Senyawa Koordinasi - Teknik Kimia UNDIP

Senyawa Koordinasi
Terdiri dari atom pusat (kation logam transisi), ligan(molekul yang terikat pada ion kompleks)
dan di netralkan dengan bilangan koordinasi.
Dari gambar [Co(NH 3 )6]CI 3 , 6 molekul NH3 diikat oleh atom pusat Co3+ dan berikatan
dengan ion 3 Cl- diatas atom pusat dikelilingi oleh 6 ligan, dari 6 ligan yang mengelilinginya
sehingga membentuk geometri octahedral. Sehingga 1 mol [Co(NH 3 )6]CI 3 menjadi 1 mol
[Co(NH 3 )6]3+ dan 3 mol of Cl- ions.
Ion kompleks memiliki ciri khas yaitu bilangan koordinasi, geometri, dan donor atom:
•
•
Bilangan koordinasi mengikat secara langsung dengan logam atom pusat
Geometri bentuk dari ion kompleks yang sesuai dengan bilangan koordinasi dan ion
logam
•
Donor atom , ligan ion kompleks masing-masing memberikan electron untuk membentuk
ikatan kovalen.
Gambar diatas adalah penggunaan bersama ligan, ligan yang kekurangan akan diberikan
electron.
gambar disamping pemberian 6 atom EDTA4- akan membentuk
ion logam yang stabil.
Rumus dan Pemberian nama senyawa kompleks
dibawah ini ada tiga peraturan penulisan senyawa kompleks
•
•
•
Kation ditulis sebelum anion
Muatan kation di seimbangkan dengan muatan anion
Pada ion kompleks ligan netral ditulis sebelum ligan anion, dan rumus ion yang penuh
ditempatkan pada kurung
Contohnya: K2 [Co(NH3)CI4] , 2K+ ion lain diseimbangkan dengan ion kompleks [Co(NH3)2CI42dengan 2 senyawa NH3 dan 4 ion Cl- sebagai ligan. NH3 bermuatan netral, sedangkan 4 ion Clbermuatan -4, serta ion kompleksnya bermuatan -2.
Muatan ion kompleks=muatan ion logam+total muatan ligan
-2=muatan ion logam+(2*0)+(-4*1)
Muatan ion logam=-4-2
Muatan ion logam=-2
Pemberian nama senyawa kompleks:
•
•
•
•
•
•
Pemberian nama kation sebelum penamaan anion. [Co(NH3)4Cl2]Cl , penamaan
[Co(NH3)4Cl2]+ sebelum penamaan Cl- , sehingga menjadi
tetraamminedichlorocobalt(lII) chloride , diberikan jarak antara penamaan anion dengan
kation
Nama yang diberikan terlebih dahulu adalah ligan, ion kompleks baru setelah itu ion
logam
Secara umum ligan netral memiliki nama molekul, dengan pengecualian
Awalan menunjukan jumlahnya ligan, tetraamminedichlorocobalt tetraamin lebih dulu
dibanding dichloro karena, yang dilihat nama ligannya, bukan jumlahnya
Dalam keadaan oksidasi ion logam pusat diberikan angka romawi, digunakan untuk yang
memiliki lebih dari 1
Apabila akhiran dari pemberian nama termasuk logam diberi akhiran –ate,
K[Pt(NH3)CI5]
potassium amminepemachloroplatinate(IV)
Sejarah
Ditemukan oleh warga kebangsaan swiss yaitu Alfred Werner pada tahun 1890an. Sebelum ide
orbital atom diusulkan,tidak ada teori struktural yang dapat menjelaskan bagaimana senyawa
yang sama, identik, memiliki rumus yang berbeda. Kemudian gagasan Werner senyawa
koordinasi adanya ion logam pusat yang dikelilingi oleh jumlah molekul ikatan kovalen atau
anion. Senyawa koordinasi bisa dalam keadaan netral atau bermuatan, akan bermuatan bila di
kombinasikan dengan donor atom lain.
Isomer dalam Senyawa Koordinasi
Isomer adalah senyawa dengan rumus kimia yang sama, tetapi sifat yang berbeda.
•
•
Isomer koordinasi terjadi ketika komposisi ion kompleks berubah, tetapi tidak terjadi
pada senyawa
Sambungan isomer terjadi ketika komposisi ion kompleks tetap sama, tetapi pengikatan
ligan donor atom berubah
Stereoisomers : perbedaan ruang dari susunan atom
Stereoisomers adalah senyawa yang memiliki hubungan atom yang sama, tetapi berbeda
penyusunan ruang atomnya. Ada dua senyawa isomer yaitu
•
•
Isomer geometri (juga disebut cis,trans kadang disebut juga diastereomers) terjadi ketika
atom atau kelompok atom disusun relatif berbeda terhadap ion logam pusat ruang.
Isomer optical (juga disebut enantiomers), terjadi ketika molekul dan bayangan tidak
menumpuk, Tidak seperti jenis isomer yang memiliki sifat fisik yang berbeda, optik
isomer secara fisik identik dalam segala hal kecuali satu: arah di mana mereka memutar
bidang cahaya terpolarisasi.
Senyawa Koordinasi terdiri dari ion kompleks dan ion yang bermuatan seimbang. Ion
kompleks memiliki ion logam pusat terikat ligan netral dan atau anionik, yang memiliki satu
atau lebih atom donor yang masing-masing memberikan pasangan elektron mandiri.
