10. BENTUK MOLEKUL 10.1 menggambar bentuk ion dan molekul dengan menggunakan struktur lewis Langkah pertama menggambar bentuk molekul adalah mengubah molekul tersebut menjadi struktur lewis. Struktur lewis ini terdiri dari elektron yang menggambarkan setiap atom dan pasangannya, pasangan elektron yang yang teikat bersama, dan pasangan elektron bebas yang mengisi tingkat energi terluar. Struktur lewis mengatakan bahwa atom memberi elektron untuk mencapai kaidah oktet. Penggunaan kaidah oktet untuk membuat struktur lewis Untuk membuat struktur lewis dari bentuk molekul,kita dapat membuat berdasarkan kerelativan atom di dalam molekul, atom-atom yang saling berdekatan dan menjadi ikatan satu dengan yang lainnya dan pemberian jumlah elektron valensi sebagai ikatan dan pasangan elektron bebas. Pada struktur lewis, atom-atom harus mengikuti kaidah oktet dimana setiap atom mengisi tingkat energi terluar dengan 8 elektron (atau 2 elektron untuk hidrogen). Cara membuat struktur lewis untuk molekul dengan ikatan tunggal 1. Temapatkan atom yang mempunyai keelektronegatifan paling kecil sebagai atom pusat. Conthya : NF3 (EN N = 3), (EN F = 4). Maka atom N harus menjadi atom pusat.
2. Jumlahkan elekron valensi dari setiap atom. Pada NF3, ev N = 5, sedangkan ev F = 7 maka : [1 x N(5e-)] + [3 x F(7e-)] = 5e- + 21e- = 26 elektron valensi. 3. Gambarkan ikatan dari atom pusat ke masing-masing atom . Dan bagi 2 elektron valensi pada setiap ikatan.
Maka : 3 ikatan N-F x 2e- = 6e- jadi elektron yang tersisa : 26e- - 6e- = 20e- tersisa 4. Bagikan sisa elektron pada masing-masing atom. Kemudian tempatkan pasangan elektron bebas ke atom yang mempunyai keelektronegatifan yang paling besar hingga mencapai kaidah oktet. Jika ada elektron yang tersisa, tempatkan pada atom pusat. Kemudian periksa setiap atom sudah mencapai oktet atau belum.
Partikel penyusun atom F yang mengelilingi atom N mirip dengan bentuk molekul NF3. Tapi, struktur lewis tidak melihat dari bentuk, jadi bentuk yang sebenarnya dari NF3 adalah :
Cara membuat struktur lewis untuk molekul dengan ikatan rangkap Suatu saat kita akan menemukan ikatan rangkap dalam suatu senyawa. Setelah melalui langkah 1-4, ternyata elektron-elektron tersebut tidak cukup bagi atom pusat untuk mempertahankan kaidah oktet. Untuk itu, kita harus melewati langkah selanjutnya, yaitu : 5.
Jika setelah langkah ke 4 atom pusat tetap tidak mengikuti kaidah oktet, itu berarti kita harus membuat ikatan rangkap dengan mengganti pasangan elektron bebas dari atom-atom di sekitar atom pusat menjadi ikatan yang berpasangan dengan atom pusat.
Resonansi : Menempatkan pasangan elektron yang berikatan Kita sering menulis struktur lewis dengan ikatan tunggal saja atau ikatan rangkap saja. Berbeda dengan Ozon (O3) dengan 2 macam struktur lewis, ikatan tunggal dan ikatan rangkap, dengan bentuk sebagai berikut :
Pada struktur yang pertama oksigen b mempunyai ikatan rangkap dengan oksigen a dan ikatan tunggal dengan oksigen c. Sedangkan pada struktur yang kedua sebaliknya. Baik struktur I maupun struktur II bukanlah bentuk molekul yang berbeda tetapi, hanya struktur lewisnya saja yang berbeda.
Molekul yang mempunyai 2 struktur lewis disebut bentuk resonansi. Yang dilambankan dengan diantara atom-atom tersebut.
Bentuk resonansi bukan menggambarkan ikatan yang sebenarnya : O3 tidak bisa berubah dari struktur yang pertama menjadi struktur yang kedua. Yang kita butuhkan dari struktur lewis untuk menggambarkan molekul ozon adalah hasil dari menempatkan pasangan elektron yang berikatan. Pada ikatan tunggal, rangkap 2, ataupun rangkap 3, setiap pasangan elektron dikendalikan oleh inti atom dari 2 atom yang saling berikatan dan masa jenis elektron tersebut. Pada penggabungan resonansi O3, dari 2 elektron yang berpasangan ( ikatan tunggal dan peb) disatukan.
