CCl4 , CF4, SiF4 NH3 , PCl3, XeO3 , NF3, PH3,
3
-
AX3
sp
2
1
AX2E
sp2
1
2
AXE2
4 3
1
AX4 AX3E
ClFO2, ClF2O+ 2
2
AX2E2
sp3
Bengkok, bentuk V
H2O , H2S, H2Se, OF2 , SF2, ClF2+, ClFO, I3+
1 5
6
3
AXE3
-
-
3
Trigonal bipiramida See saw / jungkatjungkit Bentuk T , T shape
PCl5 , PF5 , PBr5 , AsF5 , SOF4
linear
XeF2 , I3-
5
-
AX5
sp d
4
1
AX4E
sp3d
3
2
AX3E2
sp3d
2
3
6
-
AX6
Octahedral
5
1
AX5E
4
2
AX4E2
Octahedral terdistorsi Square planar / bujur sangkar
By far Qim Iya
AX2E3
3
sp d
SF4 , XeO2F2 , IF4+ , ICl3 , IBr3 , IF3 , ClF3
SF6 , SCl6 , IF5 , ICl5 , ClF5 XeF4 , XeCl4
1
Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran struktur Lewis sebagai model 2 dimensi Dalam teori VSEPR atom pusat akan menempatkan secara relatif grup (bisa berupa atom atau pasangan elektron) pada posisi tertentu Prinsip dasarnya: masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan. Ikatan rangkap memberikan gaya tolakan lebih kuat dibanding ikatan tunggal Pasangan elektron sunyi juga memberikan tolakan lebih kuat dibanding pasangan elektron berikatan Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi)
Bentuk Molekul dengan 2 dan 3 Grup Elektron
Bentuk Molekul dengan 4 Grup Elektron
Bentuk Molekul dengan 5 Grup Elektron
By far Qim Iya
2
NOTASI VSEPR AX2
CONTOH
GEOMETRI MOLEKUL
BeF2 , CS2 , CO2 BeCl2 , HCN , NO2+ Linear
Untuk memperkirakan bentuk molekul dapat digunakan teori: 1. Teori domain electron atau VSEPR (teori tolakan pasangan elektron kulit valensi ) 2. Teori Hibridisasi (teori ikatan Valensi) Hibridisasi adalah proses pencampuran/penggabungan orbital-orbital atom membentuk orbital baru dengan tingkat energi berada di antara orbital-orbital yang dicampurkan. Orbital hasil pencampuran dinamakan orbital hibrida. Model orbital ikatan terlokalisasi merupakan aplikasi teori ikatan valensi yang dikembangkan oleh Linus Pauling. (Orbital localized-bond model is application of valence-bond theory which is developed by Linus Pauling.) Proses hibridisasi berlangsung dalam tahap-tahap berikut. 1. Elektron mengalami promosi atau perpindahan ke orbital yang tingkat energinya lebih tinggi. 2. Orbital-orbital bercampur atau berhibridisasi membentuk orbital hibrida yang ekuivalen. Contoh: a. Molekul CH4 Tinjau molekul CH4, empat atom hidrogen berikatan dengan satu atom karbon melalui ikatan kovalen, atom karbon sebagai atom pusat. Ikatan ini terbentuk melalui tumpang tindih orbital sp 3 dari atom karbon dengan orbital 1s dari atom hidrogen. Kedua orbital yang berikatan (1s-sp3) dilokalisasikan sepanjang ikatan C–H. Oleh karena itu, orbital yang terbentuk dinamakan orbital ikatan terlokalisasi yang diorientasikan pada daerah di antara atom karbon dan hidrogen.
Dalam CH4 orbital dari atom C harus menyediakan 4 orbital dengan electron yang belum berpasangan , yang akan bertumpang tindih (berpasangan) dengan elelktron dari 4 atom H.sehingga ada 1 elektron dari orbital s mengalami promosi (berpindah) ke orbital p Hibridisasi dengan orbital yang belum berpasangan
Hibridisasi sp3 Selanjutnya berpasangan dengan electron dari 4 atom H By far Qim Iya
Hibridisasi sp3
3
Membentuk molekul CH4 dengan hibridisasi sp3 b.
