Presentasi Powerpoint Pengajar oleh Penerbit ERLANGGA Divisi Perguruan Tinggi 2010 dimodifikasi oleh Dr. Indriana Kartini
Chapter 3c
Ikatan Kimia II: VSEPR dan prediksi geometri Molekular, teori ikatan valensi dan Hibridisasi Orbital Atom; teori orbital atom
10.1
1
Model Tolakan pasangan-elektron kulit-valensi (VSEPR, Valence Shell Electron Pair Repulsion) : Meramalkan bentuk geometris molekul dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron.
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
AB2
2
0
linier
linier B
B
10.1
Cl
Be
Cl
0 ps bebas pd pusat atom 2 ikatan atom pd pusat atom
10.1
2
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB2
2
0
AB3
3
0
Susunan pasangan elektron linier Segitiga datar
Geometri Molekul linier Segitiga datar
10.1
10.1
3
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
AB2
2
0
linier
linier
AB3
3
0
segitiga datar
segitiga datar
AB4
4
0
tetrahedral
tetrahedral
10.1
10.1
4
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
AB2
2
0
linier
linier
AB3
3
0
segitiga datar
segitiga datar
AB4
4
0
tetrahedral
tetrahedral
AB5
5
0
segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida
10.1
10.1
5
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
AB2
2
0
linier
linier
AB3
3
0
segitiga datar
segitiga datar
AB4
4
0
tetrahedral
tetrahedral
AB5
5
0
segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida
AB6
6
0
oktahedral
oktahedral
10.1
10.1
6
10.1
ps elektron bebas vs. ps. elektron bebas
>
ps elektron bebas vs. ps. elektron ikatan
>
ps elektron ikatan vs. ps. elektron ikatan
7
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB3
3
0
AB2E
2
1
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
trigonal planar trigonal planar
trigonal planar menekuk
10.1
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB4
4
0
tetrahedral
tetrahedral
AB3E
3
1
tetrahedral
segitiga bipiramida
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
10.1
8
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB4
4
0
tetrahedral
tetrahedral
AB3E
3
1
tetrahedral
segitiga bipiramida
AB2E2
2
2
tetrahedral
menekuk
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
O H
H
10.1
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB5
5
0
Segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida
AB4E
4
1
Segitiga bipiramida
Tetrahedron terdistorsi
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
10.1
9
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB5
5
0
AB4E
4
AB3E2
1 3
2
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
Segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida
Tetrahedron terdistorsi
Bentuk T F F
Cl F 10.1
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB5
5
0
AB4E
4
1
AB3E2
3
2
AB2E3
2
3
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
Segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida
Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida
Tetrahedron terdistorsi
Segitiga bipiramida
Bentuk T linier I I I
10.1
10
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB6
6
0
oktahedral
oktahedral
AB5E
5
1
oktahedral
Segiempat piramida F F F
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
Br F
F
10.1
VSEPR
Rumus
Jumlah pasangan elektron
Jumlah ps. bebas pd atom pusat
AB6
6
0
oktahedral
oktahedral
AB5E
5
1
oktahedral
AB4E2
4
2
oktahedral
Segiempat piramida Segiempat datar
Susunan pasangan elektron
Geometri Molekul
F
F Xe
F
F
10.1
11
10.1
Panduan untuk menerapkan model VSEPR 1. Tulis struktur Lewis molekul tersebut. 2. Hitung jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat. 3. Gunakan VSEPR untuk meramalkan geometri molekulnya. Apakah geometri molekul dari SO2 dan SF4? O
S
F
O
AB2E menekuk
F
S F
AB4E F
tetrahedron terdistorsi 10.1
12
Momen Dipol
Daerah miskin elektron
Daerah kaya elektron
H
F
δ+
δ−
µ=Qxr Q adalah muatan r jarak antar muatan 1 D = 3,36 x 10-30 C m
10.2
10.2
13
10.2
Yang manakah dari molekul berikut yang memiliki momen dipol? H2O, CO2, SO2, and CH4 O H H Momen dipol Molekul polar
S O O Momen dipol Molekul polar H
O
C
O
Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar
H
C
H
H Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar 10.2
14
Apakah CH2Cl2 memiliki momen dipol?
10.2
10.2
15
Kimia dalam Kehidupan: Microwave Ovens
10.2
Bagaimana teori Lewis menerangkan ikatan pd H2 dan F2?
