RINGKASAN BENTUK MOLEKUL Disusun oleh: Noviar Triastuti 21030112130089 (Senin sore)
10.1 Menggambarkan molekul dan ion dengan struktur lewis Struktur molekul dua dimensi di simbolkan dengan dot(electron) yang menggambarkan hubungan antar atom. Ada ikatan yang saling berpasangan dan ikatan yang sendiri dan mengisi level atom paling luar (electron valensi).
Menggunakan peraturan octet untuk menulis struktur lewis Struktur lewis untuk ikatan tunggal Tahap 1 Letakan atom dengan nomor golongan atau biasa dilihat dengan electron negativitas terendah di tengah. Contoh NF3 N (gol.5A, EN=3) F(gol 7A,EN=4) maka yang diletakan ditengah adalah N karena membutuhkan lebih banyak electron dari pada F yang hanya membutuhkan 1e untuk memnuhi kadiah octet.
Tahap 2 Hitung jumlah total electron valensi pada setiap unsur . seperti NF 3 . N= 5 elektron valensi, F= 7 elektron valensi. Total electron valensi =( 1 X 5e- ) + (3 X 7 e-) = 26 elektron valensi Untuk ion polyatomic, tambah 1 elektron tiap ion muatan negative atau dikurang tiap muatan positif. Tahap 3 Gambar atom yang satu mengelilingi atom pusatnya (tengah). Kemudian gambar ikatan tunggalnya di sekeliling dimana ikatan tunggal itu terdiri dari 1 pasang electron berpasangan (2 elektron) kemudian jumlah total electron valensi dikurang dengan tiap jumlah electron yang berpasangan. Contoh NF3 elektron yang berpasang 3, berarti 3 X 2e- = 6 e- jadi 26e- – 6e- = 20e.
Tahap 4 Sumbangkan sisa elektron valensi tersebut ke sekeliling atom pusat sehingga memenuhi kaidah octet yaittu berjumlah 8 elektron di sekeliling atom pusat. Dimana pasangan electron saling digunakan bersama-sama dan molekul memenuhi kaidah octet.
Skema langka:
Senyawa dengan ikatannya = 1. 2. 3. 4. 5.
hidrogen hanya mengikat 1 karbon memiliki 4 ikatan nitrogen memiliki 3 ikatan oksigen memiliki 4 ikatan halogen memilik 1 ikatan ketika mereka mengelilingi atom pusat, seperti F
Contoh menulis struktur lewis dengan satu atom pusat -
CCl2F2 Step 1 = carbon diletakan ditengah sebagai pusat karena memiliki nomor golongan dan elektro negativitas paling kecil. Step2=hitung jumlah total electron valensi yaitu totalnya 32 Step 3 = gambar ikatan tunggalnya ke atom pusat kemudian jumlah total electron valensi dikurang dengan jumlah electron yang yang membentuk ikatan tunggal. Step 4 = sumbangkan sisa electron valensi ke setiap atom agar sesuai kaidah octet. Tidak perlu menambahkan atom pusat karena atom pusat telah memenuhi kaidah octet. Jadi jumlah total electron valensi =32 , yang membentuk octet = 8 dan yang tidak berpasangan = 24
Contoh menulis struktur lewis dengan dua atom pusat -
CH4O Tahap 1. hubungkan atom satu dengan lainnya. Atom H memiliki nomor golongan terkecil namun H hanya memiliki satu ikatan sedangkan masih ada 5 atom lainnya, sehingga H tidak bisa menjadi atom pusat. Kemudian atom C memiliki 4 ikatan dan O memiliki 2 elektron sehingga atom C dan O menjadi atom pusat. Tahap 2.hitung jumalh total electron valensi yaitu 14 elektron valensi. Tahap 3 .gambar ikatan kimia dan kurangi jumlah total electron valensi 2euntuk setiap ikatan. Karena memiliki 5 ikatan maka dikrangi 10e-.
Tahap 4.sumbangkan sisa electron valensi ke atom yang belum memuhi kaidah octet , yaitu pada atom 0. Sumbangkan 4e; tersebut sehingga membentuk kadiah octet.
