Bentuk Molekul Menggambarkan molekul dan ion dengan struktu lewis Langkah pertama menggambarkan seperti apa molekul kelihatannya adalah dengan mengonversi rumus molekul menjadi struktur lewis (atau rumus lewis). Rumus struktur dua dimensi ini terdiri dari simbol titik elektron yang menggambarkan masing-masing atom beserta pasangan ikatannya. Untuk menulis struktur dari rumus molekul, kita tentukan penempatan relatif atom di dalam molekul --- dimana molekul berdekatan dan berikatan satu sama lain. Struktur lewis untuk molekul degan ikatan tunggal Langkah-lagkah menentukan struktur lewis: 1. Tempatkan atom relatif masing-masing. Untuk unsur dengan rumus molekus ABn, tematkan atom dengan jumlah paling sedikit di tengah karena ini yang membutuhkan elektron lebih untuk mencapai kaidah oktet. Biasanya, ini juga atom dengan keelektronegatifan terendah. 2. Tentukan jumlah elektron valensi yang tersedia. Untuk molekul, jumlahkan elektron valensi dari semua atom. Untuk ion poliatomik, tambahkan satu elektron untuk masing2 muatan negatif ion, atau cocokkan satu elektron untuk setiap muatan positif. 3. Buat satu garis untuk setiap atom terikat ke atom pusat, kurangi dua elektron valensi untuk setiap ikatan 4. Distribusikan elektron yang tersisa berpasangan sehingga masing-masing atom memiliki delapan elektron valensi. Pertama, tempatkan elektron tunggal di atom terikat untuk menjadikannya sesuai kaidah oktet. Jika ada elektron yang tersisa, tempatkan elektronnya di sekitar atom pusat. Degan menggunakan empat langkah itu kalian bisa menuliskan struktur lewis untuk setiap molekul dengan atom intinya C, N, atau O, dan juga beberapa molekul dengan atom pusat dari periode yang lebih besar. Ingatlah kalau setiap unsur
Atom hidrogen membentuk satu ikatan Atom karbon membentuk empat ikatan Atom nitrogen membentuk tiga ikatan Oksigen membentuk dua ikatan Halogen membentuk satu ikatan ketika mereka menjadi atom terikat, fluorine adalah atom yang selalu terikat.
Struktur lewis untuk molekul dengan ikatan rangkap. Terkadang kita menemukan setelah langkah 1-4, tidak cukup elektron untuk atom pusat untuk encapai kaidah oktet. Ini biasanya menyatakan bahwa ada ikatan rangkap yang terjadi. Langkah tambahannya adalah: 5. Jika dari langkah 1-4 inti atom masih belum memenuhi kaidah oktet, buat ikatan rangkap dengan mengubah PEB dari salah satu atom yang terikat menjadi PEI ke atom pusat
Resonansi: ikatan elektron pasangan yang terdelokalisasi. Kita bisa menuliskan struktur lewis lebih dari satu, masing-masing dengan penempatan atom relatif yang sama. Dengan molekul atau ion dengan ikatan rangkap dua di sebelah ikatan tunggal. Struktur O3 bisa digambarkan dnegan 2 versi, yang satu di kanan ikatan tunggal dan rangkap yang di kiri, dan versi satu lagi dengan kiri yang tunggal dan di kanan yang berikatan rangkap. Berbedanya versi struktur lewis dapat disebut struktur resonansi (atau bentuk resonansi), dan dengan panah berkepala dua yang menyambung kedua struktur ( ). Struktur resonansi memiliki penempatan atom yang sama tetapi lokasi PEI dan PEB yang berbeda. Kebutuhan kita akan lebih dari satu struktu lewis menggambarkan molekul ozon adala hasil dari pasangan elektron terdelokalisasi. Di ikatan tunggal atau rangkap, masing-masing pasangan elektron ditarik oleh inti dari dua atom yang berikatan lain, dan kepadatan elektron yang terbesar ada di daerah di antara inti; setiap elektron terlokalisasi. Muatan formal: memilih struktur resonansi yang lebih penting Satu cara untuk memilih bentuk resonansi yang penting adalah dengan menentukan masing-masing muatan formal, muatan yang akan terjadi jika elektron yang berikatan terbagi rata. Muatan formal suatu atom dalah total jumlah dari elektorn valensi dikurangi jumlah elektron valensi yang “dimilikinya” dalam molekul: memiliki semua elektron valensi yang belum terbagi dan setengah dari elektron yang terbagi. Muatan formal suatu atom: Jumlah elektorn valensi – (jumlah elektron valensi yang belum terbagi + ½ jumlah elektron valensi yang terbagi) Tiga syarat yang membantu kita memilih struktur resonanse yang lebih penting:
Muatan formal lebih kecil lebih baik dibanding yang lebih besar Jenis muatan formal di atom yang berdekatan adalah yang tidak diinginkan. Muatan formal yang lebih negatif seharusnya tinggal di atom yang lebih elektronegatif.