Geometri yang paling umum adalah oktahedral (enam ligan ikatan atom). Rumus dan nama
senyawa koordinasi mengikuti aturan yang sistematis. Werner mendirikan dasar struktural
dari senyawa koordinasi. Senyawa ini dapat menunjukkan isomerisme konstitusi (koordinasi
dan linkage) dan stereoisomerism (geometris dan optik).
Teori dasar untuk ikatan dan senyawa
•
Aplikasi teori ikatan valensi untuk ion kompleks
Teori ikatan valensi, menjelaskan Ligan (basa Lewis) menyumbangkan pasangan electron
dan ion logam (asam Lewis) menerimanya untuk membentuk salah satu ikatan kovalen dari
ion kompleks (Lewis aduk). Contohnya kombinasi orbital, seperti octahedral, square planar,
and tetrahedral geometries.
1. Octahedral complexes
Dari gambar diatas enam dari energy terendah yang kosong dari 3d berpindah, kemudian
bergabung menjadi setara enam d2sp3 orbital hibrida menuju titik octahedron.
2. Square Planar Complexes, ion logam yang biasanya memiliki konfigurasi d8 biasanya muliki
bentuk square planar complexes
Dari gambar diatas [Ni(CN)4]2 orbital dari Ni2+ satu dari 3d, satu dari 4s, dan dua dari 4p
bergabung dan membentuk dsp2 yang menuju sudut bentuk square dan menerima satu pasang
elektron dari masing-masing empat ligan CN-.
3. Tetrahedral Complexes
Ion logam yang diisi dengan subkulit d seperti Zn2+ ([Ar] 3d10 ), sering membentuk kompleks
Tetrahedral
Contohnya pada teori ikatan valensi mengusulkan bahwa yang terendah pada orbital Zn2+ satu 4s
dan tiga 4p bergabung menjadi orbital hibrida sp3 menuju sudut tetrahedron dan menempati
empat pasangan sendiri salah satu dari masing-masing ligan OH-.
Teori medan Kristal
Teori medan kristal memberikan wawasan sedikit tentang ligan ikatan logam tetapi menjelaskan
warna dan magnet dengan jelas.
Apa itu warna? Cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik yang terdiri dari semua panjang
gelombang (λ) dalam batas terlihat. Sebuah objek memiliki warna tertentu untuk salah satu dari
dua alasan:
•
Ini mencerminkan (atau mentransmisikan) cahaya warna itu. Dengan demikian, jika
sebuah objek menyerap semua panjang gelombang kecuali hijau, cahaya (atau
ditransmisikan) tercermin memasuki mata kita dan ditafsirkan sebagai hijau.
•
Ini menyerap cahaya dari warna komplementer. Dengan demikian, jika objek hanya
menyerap merah, hijau pelengkap, campuran sisa tercermin (atau mengirimkan)
panjang gelombang masuk keluar mata dan ditafsirkan sebagai hijau juga.
Pemisahan dari orbital d dalam medan ligan octahedral: Model ini berasumsi bahwa bentuk ion
kompleks, adalah hasil dari daya tarik electrostatic dengan kation logam dan ligan bermuatan
negatif.
Menjelaskan Warna Logam Transisi: beragamnya warna senyawa kompleks ditentukan dari
perbedaan energy antara t2g and eg. Ingat bahwa perbedaan antara dua tingkat energi elektronik di
ion adalah sama dengan energi (dan berbanding terbalik dengan panjang gelombang) dari foton
diserap:
∆Eelectron=∆Ephoton=hv=hc/λ
Perbedaan energy antara orbital t2g and eg ini sesuai dengan energi foton yang mencakup
jangkauan hijau dan kuning. Ketika cahaya putih bersinar pada larutan, warna-warna itu diserap
dan melompat elektron ke salah satu orbital misalnya. Merah, biru, dan ungu terang
ditransmisikan, sehingga solusinya muncul ungu.
Menjelaskan Sifat magnetik dari Kompleks Logam Transisi
Pemisahan tingkat energi mempengaruhi sifat magnetik dengan mempengaruhi jumlah elektron
tidak berpasangan di orbital logam d ion. Ketika semua orbital energi yang lebih rendah yang
setengah penuh. elektron berikutnya dapat:
•
•
memasukkan setengah penuh dan orbital berpasangan dengan mengatasi pasangan energi
mundur (Perbaikan)
memasukkan energi, kosong lebih tinggi dari orbital dengan mengatasi pemisahan medan
Kristal
penempatan orbital dipengaruhi oleh ligan dalam satu dari dua cara:
•
lemahnya medan ligan dan tingginya kompleks, jumlah elektron tidak berpasangan dalam
ion kompleks adalah sama seperti dalam ion bebas.
•
kuatnya medan ligan dan rendahnya kompleks, jumlah elektron tidak berpasangan dalam
ion kompleks kurang dari dalam ion bebas
Teori medan kristal menjelaskan warna dan magnet kompleks. Besarnya energi ini membelah
medan kristal (∆) tergantung pada muatan ion logam dan kekuatan medan kristal ligan. Ligan
Strongfield membuat ∆ besar dan menghasilkan low-spin kompleks yang menyerap cahaya
energi yang lebih tinggi (lebih pendek A), sebaliknya adalah benar lemah-medan ligan. Logam
transisi beberapa, seperti besi dan seng, merupakan elemen penting yang berfungsi dalam
kompleks protein dalam.