Struktur lewis untuk molekul dengan ikatan rangkap Jika setelah tahap 4 masih ada atom pusat yang belum memenuhi kaidah octet , maka dari itu ada tahapan yang harus dilanjutkan. Tahap 5 Tahapan selanjutnya adalah membentuk ikatan rangkap . dengan cara mengubah electron bebas pada atom lainnya menjadi electron yang berpasangan dengan atom pusatnya. Contoh menulis struktur lewis pada ikatan rangkap Contohnya pada C2H4 dan N2 . tahap 1 sampai tahap 4 sama dengan tahapan menulis ikatan tunggal namun karena pada tahap 4 atom pusat belum memenuhi kaidah octet maka dilanjutkan ke tahap 5. Yaitu memindahkan electron bebas menjadi electron yang berpasang atau berikatan dengan atom pusat. Setelah Tahap 1 sampai 4 : Atom C sebelah kanan memenuhi kaidah octet namun yang C kanan belum, oleh karena itu, electron bebas di pindahkan ke pasangan ikatan di antara 2 atom C. Setelah tahap 1 sampai 4 terbentuk : Pada N2, ketika dibentuk menjadi ikatan rangkap 2 masih belum memenuhi kaidah octet sehingga electron bebas dipindahkan lagi sehingga membentuk ikatan rangkap 3.
Resonansi : terdelokasinya ikatan electron berpasangan
Pada gambar 1 oksigen B memiliki 1 ikatan tunggal di sebelah kanan dan memiliki 2 ikatan disebelah kiri. Sedangkan, pada gambar II oksigen B memiliki 2 ikatan di sebelah kanan dan 1 ikatan di sebelah kiri. Molekul O3 memiliki lebih dari satu struktur lewis yang artinya O3 memiliki resonansi struktur lewis yang berbeda. Resonansi struktur lewis tersebut memiliki penempatan yang relative sama hanya lokasi ikatan rangkap dan ikatan tunggalnya berbeda. Resonensi unsur tidak sama dengan menggambarkan ikatan . molekul yang berdekolasi tidak bisa mereubah kembali dan seterusnya akan berganti.resonansi sebenarnya adalah resonansi hibirid dimana gambar dari resonansi hybrid dengan sebuah garis titik yang berguna untuk menunjukan ikatan dekolasi ikatan ini terkadang membentuk lingkaran.
contoh pada C6H6 . memiliki 3 pasang electron dan terdiri dari 2 atom. Perhitungan obligasi rangka = Jadi obligasi rangka pada C6H6 adalah 3/2
Contoh lain resonansi adalah N03- , karena ion tersebut bermuatan negative maka total electron valensi ditambah 1. setelah melakukan tahap 1 sampai tahap 5 kita akan mendapatkan : N mempunyai 6 elektron , untuk memenuhi kaidah octet maka 1 pasang electron bebas dari O dipindahkan ke sekeliling atom pusat sehingga membentuk electron pusat. Sehingga molekul ini mempunyai 2 ikatan tunggal dan 1 ikatan rangkap yang dapat beresonansi.
Muatan formal: Memilih struktur resonansi yang terpenting Salah satu cara memilih bentuk resonansi adalah menentukan formal charge dari atom, formal charge itu akan ada jika ikatan dibagi secara rata. Muatan formal = total electron valensi- electron yang tidak dibagikan – setengah dari electron yang dibagikan. Contoh pada O3 :
Kriteria yang menentukan resonansi terpenting adalah : 1. Muatan positif ataupun negative terkecil adalah yang lebih utama dari muatan terbesar 2. Muatan formal yang berdekatan tidak dibutuhkan 3. Muatan formal yang paling negative diletakan pada atom yang lebih negative
PENGECUALIAN STRUKTUR LEWIS PADA ATURAN OKTET Pengecualian pada peraturan octet terjadi pada atom yang kekurangan electron , molekul dengan electron yang ganjil , dan atom dengan kulit valensi ekspansi. 1. Atom yang kekurangan electron Pada molekul terdapat unsure Boron dan Belium. Keduanya memiliki electron yang kurang untuk memenuhi kaidah octet. Electron bebas pada atom lain tidak berpindah ke sekeliling atom pusat untuk membentuk ikatan rangkap karena memiliki elektronegativitas lebih tinggi. Contohnya pada BeCl3 dimana halogen lebih elektronegativitas.
Untuk mencapai bilangan octet yaitu dengan bereaksi dengan molekul lain sehingga terbentuk ikatan bersama molekul lainnya.
2. molekul dengan electron ganjil Struktur lewis berdasarkan jenis electron berpasangan , dan tidak menerapkan pada electron yang tidak berpasangan namun muatan formal akan menentukan dimana electron yang tidak berpasangan diletakan.contohnya pada NO2.