Elektron yang disatukan tersebut bergabung dengan masa jenis elektron melebihi volume yang wajar, yang dapat menurunkan gaya tolak menolak antar elektron dan dengan demikian maka akan tercipta stbailitas molekul. Contohnya adalah benzena yang merupakan senyawa yang stabil. Benzena mempunyai 2 bentuk ikatan, yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap 2 yang mempunyai perbedaan posisi.
Energi Umum : Menentukan bentuk resonansi yang lebih utama Pada pembahasan sebelumnya, betuk resonansi telah digabung menjadi gabungan resonansi karena molekul/ion yang mengelilingi atom semuanya sama. Sebuah energi umum atom adalah jumlah dari elektron valensi dikurangi elektron valensi yang dimiliki oleh molekul itu sendiri. Energi umum atom = elektron valensi – ( jumlah elektron bebas + ½ elektron yang berikatan) Contohnya O3 energi umum dari oksigen A dalam bentuk pertama resonansi adalah : 6 – ( 4 + ½ x 4) = 0 Energi umum dari semua atom dalam kedua bentuk O3 adalah :
Bentuk I dan II mempunyai energi umum yang sama tetapi, memiliki perbedaan pada atom O, Jadi mereka disebut gabungan resonansi. Pengecualian kaidah oktet pada struktur Lewis Aturan oktet sangat bermanfaat bagi molekul-molekul periode 2 yang menjadi atom pusat, tetapi tidak untuk semua unsur. Beberapa atom pusat mempunyai jumlah yang lebih sedikit dari 8 elektron dan beberapa ada yang lebih dari 8 elektron yang mengelilingi mereka. Beberapa pengecualian dalam aturan oktet adalah molekul yang kekurangan elektron, atom dengan jumlah elektron yang aneh, dan banyaknya atom yang mengellingi atom pusat. Molekul yang kehilangan elektron Salah satu contoh molekul yang kekhilangan elektron adalah berilium(Be) dan Boron(B) yang berperan sebagai atom pusat yang sering kehilangan elektron. Jumlah atom yang mengelilingi mereka jumlahnya kurang dari 8. Contoh struktur lewis BeCl2 dan BF3 :
Hanya ada 4 elektron yang mengelilingi berilium dan 6 elektron yang mengelilingi Boron.
Molekul dengan jumlah elektron yang aneh Ada sedikit molekul yang bertindak sebagai atom pusat dengan elektron valensi yang aneh, jadi semua elektron yang ada tidak semuanya berpasangan. Contoh dari molekul tersebut adalah NO2.
Banyaknya elektron yang mengelilingi atom pusat Merupakan molekul dan ion yang memiliki lebih dari 8 elektron yang mengelilingi atom pusat. Sebagai contoh adalah Sulfur Heksa Oksida(SF6). Atom pusatnya dikelilingi oleh 6 ikatan tunggal, sehingga jumlah atom yang berada di sekitar atom pusat berjumlah 12.
10.2 Teori Tolak menolak antar elektron dan bentuk molekul Struktu lewis dari sebuah molekul adalah seperti membuat rencana membangun. Untuk membangun bentuk molekul dari struktur lewis, kita harus memperhatikan toeri tolak menolak antar elektron(VSEPR). Teori dasar dari VSPER adalah Setiap kumpulan elektron valensi mengelilingi atom pusat yang mencoba berada sejauh mungkin dari yang lainnya untuk mengurangi gaya tolak menolak antar elektron. Penyusunan kelompok elektron dan bentuk molekul Penyusunan kelompok elektron adalah elektron valensi molekul, baik yang berikatan maupun yang tidak berikatan yang mengelilingi atom pusat. Sedangkan pengertian dari bentuk molekul adalah posisi relative dari inti atom. Untuk menggolongkan bentuk molekul kita dapat membuat permisalan dengan AXmEn dimana : A
: Atom Pusat
X
: Atom di sekitar atom pusat
E
: Pasangan electron yang tidak berikatan.
m&n : Jumlah elektron
Sudut antar ikatan adalah kemiringan sudut dari atom pusat ke atom-atom yang ada di sekitarnya.
Bentuk Molekul dibagi menjadi 5 bagian, yaitu : 1. Bentuk molekul dengan 2 ikatan tunggal sebagai bentuk dasar Bentuk linier termasuk ke dalam bentuk molekul dengan 2 ikatan tunggal. Bentuk linier terbentuk dari hasil sebuah molekul dengan sudut ikatan yang terbentuk yaitu 180o, sehingga terbentuk garis lurus (linier). Dalam teori VSEPR bentuk linier dituliskan dengan AX2. Salah satu contoh dari bentuk linier adalah BeCl2.
