Bentuk Molekul Menggambarkan molekul-molekul dan ion-ion dengan struktur Lewis Struktur Lewis merupakan rumus struktur 2 dimensi yang terdiri dari elektronelektron yang digambarkan dengan simbol titik. Elektron yang digambarkan adalah elektron valensinya, tiap 1 titik mewakili 1 elektron. Pada suatu molekul, elektron-elektron pada masing-masing atom saling berikatan untuk menerima atau melepas elektron, hingga mencapai oktet (8 elektron) atau duplet (2 elektron) untuk atom hidrogen. Sehingga dapat mencapai kestabilan. Berikut adalah langkah-langkah dalam menggambarkan struktur Lewis 1) Struktur Lewis untuk molekul-molekul berikatan tunggal
Keterangan : 1. Tentukan letak atom
Jika senyawa memiliki nomor atom berbeda, maka nomor atom yang lebih rendah ditempatkan sebagai atom pusat.
Atom dengan harga elektronegatifitas lebih kecil sebagai atom pusat
Jika jumlah atom sama, maka yang menjadi atom pusat adalah atom dengan nomor periode lebih tinggi Contoh : NF3
2. Tentukan jumlah elektron valensi tiap molekul Contoh : Pada NF3, elektron valensi N = 5, dan F = 7, maka : [1 x N(5e-)] + [3 x F(7e-)] = 26eUntuk ion poliatomik, perlu ditambahkan 1 elektron valensi untuk setiap muatan negatif atau positif. 3. Gambar ikatan antara atom pusat dengan atom –atom yang mengelilingi atom pusat
4. Buat tiap atom menjadi oktet atau duplet(untuk H) dengan saling melepas dan menerima elektron
2) Struktur Lewis untuk molekul-molekul yang mempunyai ikatan rangkap Untuk molekul yang memiliki ikatan rangkap, langkah-langkah dalam menyusun struktur Lewis, selain 4 langkah diatas, perlu ditambahkan 1 langkah lagi, yaitu menentukan atom yang bisa membentuk ikatan rangkap. Caranya adalah dengan mengubah ikatan bebas dari salah 1 atom agar berikatan dengan atom pusat.
Resonansi : Delokalisasi pasangan elektron terikat Kadang terdapat molekul yang memiliki ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal dan membentuk struktur Lewis yang identik. Contoh pada O 3 (ozon).
Molekul yang terlihat memiliki 2 struktur Lewis disebut resonansi. Resonansi struktur terjadi pada atom yang memiliki posisi relatif sama, tetapi posisi ikatan tunggal dan rangkapnya berbeda. Namun resonansi struktur bukanlah penggambaran dari struktur Lewis yang sebenarnya, karena O3 tidak dapat diolak-balik secara cepat dari struktur I menjadi struktur II. Struktur ini lebih cocok disebut hybrid resonansi, yaitu bentuk rata-rata kedua molekul. Pada resonansi hybrid molekul O3, terjadi delokalisasi antara ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Untuk menunjukkan terjadinya delokalisai pada resonansi hybrid, biasanya digambarkan dengan garis putus-putus.
Selain O3, molekul benzena (C6H6) juga memiliki resonansi hybrid. Benzena memiliki 6 ikatan C-C, dan ada 3 pasangan elektron C yang mengalami delokalisasi.
Muatan Formal Resonansi hybrid merupakan rata-rata dari 2 bentuk resonansi, sehingga ada kemungkinan salah 1 struktur mendominasi bentuk molekul. Cara menentukan dominasi ini adalah dengan menggunakan muatan formal. Muatan formal adalah penjumlahan elektron valensi yang dimiliki atom itu, kemudian dikurangi dengan jumlah elektron yang dimiliki oleh atom tersebut dalam strruktur Lewisnya. Muatan formal molekul = 0 dan muatan formal ion sesuai dengan muatan ionnya. Berikut merupakan muatan formal pada resonansi O3
Kriteria dalam muatan formal : 1. Muatan formal yang lebih kecil (positif / negatif) lebih disukai darpada muatan formal yang besar 2. Muatan formal yang berdekatan tidak disukai (gaya tolak) 3. Muatan formal yang memiliki nilai lebih negatif harus diposisikan pada atom yang keelektronegatifitasnya lebih besar
Pengecualian kaidah oktet pada struktur Lewis 1. Molekul yang Kekurangan Elektron Senyawa yang memilki atom pusat Berrylium (Be) dan Boron (B) biasanya memiliki elektron valensi kurang dari 8, sehingga tidak memenuhi kaidah oktet. Contoh : BF3 dan BeCl2
2. Molekul dengan jumlah elektron ganjil Ada beberapa molekul yang memiliki jumlah elektron ganjil yang tidak bisa mencapai 8 elektron. Molekul ini disebut radikal bebas ; tidak berpasangan, tidak berikatan, bersifat paramagnetik dan sangat reaktif. Contoh NO yang apabila berikatan dengan sesamanya akan membentuk N2O4.
