BENTUK MOLEKUL
DISUSUN OLEH : FEBIANI DWI UTARI
21030112130083
PENGAMPU : Dr. ISTADI MATA KULIAH : KIMIA ANORGANIK
TAHUN AJARAN 2012 JURUSAN TEKNIK KIMIA
BAB 10 : BENTUK MOLEKUL
10.1 Menggambarkan Molekul dan Ion dengan Struktur Lewis Bentuk molekul merupakan posisi relatif dari atom pusat. Untuk menggambarkan bentuk molekul kita harus mengubah rumus molekul menjadi struktur Lewis (2 dimensi) , dimana struktur Lewis berdasar pada aturan oktet dan terdiri dari titik-titik elektron valensi, ikatan, atom pusat, pasangan atom dan lone pairs ( PEB / Pasangan Elektron Bebas) Menggunakan Aturan Oktet untuk Membuat Struktur Lewis Untuk membuat struktur Lewis kita harus mengubah atom menjadi bentuk poliatomik ion. Elektron valensi digunakan untuk berpasangan atau membentuk PEB sesuai aturan oktet dimana elektron terluar berisi 8 elektron / 2 elektron untuk hidrogen. Struktur Lewis untuk Molekul yang Berikatan Tunggal Berikut merupakan contoh membuat struktur Lewis yang berikatan tunggal beserta contoh dengan molekul NF3. 1. Pastikan posisi tiap atom Tempatkan atom dengan elektronegatifitas terendah menjadi inti atom karena membutuhkan banyak elektron untuk mencapai oktet N golongan VA N3- ( Elektronegatifitas = 3 )
Atom pusat = N
F golongan VIIA F- ( Elektronegatifitas = 4 )
Apabila golongan sama, misal ClF3. Golongan VIIA. Tempatkan atom dengan periode terbesar di tengah. 2. Tentukan banyak elektron valensi Hitung elektron valensi tiap atom dan kalikan dengan indeksnya. Kemudian jumlahkan dengan perhitungan atom lainnya. ( 1 x 5e ) + ( 3 x 7e ) = 5e + 21e = 26 e N
F3
Ada 3 ikatan tunggal x 2e = 6e 26e – 6e = 20e
3. Gambarkan ikatan tunggal yang mengelilingi atom pusat Kurangkan hasil perhitungan di tahap 2 dengan elektron yang digunakan untuk berikatan ( 2e untuk tiap ikatan tunggal). Terdapat 3 ikatan tunggal
4. Letakkan elektron valensi yang tersisa dari perhitungan di tahap 3 sehingga tiap atom sesuai dengan kaidah oktet. Langkah di atas bisa digunakan untuk ikatan tunggal dengan atom pusat C,N,O atau molekul dengan atom pusat yang berperiode tinggi. Untuk atom lain berikut ikatannya: hidrogen :2 ikatan,karbon : 4 ikatan, nitrogen:3 ikatan , oksigen : 2 ikatan, halogen:1 ikatan.
Atur posisi: Elektronegatifitas terendah pusat
Banyak elektron valensi: £ ( EV atom x indeks)
Gambarkan ikatannya
Gunakan elektron valens yang tersisa pada setiap atom sehingga tiap atom=oktet
Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Banyak
Bila atom pusat belum mencapai oktet dengan langkah 1- 4. Berarti terjadi ikatan banyak. Langkah tambahannya , yaitu langkah 5 : Ubah menjadi ikatan banyak dilakukan dengan merubah PEB menjadi ikatan pada atom pusat. Contoh Soal 10.1: Membuat Struktur Lewis untuk senyawa berikatan banyak Masalah: Buat struktur Lewis untuk: a. Ethylene ( C2H4), digunakan untuk bahan polimer b. Nitrogen (N2), komposisi terbanyak di atmosfer Solusi: Bila langkah 1-4 sudah dilakukan a. Langkah ke 5 untuk ethylene Ubah PEB menjadi berpasangan dengan atom C lainnya sehingga membentuk 1 lagi ikatan antara C dan C
b. Langkah ke 5 untuk nitrogen Ubah PEB menjadi berpaangan dengan atom N liannya sehinggan membentuk ikatan triple antara atom N dan atom N
Resonansi : Penempatan Elektron – Ikatan Suatu senyawa bisa memiliki struktur Lewis yang berbeda dengan mengubah letak ikatan tunggal dan gandanya. Struktur resonansi digambarkan dengan panah dua arah (↔) diantara 2 struktur Lewis yang berbeda penempatan ikatan tunggal dan gandanya. Ikatan yang berubah letak ikatan tunggal dan gandanya digambarkan dengan garis putus-putus.
