BENTUK MOLEKUL
Oleh: MAYKE PUTRI HASTA RANI 21030112130128 SELASA PAGI
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2012
BENTUK MOLEKUL
STRUKTUR LEWIS Struktur Lewis atau Aturan Lewis merupakan suatu aturan atau cara dalam menentukan suatu atom di dalam suatu molekul dan menentukan ikatan-ikatan yang ada di dalamnya. STRUKTUR LEWIS UNTUK MOLEKUL BERIKATAN TUNGGAL
Langkah-Langkah: 1. Letakkan atom dengan elektronegatifitas rendah di tengah sebagai atom pusatnya. Biasanya atom dengan elektronegatifitas rendah berada pada golongan yang rendah pula. Misalnya di dalam NF3, N (golongan 5A; EN= 3,0) memiliki 5 elektron valensi sehingga membutuhkan 3 elektron valensi lagi untuk stabil dan F (golongan 7A; EN=4,0) memiliki elekton valensi 7 sehingga membutuhkan 1 elektron lagi untuk stabil. Sehingga yang berperan sebagai atom pusat yaitu N.
2. Hitung jumlah elektron valensi yang dimiliki molekul tersebut.
3. Gambarkan rangkaian ikatan tunggal antara atom pusat dan atom yang mengeliling atom pusat.
Masing-masing ikatan, mewakili 2 elektron valensi. Sehingga sisa elektron yang dimiliki ada 20e-.
4. Distribusikan masing-masing pasangan elektron sehingga masing-masing atom memiliki 8e- dan letakkan pasangan elektron bebas (PEB) di atom pusat (N), seperti gambar:
Pastikan jumlah elektron sama dengan 26e- yang terdiri dari 6e- yang terdapat pada 3 atom yang berikatan dan 20e- di 10 ion bebas. Penggambaran struktur yang benar yaitu seperti:
Contoh lain untuk molekul yang memiliki ikatan tunggal yaitu NH3. STRUKTUR LEWIS DENGAN SATU ATOM PUSAT Struktur Lewis dari CCl2F2 atau yang sering disebut dengan CFC. 1. C sebagai atom pusat, karena C golongan 4A dan memiliki EN terkecil. 2. Hitung jumlah elektron valensi.
3. Gambarkan ikatan tunggalnya. 4. Distribusikan pasangan elektron ikatannya. STRUKTUR LEWIS DENGAN ATOM PUSAT LEBIH DARI SATU Caranya sama dengan yang memiliki satu atom pusat, tapi perlu diperhatikan letak dari atom pusat yang bisa membentuk ikatan lebih banyak. Contohnya: CH4O, C2H6O dan NH3O
STRUKTUR LEWIS UNTUK MOLEKUL DENGAN IKATAN RANGKAP Dalam menggambar struktur lewis ikatan rangkap, langkah no 1 sampai no 4 sama dengan langkah dalam pembuatan struktur lewis. Namun, kita harus mengubah pasangan elektron bebas menjadi pasangan ikatan rangkap. Misalnya untuk C2H4:
Dan untuk N2:
STRUKTUR RESONANSI Resonansi merupakan pasangan elektron berikatan yang terdelokalisasi. Terjadi jika ada suatu ikatan rangkap yang letaknya berdekatan dengan ikatan tunggal dan membentuk 2 struktur Lewis yang identik. Misalnya pada senyawa ozon (O3).
Pada gambar I oksigen B berikatan rangkap dua dengan oksigen A, dan berikatan tunggal dengan oksigen C. Sedangkan pada gambar II kebalikannya. Sebenarnya gambar I dan II sama saja, hanya berbeda pada struktur Lewisnya. Kedua struktur di atas (gambar I dan gambar II) lebih tepat jika dikatakan sebagai resonansi hibrid yaitu bentuk resonansi rata-rata dari kedua struktur. Pasangan elektron ikatan terdelokalisasi terjadi ketika kita menemukan lebih dari satu cara dalam menggambarkan struktur Lewis dari suatu senyawa. Contoh lainnya yaitu benzen (C6H6) dan ion karbonat CO22-. Pada senyawa benzen, strukturnya selalu berubah-ubah, karena atomnya selalu bergerak untuk mencapai kestabilan. Dalam pergerakannya, mereka selalu berputar membentuk suatu lingkaran, sehingga struktur benzen dapat digambarkan seperti berikut:
Struktur Resonansi dari NO3-: Dari tahap 1-4 terbentuk:
Pada tahap ke-5, kita ketahui bahwa N memiliki 6e-, lalu kita ubah salah satu pasangan elektron dari atom O untuk membentuk ikatan rangkap dua. Sehingga terbentuk 3 resonansi sebagai berikut:
Berikut salah satu contoh dari tiga resonansi ion CO32-:
FORMAL CHARGE Anda mendapatkan dengan mengasumsikan bahwa elektron ikatan yang ditanggung bersama antara atom terikat dan elektron dari masing-masing pasangan bebas (pair nonbonding) milik sepenuhnya untuk satu atom.
