Menggambarkan Molekul dan Ion dengan Struktur Lewis Menggunakan Kaidah Oktet untuk Menggambar Struktur Lewis Untuk mencapai kestabilan seperti gas mulia, setiap atom berusaha memenuhi kaidah octet dengan cara berikatan dengan atom lain dan melakukan serah-terima electron maupun pemakaian bersama electron.
Struktur Lewis Untuk Molekul dengan Ikatan Tunggal
1. Periksa Atom Relatif masing-masing atom Atom dengan keelektronegatifan yang lebih rendah diletakkan ditengah sebagai atom pusat. Jika atom berasal dari golongan yang sama, tempatkan atom dengan periode yang lebih tinggi sebagai atom pusat. Contohnya : NF3.
2. Jumlahkan Elektron Valensi Pada NF3 , N memiliki 5 elektron valensi dan F memiliki 7 elektron valensi.
Untuk yang poliatomik tambahkan satu electron untuk setiap muatan negatif atau positif. 3. Gambarkan ikatan tunggal di sekitar atom pusat yang berisi 2 elektron untuk masingmasing ikatan.
Hitung jumlah elektron bebas : 4. Gambarkan electron yang tersisa pada masing-masing unsure sehingga memenuhi aturan octet ( duplet untuk atom H). Tempatkan electron di sekitar atom dengan keelektronegatifan yang lebih tinggi dan jika masih tersisa tempatkan di atom pusat.
Struktur Lewis Untuk Molekul Ikatan Rangkap
Setelah melakukan langkah 1-4 diatas, terkadang atom pusat belum memenuhi kaidah octet. Ini biasanya menunjukkan adanya ikatan rangkap. Langkah yang perlu dilakukan adalah : 5. Tentukan atom yang bisa membentuk ikatan rangkap Buat ikatan rangkap dengan mengubah ikatan bebas yang berikatan dengan atom pusat.
Resonansi : Delokalisasi Pasangan Elektron Terikat Seringkali terjadi satu ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal dan membentuk 2 struktur lewis yang identik. Misalnya pada senyawa 03 (ozon). Struktur I dan II adalah identik.
Tidak ada yang benar dari kedua struktur ini karena panjang ikatan dua ikatan O ternyata memiliki nilai diantara panjang O-O dan O=O. Molekul ini terlihat lebih tepat dengan adanya dua struktur Lewis, disebut Resonansi. Resonansi struktur terjadi ketika atom memiliki pososo relative yang sama tetapi terdapat perbedaan tempat antara pasangan electron tunggal dan rangkap dua. Posisi ikatan rangkapnya bisa dipindahkan satu sama lain. Resonansi struktur bukanlah gambar struktur Lewis yang sebenarnya karena O3 tidak bisa secara cepat berubah dari struktur I ke struktur II. Struktur yang sebenarnya adalah disebut resonansi hibrid yaitu bentuk rata-rata keduanya. Keharusan membuat lebih dari satu struktur Lewis untuk molekul O3 adalah hasil dari adanya delokalisasi pasangan electron (resonansi antara jenis ikatan electron tunggal dan rangkap dua). Resonansi hybrid dapat digambarkan dengan garis putus-putus untuk menunjukkan terjadinya delokalisasi.
Contoh resonansi hybrid yang lain adalah pada molekul C6H6 (Benzena). Benzena memiliki 6 ikatan C-C dan ada 3 pasangan C yang terdelokalisasi (digambarkan dengan menggunakan garis putusputus).
Muatan Formal Resonansi hybrid adalah rata-rata dari dua bentuk resonansi, sehingga memungkinkan untuk salah satu struktur untuk mendominasi. Cara menentukannya adalah dengan menggunakan muatan formal. Muatan Formal merupakan jumlah electron valensi suatu atom dikurangi jumlah electron yang dimiliki atom tersebut dalam struktur Lewisnya. Muatan formal untuk suatu molekul adalah 0 dan muatan formal suatu ion adalah sama dengan muatan ionnya.