3. Kulit Valensi yang Diperluas Untuk meningkatkan kapasitas kulit valensi, beberapa molekul atau ion memiliki lebih dari 8 elektron di sekitar atom pusatnya. Caranya adalah dengan memanfaatkan kulit d yang kosong untuk berikatan. Proses ini hanya terjadi pada ion non logam periode 3 / lebih. Contoh: SF6
PCl5
H2SO4
TEORI VSEPR (VALENCE SHELL ELECTRON PAIR REPULSION) DAN BENTUK MOLEKUL Prinsip dari VSEPR adalah adalah adanya gaya tolak pada pasangan elektron, sehingga pasangan elektron tersebut akan menempatkan diri pada posisi yang sangat jauh dari pasangan elektron lainnya untuk mengurangi gaya tolak-menolak. Domain Elektron dan Bentuk Molekul Domain Elektron ditentukan oleh berikatan atau tidaknya elektron valensi suatu atom. Dan bentuk molekul ditentukan berdasarkan posisi pasangan elektron terhadap atom pusat. Istilah untuk domain elektron adalah AXmEn. A merupakan atom pusat, X=pasangan elektron terikat, E=pasangan elektron bebas, m menunjukkan jumlah pasangan elektron terikat, dan n menunjukkan jumlah pasangan elektron bebas. Berikut adalah gambar yang menunjukkan bentuk molekul ketika atom pusat dikelilingi pasangan elektron terikat, tetapi jika ada pasangan elektron bebas, maka bentuk molekul akan berubah
Bentuk Molekul dengan 2 Pasangan Elektron (Bentuk Linier) Pada saat terdapat 2 pasangan elektron yang berikatan dengan atom pusat, pasangan elektron terikat akan bergerak sejauh mungkin dengan arah berlawanan. Hal ini menghasilkan bentuk molekul linier dengan sudut ikatan 180˚. Notasi VSEPR-nya = AX2 . Contoh molekul yang berbentuk linier : BeCl2
CO2 Bentuk molekul hanya dipengaruhi oleh jumlah pasangan elektron bebas dan pasangan elektron terikat . Sedangkan ikatan rangkap atau ikatan tunggal berpengaruh. Bentuk Molekul dengan 3 pasangan elektron (Trigonal Planar) 3 pasangan elektron yang berada disekitar atom pusat akan memberikan gaya tolak-menolak, sehingga akan membentuk segitiga sama sisi. Bentuk molekulnya adalah trigonal planar dengan sudut 120˚. Karena ada 3 pasangan elektron, maka ada 2 kemungkinan bentuk molekul, yaitu 3 PEI atau 2 PEI dan 1 PEB. Contoh molekul yang berbentuk trigonal planar dengan 3 PEI : BF3
NO3-
Efek ikatan rangkap 2 Ikatan rangkap 2 menyebakan sudut ikatan menyimpang dari sudut ideal. Gaya tolak menolak ikatan tunggal lebih kuat daripada gaya tolak menolak ikatan rangkap 2.
Efek Pasangan Elektron Bebas (PEB) PEB memiliki efek pada sudut ikatan. Gaya tolak menolak antara PEB dan PEI lebih besar daripada antar sesama PEI. Gaya yang lebih kuat ini menyebabkan sudut ikatan berkurang antara pasangan-pasangan elektron bebas
Molekul dengan 4 pasangan elektron (tetrahedral) 1. AX4 Tetrahedral dengan sudut 109,5˚. Contoh : CCl2 F2
2. AX3 berubah menjadi trigonal planar dengan sudut 107, 3˚. Contoh : NH3 menjadi NH4+
3. AX3E2 Bentuk V planar dengan sudut 104,5˚. Contoh : NH3
Maka dapat disimpilkan bahwa gaya tolak menolak antar PEI menyebabkan berkurangnya sudut ikatan ideal. Urutan gaya tolak menolak : PEI-PEI > PEI-PEB > PEBPEB.
Bentuk Molekul dengan 5 Pasangan Elektron 1. AX5 Bentuk molekulnya bipiramida trigonal, dengan 2 posisi PEI disekitarnya dan memiliki 2 sudut ikatan ideal, yaitu 120˚ dan 90˚. Contoh : PCl5
2. AX4E
bentuk berubah menjadi bentuk gergaji, dengan sudut ikatan 101,5˚ dan
86,6˚. Contoh : SF4
3. AX3E2 Bentuk berubah menjadi T planar, dengan sudut 88,2˚. Contoh : BrF3
4. AX2E3 Bentuk berubah menjadi linier,dengan sudut ikatan 180˚. Contoh : I3-
Bentuk Molekul dengan 6 Pasangan Elektron 1. AX6 bentuk molekul ideal, berbentuk oktahedral, dengan sudut ikatan 90˚. Contoh : SF6
2. AX5E bentuk berubah menjadi segi empat piramida. Contoh : IF5
3. AX4E2 berubah menjadi segi empat planar. Contoh : XeF4
Menentukan Bentuk Molekul Menggunakan Teori VESPR 1. Gambar struktur Lewisnya 2. Tempatkan susunan pasangan elektron dengan cara menghitung semua pasangan elektron disekitar atom pusat 3. Prediksi sudut ikatan yang terbentuk 4. Gambar dan beri nama bentuk molekul sesuai dengan jumlah PEI dan PEB
Bentuk Molekul dengan pusat atom lebih dari satu Molekul dengan pusat atom lebih dari 1 biasanya merupakan molekul organik. Bentuk molekulnya merupakan kombinasi dari atom-atom pusatnya. Contoh : Etana (C2H6 kombinasi CH3-CH3) dan etanol (C2H6OH kombinasi dari CH3-CH2-OH)