Molekul NH3
Hibridisasi dari NH3 sp3 Electron kulit valensi atom 7N ns2 np3
Hibridisasi sp3
Atom N harus menyediakan 3 orbital dengan electron yang belum berpasangan, yang akan bertumpang tindih (berpasangan dengan elektron dari 3 atom H. Atom N tidak perlu mengalami promosi karena sudah ada 3 orbital 2p yang berisi electron tunggal (belum berpasangan) Dalam molekul NH3 orbital menjadi menjadi
Hibridisasi sp3 c.
Molekul H2O
Hibridisasi H2O sp3 Electron valensi atom 8O
Hibridisasi sp3
Atom O harus menyediakan 2 orbital dengan electron yang belum berpassangan, yang akan berpasangan dengan elektron dari 2 atom H. Atom O memiliki 2 orbital yang berisi electron tunggal , sehingga tidak perlu ada promosi electron. Dalam molekul NH3 orbital menjadi menjadi
Hibridisasi sp3 Latihan : Jelaskan proses terbentuknya rumus VSEPR dan Orbital Hibridisasi dari molekul berikut: 1. BCl3 6. SF2 11. CO2 2. PCl3 7. SF4 12. SO2 3. PCl5 8. SF6 13. SO3 4. BeCl2 9. C2H4 14. ICl3 5. XeF4 10. C2H2 15. HCN Domain elektron jumlah PEI + PEB (teori VSEPR) jumlah orbital hibrida (orbital yang bertumpang tindih dan orbital yang berisi PEB) Rumus Orbital Hibrida ditentukan dari orbital yang bertumpang tindih (ikatan
) dan orbital yang berisi PEB
Ikatan dalam Orbital ikatan (orbital bertumpang tindih) ikatan Ԓ (orbital yang berikatan rangkap)
By far Qim Iya
4
Hubungan teori VSEPR dengan Orbital Hibridisasi Domain electron
Hibridisasi sp
PEI
PEB
2
-
Rumus VSEPR AX2
Geometri molekul Linear
3 sp 3
-
AX3
Trigonal planar Segitiga datar
SO3 , BF3 , BCl3 , NO3-
1
AX2E
Bent = bengkok = membentuk sudut = V shape
O3 , SO2 , OF2 OCl2
4 3
1
AX4 AX3E
Tetrahedral Trigonal piramida
CH4 , CCl4 , CF4, SiF4 NH3 , PCl3, XeO3 ,
sp
5
6
sp3d
sp3d2
By far Qim Iya
NF3, PH3, ClFO2, ClF2O+
2
5
, H2CO
2
3
4
BeF2 , CS2 , CO2 BeCl2 , HCN , NO2+
2
2
Contoh
2
-
AX2E2
AX5
Bengkok, bentuk V
H2O , H2S, H2Se, OF2 ,
Trigonal bipiramida
PCl5 , PF5 , PBr5 ,
See saw / jungkat-jungkit Bentuk T , T shape linear
SF4 , XeO2F2 , IF4+ ,
4
1
AX4E
3
2
AX3E2
2
3
AX2E3
6
-
AX6
Octahedral
5
1
AX5E
4
2
AX4E2
Octahedral terdistorsi Square planar / bujur sangkar
SF2, ClF2+, ClFO, I3+
AsF5 , SOF4
ICl3 , IBr3 , IF3 , ClF3 XeF2 , I3SF6 , SCl6 , IF5 , ICl5 , ClF5 XeF4 , XeCl4
5
By far Qim Iya
6
By far Qim Iya
7
Domain electron 3 Hibridisasi sp2 rumus VSEPR AX3 dan AX2 Senyawa BCl3 , atom 5B : 1s2 2s2 2p1
Kulit valensi orbital yang akan mengalami hibridisasi
: 1s2 2s2 2p1 dalam BCl3 atom B harus menyediakan 3 elektron tunggal, 1 elektron dalam orbital s mengalami promosi ke orbital p 5B
2s2
2p1
Hibridisasi sp2
Hibridisasi sp2 dari molekul BCl3
promosi Electron Cl berikatan Cl
By far Qim Iya
Cl
Cl
8
BELUM JADI LHOO Senyawa SO2 , atom
16S
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Kulit valensi orbital yang akan mengalami hibridisasi atom O
16S
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 dalam SO2 atom S harus menyediakan 4 elektron tunggal, untuk berikatan dengan 2 atom
2s2
2p4
Hibridisasi sp2 promosi Electron Cl berikatan Cl
Cl
Cl
Hibridisasi sp2 dari molekul BCl3
By far Qim Iya
9