Kriteria untuk menentukan muatan formal : 1. Muatan formal yang lebih kecil (psitif atau negative) lebih memungkinkan daripada yang lebih besar 2. Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai (adanya gaya tolak) 3. Muatan formal dengan nilai lebih negative harus diposisikan pada atom yang lebih elektonegatif
Pengecualian Aturan Oktet Struktur Lewis a. Molekul Kekurangan Elektron Senyawa dengan atom pusat Be atau B memiliki electron valensi yang kurang dari 8, contohnya BF3 dan BeCl2.
b. Molekul dengan jumlah electron ganjil Beberapa molekul memiliki jumlah electron yang ganjil sehingga tidak memungkinkan untuk mencapai 8 elekron. Jenis molekul seperti ini biasa disebut radikal bebas. Tidak berpasangan, tidak berikatan, bersifat paramagnetic dan sangat reaktif. Contohnya NO2 dan jika berikatan dengan sesamanya akan membentuk N2O4 dengan jumlah electron valensi 8.
c. Kulit Valensi Ekspansi Beberapa molekul memiliki lebih dari 8 elektron valensi di sekitar atom pusatnya. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kapasitas kulit valensinya dengan memanfaatkan kulit d yang kosong untuk berikatan. Proses ini hanya terjadi pada atom non logam periode ketiga atau lebih. Contohnya SF6, PCL5, dan H2SO4.
Metode VSEPR (Valence-Shell Electron-Pair Repulsion) Ahli kimia berusaha mengembangkan teori Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VSEPR) yang didasarkan pada struktur Lewis suatu molekul. Prinsip dasarnya adalah adanya gaya tolakan antar pasangan electron disekitar atom pusat sehingga pasangan electron tersebut menempatkan diri pada posisi sejauh mungkin dari pasangan electron lainnya dengan tujuan untuk meminimalkan
gaya tolak menolak. Kelompok electron tersebut mungkin terdiri dari pasangan electron dengan ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, rangkap tiga electron ikatan bebas ataupun electron tunggal.
Domain Elektron Dan Bentuk Molekul Domain electron dapat ditentukan berdasarkan pasangan electron valensi di sekitar atom pusat, apakah berikatan atau tidak. Sedangkan bentuk molekul ditentukan berdasarkan posisi pasangan electron terhadap atom pusat. Gambar A.1 menunjukkan bentuk molekul ketika atom pusat dikelilingi oleh pasangan electron terikat, namun jika terdapat pasangan electron bebas maka bentuk molekulnya akan berubah. Untuk mengklasifikasikan bentuk molekul, kita menggunakan AXmEn. A menunjukkan atom pusat. X adalah pasangan electron terikat. E adalah pasangan electron bebas. m menunjukkan jumlah pasangan electron terikat dan n menunjukkan jumlah pasangan electron bebas. Gambar A.1
Bentuk Molekul dengan 2 Pasangan Elektron Ketika ada 2 pasang electron yang berikatan dengan atom pusat, maka masing-masing dari 2 pasang electron tersebut akan bergerak saling menjauhkan diri. Hal tersebut menghasilkan bentuk molekul Linier dengan sudut ikatan 180o. Notasi VSEPR nya adalah AX2. Contoh molekul berbentuk Linear adalah BeCl2 dan CO2.
Ikatan tunggal atau rangkap tidak mempengaruhi bentuk suatu molekul. Yang menentukan bentuk suatu molekul adalah jumlah PEI dan PEB nya.
Bentuk Molekul dengan 3 Pasangan Elektron Tiga pasang electron di sekitar atom pusat masing-masing akan memberikan gaya tolak menolak membentuk sudut seperti segitiga sama sisi. Bentuk molekulnya segitiga planar dengan sudut ikatan 120o. Keadaan ini memberikan dua kemungkinan bentuk molekul yaitu molekul dengan 3 PEI atau molekul dengan 2 PEI dan 1 PEB.
Molekul yang memiliki 3 PEI, berbentuk segitiga planar (AX3) dengan sudut ikatan 120o. Contohnya BF3 dan NO3-.
Efek Ikatan Rangkap 2 Sudut ikatan yang ditimbulkan sebenarnya menyimpang dari sudut ikatan idealnya. Hal itu disebabkan karena adanya ikatan electron rangkap dua. Gaya tolak menolak antara ikatan tunggal lebih kuat daripada gaya tolak menolak yang ditimbulkan oleh electron dengan ikatan rangkap dua.