Pembagian dua elektron antar dua atom. Energi Ikatan yg terdisosiasi
Panjang Ikatan
Tumpang-tindih
H2
436,4 kJ/mol
74 pm
2 1s
F2
150,6 kJ/mol
142 pm
2 2p
Teori ikatan valensi – mengasumsikan bahwa elektron-elektron dalam molekul menempati orbitalorbital atom yang mengambil peranan dalam pembentukan ikatan. 10.3
16
10.4
Perubahan pada kerapatan elektron ketika dua atom hidrogen saling mendekat.
10.3
17
Teori ikatan valensi dan NH3 N – 1s22s22p3 3 H – 1s1 Jika ikatan terbtk akibat kelebihan 3 orbital 2p pd nitrogen dengan orbital 1s pada tiap atom hidrogen, akan berbentuk apakah geometri molekul dari NH3? Jika digunakan 3 orbital 2p perkiraan adalah 900 Sudut ikatan aktual H-N-H adalah 107,30 10.4
Hibridisasi– istilah yang digunakan untuk pencampuran orbital2 atom dalam satu atom. 1. Tidak diterapkan pd atom yg terisolasi. 2. Merupakan pencampuran dari sedikitnya dua orbital atom yang tidak setara. 3. Jumlah orbital hibrida yg dihasilkan sama dengan jumlah orbital atom asli yang terlibat dalam proses hibridisasi 4. Hibridisasi membutuhkan energi; tetapi sistem memperoleh kembali energi ini, bahkan lebih selama pembentukan ikatan. 5. Ikatan kovalen terbentuk akibat tumpang-tindihnya orbital hibrida dengan orbital yang tidak terhibridisasi. 10.4
18
10.4
10.4
19
Meramalkan sudut ikatan yang tepat
10.4
Pembentukan Orbital Hibrida sp
10.4
20
Pembentukan Orbital Hibrida sp2
10.4
Bagaimana meramalkan hibridisasi pusat atom? Hitung jumlah pasangan bebas DAN jumlah dari atoms yang terikat pada pusat atom # ps.bebas + # ikatan atom
Hibridisasi
Contoh
2
sp
BeCl2
3
sp2
BF3
4
sp3
CH4, NH3, H2O
5
sp3d
PCl5
6
sp3d2
SF6 10.4
21
10.4
10.5
22
10.5
Ikatan Pi (π) – kerapatan elektron diatas dan dibawah inti dari ikatan atom Sigma bond (σ) – kerapatan elektron antar 2 atom 10.5
23
10.5
10.5
24
10.5
Ikatan Sigma (σ) dan Pi (π) Ikatan tunggal
1 ikatan sigma
Ikatan ganda
1 ikatan sigma dan ikatan 1 pi
Ikatan rangkap tiga
1 ikatan sigma dan 2 ikatan pi
Berapa jumlah ikatan σ dan π terdapat pada molekul asam asetat (cuka) CH3COOH? O
H
H C
C
O
H
ikatan σ = 6 + 1 = 7 ikatan π = 1
H 10.5
25
O
O
Percobaan menunjukkan O2 adalah paramagnetik
Tidak ada e- yang tdk berpasangan Maka disebut diamagnetik
Teori Orbital Molekul – menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yg dihasilkan dr interaksi orbital2 atom dr atom2 yang berikatan dan yg terkait dg molekul secara keseluruhan. 10.6
Tingkat energi orbital molekul ikatan dan orbital molekul antiikatan pada hidrogen (H2).
Orbital molekul ikatan memiliki energi yg lbh rdh dan kestabilan yg lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. Orbital molekul antiikatan memiliki energi yg lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. 10.6
26
10.6
10.6
27
10.6
10.6
28
Konfigurasi Orbital Molekul (OM) 1. Jumlah orbital molekul yg terbentuk selalu sama dg jumlah orbital atom yg bergabung. 2. Semakin stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan yang berkaitan. 3. Pengisian orbital molekul dimulai dr energi rendah ke energi tinggi. 4. Setiap orbital molekul dpt menampung hingga dua elektron. 5. Gunakan aturan Hund ketika elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama. 6. Jumlah elektron dalam orbital molekul sama dg jumlah semua elektron pada atom-atom yg berikatan. 10.7
1 Orde ikatan = 2
Orde Ikatan
½
(
Jumlah elektron pada OM ikatan
1
-
½
Jumlah elektron pada OM antiikatan
)
0 10.7
29
10.7
Delokalisasi Orbital Molekul tidak hanya terbatas antar dua ikatan atom yang berdekatan, tetapi sesungguhnya terjadi antar tiga atau lebih atom.
10.8
30
Kerapatan elektron diatas dan dibawah permukaan molekul benzena.
10.8
10.8
31
Kimia dalam Kehidupan: Buckyball Anyone?
10.8
32