Muatan formal tidak sama dengan bilangan oksidasi. Muatan formal = elektron valensi – (elektron PEB + 1/2 PEI) Bilangan oksidasi = elektron valensi – ( PEB + PEI) Ingatlah bahwa bilangan oksidasi tidak berubah dari satu resonansi ke resonansi lain (karena keelektronegatifan tidak berubah). Tetapi muatan formal berubah (karena jumlah PEB dan PEI berubah).
Struktur lewis untuk pengecualian dalam kaidah oktet. Molekul yang kekurangan elektron Molekul gas yang mengandung berilium atau boron sebagai atom pusat sering disebut kekurangan elektron; yaitu mereka memiliki skurang dari delapan elektron di sekitar atom Be atau B. Dimana hanya empat elektron di Be dan enam di B. Mengapa PEB dari atom halogen sekitar idak membentuk ikatan rangkap dengan atom pusat sehingga memenuhi kaidah oktet? Halogen pada dasarnya lebih elektronegatif daripada Be atau B. Cara utama atom yang kkurangan elektron mencapai oktet adalah dengan membentuk ikatan tambahan dalam reaksi. Molekul elektron aneh Beberapa molekul memiliki atom pusat dengan jumlah elektron valensi yang aneh, sehingga mereka tidak mungkin bisa memiliki semua elektronnya berpasagan. Contoh seperti itu disebut radikal bebas, memiliki sebuah elektron bebas, dimana membuatnya bersifat paramagnetik dan sangat reaktif. Kulit valensi yang diperluas Banyak molekul da ion yang memiliki lebih dari delapan elektron valensi di sekitar atom pusat. Sebuah atom meluaskan kulit valensinya untuk membentuk ikatan lagi. Atom pusat bisa mengakomodasi pasangan tambahan dengan menggunakan orbital d terluar selain yang diduduki orbital s dan p. Oleh karena itu, kulit valensi yang diperluas terjadi jika hanya dengan atom pusat nonlogam dari periode 3 atau lebih, dimana ada satu orbital d kosong. Perlu disadari bahwa muatan formal adalah alat yang berguna, tapi tidak sempurna, untuk menilai pentingnya kontribusi untuk resonansi hibrid. Perhitungan teoretis baru-baru ini mengindikasikan bahwa banyak jenis dengan atom pusat dari periode 3 atau lebih membentuk kulit valensi yang diperluas dan muatan formal yang kosong mungkin kurang penting daripada bentuk dengan muatan formal yang lebih tinggi.
Teori VSEPR dan bentuk Molekul Struktru lewis sebuah molekul adalah sesuatu seperti cetak biru dari sebuah gedung: gambar datar yang menunjukkan penempatan relatif suatu bagian (inti atom), hubungan strukturan (kelompok elektron valensi berikatan), dan macam-macam lampiran (elektron valensi bebas). Untuk membangun bentuk molekul dari struktur lewis, ahli kimia menggunakan teori VSEPR (tolakan pasangan elektron kelopak valensi). Aturan dasar adalah setiap kumpulan elektron valensi di sekitar atom pusat terletak sejauh mungkin dari yang lain untuk meminimalisir tolakan. Pengaturan kumpulan elektron dan bentuk molekul. Ketika dua, tiga, empat, lima, atau enam objek terikat ke titik pusat memaksimalkan ruang yang masing-masing bisa temati di sekitar titik itu, lima pola geometri terhasilkan. Bentuk molekul digambarkan oleh posisi relatif dari inti atom. Ketika beberapa kelompok tidak berikatan, bentuk
molekul yang berbeda terjadi. Dengan demikian, pengaturan kumpulan elektron yang sama bisa menimbulkan bentuk molekul yang berbeda. Untuk mengelompokkan bentuk molekul kami menetapkan masing-masing penunjukan AXmEn yang spesifik, dimana m dan n adalah bilangan bulat, A adalah atom pusat, X adalah PEI, dan E adalah PEB. Sudut ikatan adalah sudru yang dibentuk oleh inti dari dua atom yang berikatan dengan inti dari atom pusat sebagai puncak. Bentuk molekul dengan dua grup elektron (Pengaturan Linier) Ketika dua grup elektron terikat dengan atom pusat akan berjarak sejauh mungkin , mengarah ke arah yang berlawanan. Pengaturan