Efek PEB Ketika ada 1 PEB dari 3 pasang electron, maka akan terjadi perubahan bentuk molekul. Bentuk molekul yang seharusnya segitiga planar berubah menjadi V planar. Contohnya SnCl2. PEB member efek terhadap sudut ikatan. Gaya tolak menolak Peb dengan PEI lebih kuat daripada gaya tolak menolak antara sesama PEI. Gaya tolakan yang lebih kuat itulah yang menyebabkan sudut ikatan berkurang antar PEB.
Bentuk Molekul dengan 4 Pasangan Elektron Molekul yang memiliki 4 pasangan electron memiliki bentuk molekul Tetrahedral. Jika semua pasangan electron tersebut adalah PEI, maka bentuk molekulnya adalah Tetrahedral dengan sudut 109,5o. Contohnya adalah CCl2F2.
Namun jika salah satu dari 4 pasang electron tersebut adalah PEB, maka molekul akan berubah bentuk menjadi trigonal piramida (AX3E). Sudut ikatan akan berkurang dari sudut ideal menjadi 107,3o. Contohnya adalah NH3 menjadi NH4+.
Ketika terdapat 2 PEI dan 2 PEB maka bentuk molekulnya adalah V planar (AX3E2). Sudut ikatannya berkurang menjadi 104,5o. Contohnya adalah NH3.
Gaya tolak menolak antara pasangan PEI menyebabkan berkurangnya sudut ikatan pada suatu molekul. PEI-PEI > PEI-PEB > PEB-PEB
Bentuk Molekul dengan 5 Pasang Elektron Setiap molekul dengan 5 atau 6 pasangan electron memiliki atom pusat dari periode ketiga atau lebih. Hal ini disebabkan hanya atom-atom tersebut yang memiliki orbital d. Molekul yang memiliki 5 pasangan electron akan memiliki bentuk bipiramida trigonal. Molekul ini memiliki 2 PEI disekitarnya dan memiliki dua sudut ikatan ideal, yaitu 120o dan 90o. Sudut ikatan yang lebih besar menunjukkan gaya tolakan yang kecil. Sudut ikatan 120o memiliki gaya tolak menolak yang lebih kecil daripada sudut 90o. Contoh molekul dengan bentuk bipiramida trigonal (AX5) adalah PCL5.
Ketika terdapat 4 PEI dan 1 PEB, molekul akan berbentuk seperti gergaji (AX4E). Contohnya adalah SF4 dengan sudut ikatan 101,5o dan 86,6o.
Ketika terdapat 3 PEI dan 2PEB, maka bentuk molekulnya adalah T planar (AX3E2) dengan sudut ikatan 88,2o. Contohnya adalah BeF3.
Molekul yang memiliki 2 PEI dan 3 PEB akan berbentuk molekul linear (AX2E3) dengan sudut ikatan 180o. Contohnya adalah I3-.
Bentuk Molekul dengan 6 Pasangan Elektron Molekul dengan 6 PEI, berbentuk octahedral dengan sudut ikatan 90o. Contohnya SF6.
Molekul yang memiliki 5 PEI dan 1 PEB berbentuk segi empat piramida (AX5E). Contohnya adalah IF5.
Molekul dengan 4 PEI dan 2 PEB berbentuk segi empat planar (AX4E2). Contohnya adalah XeF4.
Menentukan Bentuk Molekul dengan Teori VSEPR 1. Gambarkan struktur Lewis dari molekul 2. Tempatkan susunan pasangan electron dengan menghitung jumlah seluruh pasangan electron di sekitar atom pusat, baik yang berikatan maupun yang bebas. 3. Prediksikan besar sudut ikatan yang terbentuk akibat pengaruh PEI dan PEB 4. Gambarkan dan beri nama bentuk molekul dengan menghitung jumlah PEI dan PEB
Bentuk Molekul dengan Lebih dari Satu Atom Pusat Banyak molekul, khususnya molekul organic memilki lebih dari satu atom pusat. Bentuk molekulnya adalah kombinasi dari masing-masing atom pusat penyusunnya. Contohnya adalah Etana (C2H6 : kombinasi CH3-CH3) dan Etanol (C2H6OH : kombinasi dari CH3-CH2-OH).