3. molekul dengan kulit valensi ekspansi Banyak molekul dan ion yang memiliki lebih dari delapan electron yang mengelilingi atom pusat dan ikatan yang terbentuk juga akan banyak.atom pusat dapat memanfaatkan penambahan electron dengan cara mengisi kulit d yang kosong untuk berikatan.kulit valensi terekspansi ini hanya terjadi pada periode ketiga keatas dengan kulit d yang bisa dipakai. Contohnya adalah SF3.
Contoh penulisan struktur lewius berdasarkan pengecualian peraturan octet H3PO4 P sebagai pusat atom karena berperiode 3 agar dapat memanfaatkan orbital d dan dapat menulis resonansi struktur lewis. H3PO4 memiliki 2 resonansi :
Dengan menghitung muatan formal , akan memnemukan muatan formal terkecil sehingga mendapatkan bentuk resonansi terpenting.
10.2 TEORI VALENCE-SHELL ELECTRON-PAIR REPULSION (VSEPR) DAN BENTUK MOLEKUL Pada struktur lewis hanya dalam bentuk 3 dimensi yang menjelaskan hubungan atom dengan ikatan. Untuk itu dikembangkan bnetuk molekul berdasarkan terori VSEPR . prinsip dasarnya yaitu tiap electron valensi mengelilingi atom pusat sejauh mungkin supaya dapat meminimalkan gaya tolakan.
Susunan grup electron dan bentuk molekul susunan grup electron didefinisikan dengan grup electron valensi baik berikatan maupun tidak berikatan. Sedangkan bentuk molekul didefinisikan berdasarkan hubungan posisi dari atom pusat. Jadi, walaupun susunan grup sama namun dapat berbeda bentuk molekul. Untuk mengethui bentuk molekul, kita dapat menggunakan notasi AXmEn, dimana m dan n bilangan bulat, A atom pusat, X atom yang disekelilingnya , E grup electron valensi yang tidak berikatan.
Bentuk molekul dengan dua grup electron (susunan linear) Ketika dua atom berdekatan akan membuat gaya tolak yang berlwanan arah sejauh mungkin hingga membentuk sudut 180 . yang kemudian menjadi susunan linear dari grup electron dan menghasilkan bentuk molekul yang linear dengan sudut 1800 dan sesuai dengan bentuk grup VSEPR yaitu AX2 . contohnya pada BeCl2 ,CO2. Gambar10.3 Yang pertama adalah gambaran secara umum , yang kedua adalah sesuai teori VSEPR.
Bentuk molekul dengan tiga grup elektron (susunan trigonal planar)
Tiga grup elektron yang mengelilingi atom pusat memberika susunan trigonal planar yang ditunujukan dengan sudut ikatan yang ideal 1200. Ketika tiga ekektron mengikat grup, bentuk dari molekul itu adalah AX3 (trigonal planar). Contohnya pada BF3 , membentuk 3 ikatan dan terdapat 6 elektron yang mengelilingi B dan tiap ikatan berjarak 1200.
Efek dari ikatan rangkap Pada molekul CH2O Bentuk trigonal planar disebebabkan oleh dua jenis atom yaitu O dan H dan dua henis grup electron yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Karena memiliki 2 jenis ikatan yang berbeda membuat membuat ikatan menyimpang dari sudut yang ideal . ini disebabkan ikatan rangkap lebih kuat menolak 2 ikatan tunggal dari pada ikatan tunggal yang saling menolak.
Efek dari tidak berpasangan Bentuk molekul selalu ditentukan dengan posisi atom pusat, ketika 1 dari 3 grup elektron tidak berpasangan (AX2E), bentuknya adalah bengkok atau V bukan trigonal planar. Pasangan elektron sunyi lebih kuat memebrikan tolakan lebih kuat dari pada pasangan elektron yang berikatan.
Bentuk molekul dengan empat grup elektron (susunan tetrahedral)
Pada empat grup elektron harus menggunakan bentuk tiga dimensi untuk memaksimalkan kemampuan berpisah dan struktur lewis tidak dapat menggambarkan bentuknya. Struktur lewis menggambarkan 4 ikatan dengan bentuk persegi, sehingga jarak ikatannya 900. dalam 3 dimensi 4 grup elektron bisa berpindah melebihi 900.semua molekul atau ion dengan 4 grup elektron mengelilingi atom pusat dan membentuk susunan tetrahedral (AX4). Ketika satu dari empat grup elektron adalah pasangan sunyi maka bentuk molekulnya adalah trigonal piramida (AX3E). elektron sunyi yang memiliki tolakan lebih kuat membuat penyimpang sudut ideal ikatan dari 109,5 menjadi 107,3.
ketika 4 elektron grup termasuk dua ikatan dan 2 grup tiak berikatan , bentuk molekulnya adalah bengkok atau V (AX2E2). Dengan demikian, susunan grup elektron tergantung pada tolakannya yang akan mempengaruhi penyimpangan dari sudut idealnya: Elektron sunyi-elektron sunyi> elelktron sunyi-ikatan berpasangan>ikatan berpasangan-iktan berpasangan.
