Stuktur Lewis terdiri dari simbol elektron-dot yang menggambarkan masing-masing atom dan atom yang ada disebelahnya. Bonding pairs adalah pasangan elektron ikatan, sedangkan lone pairs adalah pasangan elektron tunggal. Cara menggambar struktur lewis dengan satu ikatan:
Langkah 1 : Tempatkan atom yang memiliki elektron valensi terkecil di pusat. Atom yang memiliki nomor golongan terendah diletakkan di pusat, karena elektron tersebut membutuhkan banyak elektron untuk mencapai oktet. Langkah 2 : Menentukan nilai elektron valensi total. Langkah 3 : Gambar ikatan tunggal dari masing-masing atom yang mengelilingi ke pusat. Langkah 4 : Membagi elektron valensi pada masing-masing atom dan dibuat agar masing-masing atom mempunyai 8 elektron ( kecuali H, hanya memiliki 2 elektron ) Contoh : Menggambar struktur Lewis dengan satu atom pusat MgCl2 Langkah 1 :
Mg ( Golongan II A, EN = 2) Cl ( Golongan VII A, EN = 4) Cl
Mg
Cl
Langkah 2: [1 x Mg(2e-)] + [2x Cl(7e-)] = 5e- + 14e- = 19 elektron valensi Langkah 3 : Menggambar ikatan tunggal. Cl
Mg
Cl
Langkah 4 : Membagi elektron valensi pada masing-masing atom.
Menggambar struktur Lewis dengan dua atom pusat CH4O Langkah 1 : Tempatkan atom yang memiliki elektron valensi terkecil di pusat. Atom H hanya dapat memiliki satu tangan, sehingga atom C dan O harus berdekatan satu sama lain. Atom C memiliki empat tangan, dan atom O hanya memiliki 2 tangan. H H C O H H Langkah 2 : Mencari jumlah dari elektron valensi. [1 x C(4e-)] + [1x O(6e-)+ [4 x H(1e-)] = 14 eLangkah 3 : Tambahkan ikatan tunggal pada masing-masing atom, dan tambahkan 2e-, sehingga elektronnya tinggal 4 e- (14e- - 10e-) H H
C
O
H
H Langkah 4 : Karena atom C sudah dalam keadaan oktet dan atom H sudah memiliki 2 elektron, maka sisa elektron dimasukkan dalam atom O. H •• H C O H •• H
Cara menggambar struktur lewis dengan dua ikatan: Jika cara nomor satu sampai empat tidak menghasilkan atom yang oktet, maka di dalam struktur tersebut terdapan ikatan rangkap. Menggambar struktur Lewis dengan ikatan rangkap CO2 Cara pertama sampai keempat seperti pada menggambar struktur Lewis dengan ikatan tunggal. Kemudian dilanjutkan dengan menambahkan ikatan rangkap pada atom pusatnya agar terbentuk oktet.
Perpindahan elektron dan ikatan rangkap Suatu molekul atau ion dapat mempunyai struktur Lewis yang berbeda-beda dengan memindah ikatan rangkap dan elektronnya, asalkan dengan syarat elektron valensi dari ato tersebut sama. Contoh :
Dapat juga dilihat dari rantai benzena (C6H6)
bisa ditulis menjadi Untuk mendapatkan nilai bond order, bisa menggunakan rumus :
Tiga kriteria untuk memilih struktur resonansi : 1. Muatan formal terkecil (positif atau negatif) lebih dipilih 2. Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai/ditolak 3. Muatan formal yang lebih negatif terletak pada atom yang lebih elektronegatif Formal charge : ikatan elektron yang memberikan persamaan atom
Bilangan Oksidasi (Oxidation Number) : ikatan elektron yang memberikan kelengkapan dari keelektronegatifan atom
Perkecualian Struktur Lewis terhadap Aturan Oktet. Aturan oktet hanya bisa digunakan untuk atom-atom pusat yang berperiode 2, padahal banyak molekul yang pusatnya memiliki periode yang tinggi.
Molekul Elektron Tidak Sempurna Molekul yang pusatnya berilium atau boron biasanya merupakan elektron yang tidak sempurna.
Hanya ada 4 elektron pada atom berilium dan enam elektron pada atom barium. Maka atom, atom ini sturktur ikatannya harus berubah menjadi ,
Molekul Elektron Ganjil Beberapa molekul terdiri dari beberapa pusat atom yang memiliki elektron valensi yang ganjil. Contohnya Nitrogen dioksida (NO2), maka senyawa ini perlu berikatan dengan senyawa lain, sehingga dua senyawa tersebut bergabung membentuk dinitrogen tetraoksida.
Ekspansi Kulit Valensi Kebanyakan molekul dan ion memiliki elektron valensi lebih dari delapan. Sebuah atom memperluas kulit valensinya ke bentuk ikatan yang lebih banyak dengan cara melepaskan energi. Contohnya, sulfur heksaflourida. Atom pusatnya adalah sulfur yan memiliki 6 ikatan tunggal, sehingga elektron totalnya adalah 12.