Untuk memilih struktur resonansi mana yang lebih penting dapat ditentukan dengan cara menentukan formal charge dari masing-masing. Formal charge atom dapat ditentukan dengan rumus:
Contoh perhitungan formal charge:
Di dalam molekul O3 formal charge dari OA pada bentuk resonansi I adalah 6e- valensi – [4ebebas +
4e- ikatan] = 6-[4+2] = 0
Bentuk I
Bentuk II
OA = 6–[4+ (4)] = 0
OA = 6–[6+ (2)] = -1
OB = 6–[2+ (6)] = +1
OB = 6–[2+ (6)] = +1
OC = 6–[6+ (2)] = -1
OC = 6–[4+ (4)] = 0
Bentuk I dan II memiliki formal charge yang sama tapi terletak pada atom O yang berbeda, sehingga mereka memiliki pembagian yang sama terhadap resonansi hibridanya. Formal charge harus dijumlahkan ke muatan aktualnya. Nol untuk molekul dan muatan ionik untuk ion. Syarat memilih struktur resonansi: Memiliki formal charge yang kecil Formal charge pada atom yang berdekatan tidak dianjurkan Formal charge negatif terletak pada atom yang memiliki elektronegatifitas tinggi
PENGECUALIAN ATURAN OKTET Beberapa atom memiliki elektron kurang dari 8 elektron valensi disekelilingnya. Misalnya atom Be dan B. Contoh struktur Lewis molekul BeCl2 dan BF3.
Beberapa memiliki elektron valensi lebih dari 8 elektron valensi, contohnya SF6, PCl5, . Gas padat ini dikelilingi oleh 6 elektron ikatan tunggal, masinng-masing 1 elektron ikatan, dengan total 12 elektron.
Biasanya hal ini terjadi pada atom nonlogam yang memiliki orbital d. TEORI VSEPR Prinsip utamanya: setiap kelompok elektron valensi yang berada pada sekitar atom pusat terletak sejauh mungkin dari yang lain, untuk meminimalisir tolakan.
AXmEn ELECTRON-GROUP ARRANGEMENTS and MOLECULAR SHAPE Electron-group atau Bentuk Geometri susunan elektron-elektron baik yang berikatan maupun yang tidak beikatan sedangkan Bentuk Molekul menggambarkan letak/posisi dari inti atom. Ada 5 bentuk geometri yaitu, linear (2 elektron), trigonal planar (3elektron), tetrahedral (4 elektron), trigonal bipiramid (5 elektron) dan oktahedral (6 elektron).
B
Ket: gb A merupakan bentuk geometri dan gb B merupakan bentuk molekul. Note: Susunan elektron yang sama bisa menimbulkan bentuk molekul yang berbeda
1. Linear Arrangements Bentuk Geometri: Linear arrangement Bentuk Molekul: Linear Sudut: 180o VSEPR: AX2 Contoh: BeCl2, CO
2. Trigonal Planar Arrangement Bentuk Geometri: Trigonal Plannar arrangement Bentuk Molekul: Trigonal plannar, bent (bentuk V) Sudut: 120o VSEPR: AX3 dan AX2E Contoh: AX3 = BF3 ; AX3E = NO3-
Efek ikatan rangkap: pada ikatan rangkap 2, kerapatan elektronnya lebih besar dari pada yang ikatan tunggal. Sehingga elektron saling mendesak.
Efek elektron bebas: elektron bebas dapat bergerak lebih leluasa sehingga mendesak elektron yang berikatan dengan kuat. 3. Tetrahedral Arrangement Bentuk Geometri: Tetrahedral arrangement Bentuk Molekul: Tetrahedral, piramida trigonal, bent (bentuk V) Sudut: 109,5o VSEPR: AX4, AX3E, AX2E2 Contoh: AX4 = CH4; AX3E = NH3; AX2E2 = H2O
Semua molekul atau ion yang memiliki empat kelompok elektron di sekitar atom pusat, bentuk molekulnya tetrahedral. Ketika salah satu dari empat kelompok elektron dalam susunan tetrahedral adalah pasangan tunggal, bentuk molekulnya piramida trigonal. Ketika empat kelompok elektron di sekitar atom pusat terdiri dari 2 PEI dan 2 PEB, bentuk molekul dibengkokkan, atau berbentuk V. Efek dari 2 PEB yang terdapat pada NH3: pada sudut ikatan dari tolakan dari pasangan bebas tunggal di NH3 membuat sudut ikatan H-O-H 104,5 °, bahkan lebih kecil dari sudut H-C-H di NH3
4.
Trigonal Bipyramida Arrangement
Bentuk Geometri: Trigonal Bipyramida arrangement Bentuk Molekul: Trigonal bipiramida, Seesaw, Tshaped, Linear Sudut: 90o dan 120o VSEPR: AX5, AX4E, AX3E2, AX2E3 Contoh: AX5 = PCl5; AX4E = SF4; AX3E2 = BrF3; AX2E3 = I3-
5. Octahedral Arrangement Bentuk Geometri: Octahedral arrangement Bentuk Molekul: Octahedral, square piramida, square plannar Sudut: 90o VSEPR: AX6, AX5E, AX4E2 Contoh: AX6= SF6; AX5E= IF5; AX4E2 = XeF4