Bentuk molekul dengan lima grup elektron (susunan bipiramidal trigonal) Molekul dengan lima grup elektron akan membentuk susunan bipiramida trigonal. Dalam susunan ini terdapat dua jenis posisi grup elektron untuk mengelilingi dan terdapat dua sudut ikatan ideal. Contoh : PCl5 (AX5) Pada 3 atom Cl terletak pada bidang 1200 dan dua lainnya terletak pada bidang 900 di sebelah kanan. Oleh karena itu bipiramidal memiliki 2 sudut ideal.
Contoh : SF4 (AX4E) Jika terdapat 1 pasang elektron bebas , molekul akan memiliki bentuk jungkat jungkit. contohnya pada SF4 , ini disebabkan pasangan elektron bebas lebih kuat dari pada elektron yan g berikatan.
Contoh : BrF3 (AX3E2) Jika terdapat 2 pasang elektron bebas, molekul akan berbentuk seperti huruf T contohnya pada molekul BrF3.
Contoh : I3- (AX2E3) Jika terdapat 3 pasang elektron bebas, molekul akan berbentuk linear dan axial-atom pusat-axial membentuk 1800. Contohnya pada I3- .
Bentuk molekul dengan enam grup elektron (susunan octahedral)
Molekul dengan lebih dari lima grup elektron akan membentuk susunan octahedral . dimana sudutnya terbagi menjadi 900.
(AX6) Dengan enam pasang ikatan akan membentuk octahedral (AX6). Contohnya pada SF4 yang bereaksi dengan F2 , sehingga membentuk SF6 dimana S sebagai atom pusat.
(AX5E). Ketika molekul terdapat 5 pasang elektron yang berikatan dan satu pasang elektron bebas akan membentuk piramida persegi (AX5E). contohnya pada IF5. (AX4E2) Ketika molekul terdapat 4 pasang elektron berikatan dan dua pasang elektron bebas akan membentuk persegi planar (AX4E2). Contohnya (XeF4).
10.2 Penggunaan teori VSEPR untuk menentukan bentuk molekul Tahap 1. Tulis struktur lewis dengan rumus molekul untuk melihat hubungan penempatan atom dan nomor dari pasangan elektron. Tahap2. Menetapkan susunan pasangan elektron dengan menghitung semua pasang elektron disekeliling atom pusat,yang berikatan ditambah yang tidak berikatan. Tahap 3. Prediksi sudut ideal ikatan dari susunan pasang elektron dan arah dari deviasi yang disebabkan oleh pasangan elektron bebas dan ikatan rangkap. Tahap 4. Gambar dan nama bentuk molekul dengan menghitung pasangan elektron bebas dan pasangan yang tidak berikatan yang berpisah.
Bentuk molekul dengan lebih dari satu atom pusat
Ketika atom pusat lebih dari dua maka bentuknya adalah gabungan dari bentuk sekitar pusat masing-masing. Contoh sebuah etana (A) yang saling tumpah tindih membentuk tetrahedral dan etanol (B) dilihat ebagai tiga tumpukan tetrahedral dengan bentuk sekitar atom pusat adalah V yang disebabkan adanya dua pasangan elektron bebasnya. Contoh bentuk dua molekul dengan lebih dari satu atom pusat (CH3)2C=0 Penjelasan: ada tiga atom pusat, semuanya adalah C, ada dua pasanga ikatan CH 3 Tahap 1. Tentukan struktur lewis
Tahap 2. Susunan pasangan elektron: tiap CH3 memiliki 4 elektron di sekitar atom pusat sehingga membentuk tetrahedral sedangkan atom lainnya memiliki 3 pasang elektron disekitarnya sehingga membentuk trigonal planar. Tahap 3 . sudut ikatan: H-C-H sudut ideal tetrahedral adalah 109,50 , C=O seharusnya memapatkan sudut C-C-C untuk kurang dari ideal 1200 . Tahap 4. Bentuk mengikuti atom pusat. Dengan empat pasang elektron dan tidak ada elektron bebas, bentuk sekitar atom C di CH3 tetrahedral (AX4).dengan tiga pasang elektron Sn tidak ada elektron bebas , bentuk atom C lainnya adalah trigonal planar (AX 3)