Contoh lainnya adalah phospor pentaklorida (PCl5). (PCl5) terbentuk karena reaksi antara PCl3 dengan Cl. Atom P pada PCl3 tidak membentuk oktet, maka atom P berikatan dengan Cl
Prinsipnya adalah setiap domain dari elektron valensi yang mengelilingi pusat atom, diletak sejauh dari domain yang lainnya meminimalisasi gaya tolak menolak.
Penyusunan Domain Elektron dan Bentuk Molekul Susunan elektron ditentukan berdasarkan pasangan elektron valensi, apakah berikatan atau tidak. Rumus bentuk molekul : AXmEn. A = atom pusat X = Pasangan Elektron Ikat (PEI) E = Pasangan Elektron Bebas (PEB) m = jumlah pasangan elektron ikat n = jumlah pasangan elektron bebas Sudut ikatan adalah sudut yang terbentuk oleh dua inti atom yang mengelilingi atom pusat dengan inti atom yang mengelilingi atom pusat.
Bentuk Molekul dengan Dua Domain Elektron (Bentuk Linear)
Rumus bangun : AX2 Maksudnya, terdapat 2 pasang elektron, tidak memiliki elektron bebas. Sudut yang terbentuk adalah 1800 , sehingga bentuk molekulnya adalah Linear.
Contoh : CO2 , atom C mempunyai 4 elektron valensi dan atom O memiliki 6 elektron valensi. Ikatan yang menghubungkan antar atom dalam karbon dioksida adalah ikatan rangkap.
Bentuk Molekul dengan Tiga Domain Elektron (Bentuk Trigonal Planar) Trigonal Planar Rumus bangun : AX3 Maksudnya, terdapat 3 pasang elektron ikat, tidak memiliki elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 1200 , sehingga bentuk molekulnya adalah Trigonal Planar. Contoh boron trifluorida, BF3. Atom B memiliki 3 elektron valensi dan F memilki 6 elektron valensi, meniliki tiga ikatan tunggal, sudutnya 1200.
Efek adanya pasangan elektron bebas. Bentuk V Rumus bangun : AX2E Maksudnya, terdapat 2 pasang elektron ikat, dan memiliki 1 pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah < 1200 , sehingga bentuk molekulnya adalah V. Contoh pada SnCl2 :
Bentuk Molekul dengan Empat Domain Elektron (Bentuk Tetrahedral)
Tetrahedral Rumus bangun : AX4 Maksudnya, terdapat 4 pasang elektron ikat, tidak memiliki elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 109,50 , sehingga bentuk molekulnya adalah Tetrahedral. Contoh pada CH4
Trigonal Pyramida Rumus bangun : AX3E Maksudnya, terdapat 3 pasang elektron ikat, memiliki satu pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk adalah 107,30 - 109,50 Contoh pada NH3. Atom pusat N (5EV), H(1 EV)
Bentuk V Rumus bangun : AX2E2 Maksudnya, terdapat 2 pasang elektron ikat, memiliki 2 pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 104,50 Contoh pada H2O. Atom pusat O (6 EV), dan atom H (1 EV)
Bentuk Molekul dengan Lima Domain Elektron (Bentuk Trigonal Bipyramida)
Trigonal Bipyramida Rumus bangun : AX5 Maksudnya, terdapat 5 pasang elektron ikat, tidak memiliki pasangan elektron bebas. Sudut yang terbentuk adalah 1200 , 1800, 900 Contoh pada PCl5 ,Atom pusat P (5 EV), atom Cl (7 EV).
Bentuk Jungkat-Jungkit/ Tetrahedron terdistorsi Rumus bangun : AX4E Maksudnya, terdapat 4 pasang elektron ikat, memiliki satu pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk adalah <1200 , 1800, 900 Contoh pada SF4. Atom pusat S (6 EV), atom F (7 EV).
Bentuk T Rumus bangun : AX3E2 Maksudnya, terdapat 3 pasang elektron ikat, memiliki 2 pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk adalah 1800, 900 Contoh pada Bromin Trifluorida (BrF3). Atom pusat Br (7 EV), dan atom F (7 EV).
Bentuk Linear Rumus bangun : AX2E3 Maksudnya, terdapat 2 pasang elektron ikat, memiliki 3 pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 1800 Contoh pada XeF2. Atom pusat Xe (8 EV), dan atom F(7 EV)
Bentuk Molekul dengan Enam Domain Elektron (Bentuk Oktahedral)
Oktahedral Rumus bangun : AX6 Maksudnya, terdapat 6 pasang elektron ikat, tidak memiliki pasangan elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 900
Contoh pada sulfur heksafluorida (SF6). Atom pusat S (6 EV), atom F (7 EV).
Piramida Segiempat Rumus bangun : AX5E Maksudnya, terdapat 5 pasang elektron ikat, memiliki satu pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 900 Contoh pada Iodin pentafluorida,IF5. Atom pusat I (7 EV), atom F (7 EV).