Harga Pasti:Memilih Struktur Resonansi yang Lebih Penting Salah satu cara menentukan struktur resonansi yang lebih penting adalah dengan menentukan harga pasti tiap atom. Harga pasti diketahui bila pasangan elektron sama-sama berbagi. Harga Pasti:Banyaknya elektron valensi – Banyaknya EV yang tidak berikatan - ½ EV yang berikatan
OA: (6-4-1/2.4)=0 OB: (6-2-1/2.6)=+1 OC: (6-6-1/2.2)=-1 Syarat untuk memilih resonansi yang lebih penting: - Harga yang lebih kecil ( negatif/positif) diutamakan - Harga serupa yang berdekatan tidak diutamakan - Harga yang lebih negatif ditemaptkan di atom yang lebih elektronegatif. Harga pasti berbeda dengan bilangan oksidasi (biloks). Harga pasti terjadi bila pasangan elektron memberi atom yang sama. Sehingga setiap atom memberikan setengahnya. Sedangkan biloks memberi atom lebih banyak pada elektronegatifitas tinggi. Biloks di setiap bentuk resonansi sama karena elektronegatifitasnya tidak berubah. Pengecualian Struktur Lewis dengan Aturan Oktet Pengecualian aturan oktet adalah untuk senyawa yang berisi senyawa yang kekurangan elektron, aneh, dan memperluas kulitnya. Senyawa yang kekurangan elektron Seringkali atom pusat memiliki elektron valensi kurang dari 8, misalnya : BF3
Atom B hanya memiliki 6 atom. PEB F (halogen) tidak bisa membentuk ikatan karena F memiliki elektronegatifitas yang tinggi daripada atom pusatnya. Cara untuk mencapai oktet adalah dengan menambah senyawa lain untuk berikatan.
Senyawa yang aneh Tidak semua seenyawa atom pusatnya berpasangan, terdapat valensi bebas. Atom tersebut mencapai oktet dengan menjadikan sesama valensi bebas dari senyawa serupa menjadi berikatan sehingga sama – sama mencapai oktet.
Senyawa yang memperluas kulit Memperluas kulit dapat dilakukan pada senyawa dengan atom pusat non logam yang termasuk periode 3 atau lebih sehingga dapat menggunakan orbital d. Elektron valensi dapat tersimpan lebih dari delapan. Misalnya : FS6 yang memiliki 12 elektron
10.2 Teori VSEPR dan Bentuk Molekul Struktur Lewis meruakan dasar dalam pembuatan bentuk molekul, lebih lanjut lagi digunakan teori VSEPR. Dalam VSEPR intinya elektron valensi di sekitar atom pusat dijauhkan untuk mengurangi tolakan. Penyusunan Grup Elektron dan Bentuk Senyawa Pola geometri digunakan untuk menggambarkan peristiwa ketika beberapa objek mencapai posisi maksimum dari inti .
Di atas merupakan bentuk dasar molekul yang menggambarkan grup elektron.
Bentuk molekul diklasifikasikan berdasarkan pola AXmEn. Dimana A(merah) merupakan atom pusat, X(hitam) merupakan atom lain yang berpasangan dengan atom pusat. E merupakan banyaknya PEB Bentuk Molekul dengan Dua Grup Elektron Susunannya linier dan masing – masing grup terpisah 180 0 dengan VSEPR kelas AX2(Ikatan seolah memisahkan 2 grup elektron). Misalnya: HCN,BeF2,CS2
Dalam bentuk molekul AX2 ini terdapat 1 atom pusat dan 2 grup elektron. Bentuk Molekul dengan Tiga Grup Elektron Susunannya trigonal planar dan masing – masing grup terpisah 120 0. Memiliki dua bentuk antara lain: -
-
AX3 terdiri dari 1 atom pusat dan 3 grup elektron. Bentuknya trigonal planar. Memiliki 2 tipe grup elektron yaitu ikatan tunggal dan ikatan ganda. Pada grup elektron dengna ikatan ganda yang memiliki berat jenis besar terjadi penyimpangan sudut karena menolak ikatan ganda lebih kuat daripada menolak penggabungan senyawa sejenis. Salah satu sudutnya menjadi 116 0. Misal : SO3,BF3,NO3AX2E terdiri dari 1 atom pusat, 2 grup elektron dan 1 PEB. Bentuknya V atau bengkok. Tidak membentuk ikatan dengan senyawa sejenis karena menolak PEB lebih kuat. Sudut antara 2 grup elektron adalah 950. Misalnya : SO2,O3,PbCl2.