2. Bentuk molekul dengan 3 ikatan tunggal sebagai bentuk dasar Bentuk segitiga sama sisi merupakan salah satu dari bentuk molekul dengan 3 ikatan tunggal. Bentuk ini terbentuk karena adanya 3 elektron berpasangan yang mengelilingi atom pusat, sehingga tampak adanya bentuk segitiga sama sisi dengan sudut 120o. Susunan ini mempunyai 2 kemungkinan bentuk molekul. Yang satu berikatan dengan atom pusat dan yang satunya lagi sebagai pasangan electron bebas. Bentuk molekulnya adalah AX3. BF3 adalah salah satu contoh dari bentuk molekul segitiga sama sisi dengan bentuk sebagai berikut :
Bentuk lain adalah bentuk V dengan bentuk molekul AX2E2. Contohnya adalah NO2 dengan sudut ikatan sebesar 120o.
Efek dari ikatan rangkap 2 Yang membuat sudut ikatan menyimpang dari yang sebenarnya adalah akibat dari ikatan rangkap tunggal, masa jenis elektron yang besar, dan gaya tolak menolak antara 2 ikatan tunggal lebih kuat dari gaya tolak menolak masing-masing atom.
Efek dari pasangan electron bebas Bentuk molekul tergantung pada posisi inti atom, jadi ketika salah satu ada peb di molekul tersebut maka bentuknya akan berubah. PEB mempunyai efek yang besar dalam merubah sudut
ikatan. Contohnya adalah SnCl2 yan mempuyai bentuk yang berbeda ketika ada peb dan ketika tidak ada.
3. Bentuk molekul dengan 4 ikatan tunggal sebagai bentuk dasar Bentuk molekul dengan 4 ikatan tunggal ini dibagi menjadi 3 bentuk, yaitu Tetrahedral, saat bentuk molekulnya AX4. Contohnya adalah CH4 dengan sudt ikatan sebesar 109,5o.
Bentuk lainnya adalah segitiga piramida dengan bentuk molekul AX3E. Contohnya adalah senyawa NH3 dengan sudut ikatan sebesar 107,3o
Dan bentuk yang terakhir adalah Bentuk V dengan bentuk molekul AX2E2. Contohnya adalah H2O dengan sudut ikatan 104,5o.
4. Bentuk molekul dengan 5 ikatan tunggal sebagai bentuk dasar
Bentuk dasar dari molekul ini adalah berbentuk Segitiga Bipiramida dengan bentuk AX5. Salah satu contohnya yaitu senyawa PCl5.
Ketika ada satu pasangan electron bebas pada bentuk AX5, maka bentuk molekulnya akan menjadi AX4E. Contohnya yaitu SF4
Saat ada 2 peb pada bentuk AX5,maka akan terbentuk molekul seperti huruf T dengan bentuk VSEPR AX3E2.Contoh dari bentuk molekul ini adalah BrF3 degan sudut ikatan 88,2o.
Dan bentuk terakhir adalh berbentu linier dengan bentuk molekul AX2E3. Ini terjadi karena ada 3 peb pada bentuk dasar. Contohnya adalah I3- dengan sudut ikatan 1800.
5. Bentuk molekul dengan 6 ikatan tunggal sebagai bentuk dasar Kita sering menyebut molekul ini adalah berbentuk octahedral. Bentuk molekulnya adalah AX6. Contoh dari bentuk ini adalah SF6.
Ketika ada 1 peb maka bentuknya akan berubah menjadi bentuk segi empat piramida dengan bentuk molekul AX5E. Contoh : Senyawa IF5 yang membentuk sudut81,9o.
Dan bentuk yang terakhir adalah bentuk segiempat. Bentuk ini terbentuk karena ada 2 peb pada bentuk dasarnya, sehingga bentuk VSEPR nya adalah AX4E2. XeF4 adalah contoh dari bentuk ini.
Cara menggunakan teori VSEPR untuk menen tukan bentuk molekul 1. Tuliskan struktur lewis dari senyawa tersebut. 2. Hitung semua elektron yang mengelilingi atom pusat, baik yang berikatan maupun yang tidak berikatan. 3. Prediksikan sudut ikatan dari molekul tersebut. 4. Hitung jumlah elektron yang berikatan ataupun yang tidak berikatan, kemudian gambarkan dan beri nama.
Bentuk Molekul dengan atom pusat lebih dari 1 Banyak molekul yang sering kita jumpai dalam kehidupan kita merupakan molekul yang mempunyai atom pusat lenih dari 1. Bentuk molekul ini terbentuk karena gabungan dari masing-masing atom yang memiliki 1 atom pusat. Contohnya adalah CH3CH3 yang memiliki 4 ikatan tunggal dan tidak mempunyai peb yang mengelilingi atom pusatnya yaitu berupa karbon. Bentuk ini seperti evolusi dari bentuk tetrahedral.