Segiempat Planar Rumus bangun : AX4E2 Maksudnya, terdapat 4 pasang elektron ikat, memiliki 2 pasang elektron bebas. Sudut yang terbentuk masing-masing adalah 900 Contoh pada Xenon tetrafluorida (XeF4). Atom pusat Xe (8 EV), atom F (7 EV).
Ringkasan
Menggunakan Teori VSEPR untuk Meramalkan Bentuk Molekul
Langkah 1. Menulis struktur Lewis Langkah 2. Menhitung semua domain elektron (elektron ikatan da elektron bebas) Langkah 3. Memprediksi sudut ikatan ideal dari susunan domain elektron dan arah deviasi yang disebabkan oleh elektron bebas atau ikatan ganda. Langkah 4. Menggambar dan menamai bentuk molekul dengan menghitung domain yang berikatan dan yang tidak berikatan secara terpisah.
Contoh Soal . Memprediksi Bentuk Molekul dengan Dua, Tiga atau Empat Domain Elektron Gambarlah bentuk molekul dan prediksi sudut ikatan dari : a. PF 3 dan b. COCl2 c.SbF5 d.BrF5 Jawab. a) PF3 Langkah 1. Tulis struktur lewis. Atom pusat P (5 EV) dan atom F(7 EV)
Langkah 2. Tentukan susunan/jumlah domain elektron. Ada 4 domain elektron (3 PEI dan 1 PEB), sehingga kerangka dasarnya adalah bentuk tetrahedral. Langkah 3. Prediksi sudut ikatan. Untuk tetrahedral, sudut idealnya adalah 109.5 o, karena ada pasangan elektron bebas, maka sudut relatifnya kurang dari 109.5 o. Langkah 4. Gambar dan namai bentuk molekul tersebut. Bentuk molekulnya adalah trigonal pyramida (AX2E).
b) COCl2 Langkah 1. Tulis struktur lewisnya. Atom pusat C (4 EV), atom O(6 EV) dan atom Cl (7 EV). Langkah 2. Tentukan susunan/jumlah domain elektron. Ada 3 domain elektron (3 PEI dan 0 PEB), dengan satu diantaranya merupakan ikatan ganda. Sehingga kerangka dasarnya adalah bentuk trigonal planar. Langkah 3. Prediksi sudut ikatan. Sudut idealnya adalah 120o, karena ada ikatan ganda maka sudutnya kurang dari 120o. Langkah 4. Gambar dan namai bentuk molekul tersebut. Bentuk molekulnya adalah trigonal planar (AX3).
Contoh Soal . Memprediksi Bentuk Molekul dengan Lima atau Enam Domain Elektron a. SbF5 Langkah 1.Tulis struktur lewis. Atom pusat Sb(5 EV), atom F(7 EV) Langkah 2. Tentukan susunan/jumlah domain elektron. Ada 5 domain elektron (5 PEI dan 0 PEB), sehingga kerangka dasarnya adalah bentuk trigonal bipyramida. Langkah 3. Prediksi sudut ikatan. Sudut antara kerangka axial dan equatorial adalah 90o dan sudut antar equatorial adalah 120o. Langkah 4. Gambar dan namai bentuk molekul tersebut. Rumus molekul tersebut adalah AX 5, bentuk trigonal bipyramida.
b. BrF5 Langkah 1.Tulis struktur lewis. Atom pusat Br(7 EV), atom F(7 EV). Langkah 2. Tentukan susunan/jumlah domain elektron. Ada enam domain elektron (5 PEI dan 1 PEB), sehingga kerangla dasarnya adalah octahedral. Langkah 3. Prediksi sudut ikatan. Adanya elektron bebas, maka sudut ikatan kurang dari 90o. Langkah 4. Gambar dan namai bentuk molekul tersebut. Bentuk molekulnya adalah piramida segiempat (AX5E).
Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih Dari Satu Atom Banyak melekul yang memiliki lebih dari satu atom pusat. Bentuk molekulnya merupakan kombinasidari masing-masing atom pusat pembentuknya. Contoh : etana (C6H6) : kombinasi CH3-CH3 etanol (C2H6OH) : kombinasi CH3-CH2-OH
Bentuk etana dapat dilihat
Bentuk etanol dapat dilihat
seperti gabungan dua tetrahedral
seperti gabungan tiga tetrahedral
Contoh Soal . Memprediksi Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih Dari Satu Atom Tentukan bentuk molekul dari aseton (CH3)2CO ! Jawab : Langkah 1. Tulis struktur lewis. Langkah 2. Tentukan jumlah domain elektron. Setiap CH3 memiliki 4 domain elektron (octahedral), atom C ke tiga memiliki tiga domain elektron (trigonal planar). Langkah 3. Sudut ikatan. Dalam bentuk octahedral sudut ikatan 109.5 o, sudut ikatan ganda CO kurang dari 120o. Langkah 4. Bentuk yang mengelilingi atom pusat. CH3 yang mengelilingi dua atom C memiliki bentuk tetrahedral (AX4), bentuk yang mengelilingi atom C tengah adalah trigonal planar (AX 3).