Bentuk Molekul dengan Empat Grup Elektron Susunannya tetrahedral. Saat digmbarkan melalui struktur Lewis memiliki sudut 900. Namun dengan bentuk 3 dimensi memiliki sudut 109,50. - AX4 terdiri dari 1 atom pusat dan 4 grup elektron. Bentuknya tetrahedral. Misalnya : CH4, SO42-, ClO4- AX3E terdiri dari 1 atom pusat, 3 grup elektron dan 1 PEB. Bentuknya trigonal piramida(tetrahedral kehilangan puncaknya). Lebih membentuk PEB karena besarnya tolakan untuk membentuk PEB dan sudutnya <109,5 0.Misalnya : NH3,PF3 - AX2E2 terdiri dari 1 atom pusat, 2 grup elektron dan 2 PEB, Bentuknya V atau bengkok. 2 PEB mebuat efek yang kuat pada sudut yatu 104,50. Misalnya :H2O, SCl2.
Jenis ikatan menyebabkan penyimpangan pada sudut normal. Berikut ketentuannya :
PEB-PEB > PEB-ikatan > ikatan-ikatan Bentuk Molekul dengan 5 Grup Elektron Susunannya trigonal bipiramida. Senyawa dengan 5/6 Grup elektron, berasal dari atom pusat periode 3 / lebih karena hanya di periode tersebut yang memiliki atom d untuk meperluaas valensi menjadi 8. Memiliki 2 posisi grup lektron dan 2 sudut ( 1200 dan 900). - AX5 terdiri dari 1 atom pusat, dan 5 grup elektron. Bentuknya trigonal bipiramida. Misal : PF5,AsF5 - AX4E terdiri dari 1 atom pusat , 4 grup eleektron dan 1 PEB. Bentuknya seperti jungkat-jungkit. Misal:SF4,XeO2F2. - AX3E2 terdiri dari 1 atom pusat, 3 grup elektron dan 2 PEB. Bentuknya T. Misal : CLF3,BrF3. - AX2E3 terdiri dari 1 atom pusat, 2 grup elektron dan 3 PEB. Bentuknya linier ( antara grup elektron – atom pusat – grup elektron). Misal: XeF2,I3-.
Bentuk Molekul dengan 6 Grup Elektron Susunannya oktahedral dan membentuk sudut 900.Berikut bentuk dari susunan 6 grup elektron: AX6 terdiri dari 1 atom pusat, dan 6 grup elektron. Bentuknya oktahedral. Misalnya :SF6,IOF5. AX5E terdiri dari 1 atom pusat ,5 grup elektron dan 1 PEB. Bentuknya piramida segi 4. Misalnya : BrF5,XeOF4, AX4E2 terdiri dari 1 atom pusat, 4 grrup elektron dan 2 PEB. Bentuknya planar segi 4. Misalnya: XeF4,ICl4-.
Menggunakan teori VSEPR untuk Menentukan Bentuk Molekul Berikut caranya: 1. Buat struktur Lewis 2. Tetapkan grup elektron di sekitar atom pusat 3. Tentukan sudut antara grup elektron, dimungkinkan terjadi penyimpangan pada PEB dan atau ikatan ganda. 4. Gambarkan dan beri nama bentuk molekul berdasarkan banyaknya atom pusat, grup elektron, PEB Struktur Lewis
Grup Elektron
Sudut
Gambar dan beri nama ( AXmEn)
Bentuk Molekul dengan Lebih dari 1 Atom Pusat Bentuk molekul dengan lebih dari 1 atom pusat yaitu perpaduan bentuk setiap pusatnya. Misalnya :
A= ethana, B= ethanol
Ethana merupakan gabungan dari dua tetrahedra. Sementara Ethanol merupakan gabugan dari 3 tetrahedral dan 1 bentuk V dari 2 PEB.