linier menghasilkan bentuk linier dan sudut ikatan 180o. Bentuk molekul dengan tiga grup elektorn (pengaturan segitiga planar) Tiga grup elektron di sekitar atom pusat menolak satu sama lain sampai di sudut sama sisi, dimana membentuk pengaturan segitiga planar. Pengaturan ini memiliki dua kemungkinan bentuk molekul, satu dengan tiga atom berikatan, dan yang lain dengan dua atom dan satu atom PEB. Efek dari ikatan double dalam CH2O, sudut ikatan aslinya menyimpang dari ideal karena ikatan double , dengan kekuatan elektron yang lebih besarnya, mereka menolak dua elektron ikatan tungal lebih kuat dari tolakan mereka masing-masing. Efek dari ikatan tunggal, bentuk molekul digambarkan hanya dengan posisi dari inti, jadi ketika satu dari tiga grup elektron adalah ikatan tunggal (AX2E), bentuknya adalah bengkok atau berbentuk V, bukan segitiga planar. Bentuk molekul dengan empat grup elektron (pengaturan tetrahedral) Semua molekul atau ion dengan empat elektron valensi memakai pengaturan tetrahedral. Ketika satu dari empat grup elektron di dalam pengaturan tetrahedral adalah PEB, bentuk molekulnya adalah segitiga piramidal (AX3E). Seperti yang kita tahu dari kuatnya tolakan dari PEB, sudut ikatan yang terbentuk sekitar 109,5o. Ketika empat elektron di sekitar pusat termasuk dua PEI dan PEB, bentuk molekulnya bengkok atau berbentuk V (AX2E2) Bentuk molekul dengan lima grup elektron (segitiga bipiramidal) Semua molekul dengan lima atau enam grup elektron memiliki atom pusat dari periode 3 atau lebih karena hanya atom yang memiliki orbital d bisa memperluas kulit valensi lebih dari delapan elektron. Ketika lima grup elektron memaksimalkan pemisahan mereka, mereka membentuk segitiga bipiramidal. Bentuk molekul degan enam grup elektron. (pengaturan oktahedral) Oktahedron adalah polihedron dengan delapan bentuk dari segitiga sama sisi identik dan enam simpul identik. Dalam molekul dengan pengaturan ini, enam kelompok elektron mengitari atom pusat dan melewati satu dari enam simpul, sehingga menyebabkan seluruh kelompok sudut ideal ikatan 90o.
Menggunakan teori VSEPR untuk menggambarkan bentuk molekul 1. Tulis struktur lewis dari rumus molekul untuk melihat penempatan atom dan jumlah grup elektron. 2. Tetapkan pengaturan grup elektron dengan menghitung seluruh grup elektron sekitar atom pusat, yang berikatan dan bebas. 3. Prediksikan sudut ideal ikatan dari pengaturan grup elektron dan arah dari seluruh simpangan yang disebabkan oleh ikatan tungal atau ikatan double. 4. 4 gambar dan namakan bentuk molekul dengan menghitung grup PEI dan PEB secara terpisah.
Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih dari Satu Beberapa Molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu yang merupakan gabungan dari masingmasing atom pusat. Contoh pada C2H6 dengan 2 atom pusat C dan pada etanol (C2H6O). Kedua atom pusat C pada etanol memiliki bentuk yang sama,yaitu tetrahedral, sedangkan O mempunyai 4 kelompok elektron dan 2 pasangan bebas, sehingga etanol berbentuk V(AX2E2) Teori VSEPR menyimpulkan bahwa tiap grup elektron di sekitar atom pusat tinggal sejauh mungkin dari yang lain. Satu dari lima pengaturan grup elektron terhasilkan ketika dua, tiga, empat, lima, atau enam grup elektron mengitari atom pusat. Setiap pengaturan terkait dengan satu atau lebih bentuk molekul. Sudut ideal ikatan diresepkan dengan bentuk geometri biasa; penyimpangan dari sudut ini terjadi ketika atom yang mengitari atau grup electron tidak identik. PEB dan ikatan double menghasilkan tolakan lebih besar daripada ikatan tunggal. Molekul yang lebih besar memiliki bentuk yang merupakan gabungan dari bentuk sekitar masing-masing atom pusat.
