Bentuk Molekul Menggambarkan molekul dan ion dengan struktu

Bentuk Molekul
Menggambarkan molekul dan ion dengan struktu lewis
Langkah pertama menggambarkan seperti apa molekul kelihatannya adalah dengan mengonversi
rumus molekul menjadi struktur lewis (atau rumus lewis). Rumus struktur dua dimensi ini terdiri dari
simbol titik elektron yang menggambarkan masing-masing atom beserta pasangan ikatannya.
Untuk menulis struktur dari rumus molekul, kita tentukan penempatan relatif atom di dalam molekul
--- dimana molekul berdekatan dan berikatan satu sama lain.
Struktur lewis untuk molekul degan ikatan tunggal
Langkah-lagkah menentukan struktur lewis:
1. Tempatkan atom relatif masing-masing. Untuk unsur dengan rumus molekus ABn, tematkan
atom dengan jumlah paling sedikit di tengah karena ini yang membutuhkan elektron lebih
untuk mencapai kaidah oktet. Biasanya, ini juga atom dengan keelektronegatifan terendah.
2. Tentukan jumlah elektron valensi yang tersedia. Untuk molekul, jumlahkan elektron valensi
dari semua atom. Untuk ion poliatomik, tambahkan satu elektron untuk masing2 muatan
negatif ion, atau cocokkan satu elektron untuk setiap muatan positif.
3. Buat satu garis untuk setiap atom terikat ke atom pusat, kurangi dua elektron valensi untuk
setiap ikatan
4. Distribusikan elektron yang tersisa berpasangan sehingga masing-masing atom memiliki
delapan elektron valensi. Pertama, tempatkan elektron tunggal di atom terikat untuk
menjadikannya sesuai kaidah oktet. Jika ada elektron yang tersisa, tempatkan elektronnya di
sekitar atom pusat.
Degan menggunakan empat langkah itu kalian bisa menuliskan struktur lewis untuk setiap molekul
dengan atom intinya C, N, atau O, dan juga beberapa molekul dengan atom pusat dari periode yang
lebih besar. Ingatlah kalau setiap unsur





Atom hidrogen membentuk satu ikatan
Atom karbon membentuk empat ikatan
Atom nitrogen membentuk tiga ikatan
Oksigen membentuk dua ikatan
Halogen membentuk satu ikatan ketika mereka menjadi atom terikat, fluorine adalah atom
yang selalu terikat.
Struktur lewis untuk molekul dengan ikatan rangkap.
Terkadang kita menemukan setelah langkah 1-4, tidak cukup elektron untuk atom pusat untuk
encapai kaidah oktet. Ini biasanya menyatakan bahwa ada ikatan rangkap yang terjadi. Langkah
tambahannya adalah:
5. Jika dari langkah 1-4 inti atom masih belum memenuhi kaidah oktet, buat ikatan rangkap
dengan mengubah PEB dari salah satu atom yang terikat menjadi PEI ke atom pusat
Resonansi: ikatan elektron pasangan yang terdelokalisasi.
Kita bisa menuliskan struktur lewis lebih dari satu, masing-masing dengan penempatan atom relatif
yang sama. Dengan molekul atau ion dengan ikatan rangkap dua di sebelah ikatan tunggal.
Struktur O3 bisa digambarkan dnegan 2 versi, yang satu di kanan ikatan tunggal dan rangkap yang di
kiri, dan versi satu lagi dengan kiri yang tunggal dan di kanan yang berikatan rangkap. Berbedanya
versi struktur lewis dapat disebut struktur resonansi (atau bentuk resonansi), dan dengan panah
berkepala dua yang menyambung kedua struktur ( ). Struktur resonansi memiliki penempatan
atom yang sama tetapi lokasi PEI dan PEB yang berbeda.
Kebutuhan kita akan lebih dari satu struktu lewis menggambarkan molekul ozon adala hasil dari
pasangan elektron terdelokalisasi. Di ikatan tunggal atau rangkap, masing-masing pasangan elektron
ditarik oleh inti dari dua atom yang berikatan lain, dan kepadatan elektron yang terbesar ada di
daerah di antara inti; setiap elektron terlokalisasi.
Muatan formal: memilih struktur resonansi yang lebih penting
Satu cara untuk memilih bentuk resonansi yang penting adalah dengan menentukan masing-masing
muatan formal, muatan yang akan terjadi jika elektron yang berikatan terbagi rata.
Muatan formal suatu atom dalah total jumlah dari elektorn valensi dikurangi jumlah elektron valensi
yang “dimilikinya” dalam molekul: memiliki semua elektron valensi yang belum terbagi dan setengah
dari elektron yang terbagi.
Muatan formal suatu atom:
Jumlah elektorn valensi – (jumlah elektron valensi yang belum terbagi + ½ jumlah elektron
valensi yang terbagi)
Tiga syarat yang membantu kita memilih struktur resonanse yang lebih penting:



Muatan formal lebih kecil lebih baik dibanding yang lebih besar
Jenis muatan formal di atom yang berdekatan adalah yang tidak diinginkan.
Muatan formal yang lebih negatif seharusnya tinggal di atom yang lebih elektronegatif.
Muatan formal tidak sama dengan bilangan oksidasi.
Muatan formal = elektron valensi – (elektron PEB + 1/2 PEI)
Bilangan oksidasi = elektron valensi – ( PEB + PEI)
Ingatlah bahwa bilangan oksidasi tidak berubah dari satu resonansi ke resonansi lain (karena
keelektronegatifan tidak berubah). Tetapi muatan formal berubah (karena jumlah PEB dan PEI
berubah).
Struktur lewis untuk pengecualian dalam kaidah oktet.
Molekul yang kekurangan elektron
Molekul gas yang mengandung berilium atau boron sebagai atom pusat sering disebut kekurangan
elektron; yaitu mereka memiliki skurang dari delapan elektron di sekitar atom Be atau B. Dimana
hanya empat elektron di Be dan enam di B. Mengapa PEB dari atom halogen sekitar idak
membentuk ikatan rangkap dengan atom pusat sehingga memenuhi kaidah oktet? Halogen pada
dasarnya lebih elektronegatif daripada Be atau B. Cara utama atom yang kkurangan elektron
mencapai oktet adalah dengan membentuk ikatan tambahan dalam reaksi.
Molekul elektron aneh
Beberapa molekul memiliki atom pusat dengan jumlah elektron valensi yang aneh, sehingga mereka
tidak mungkin bisa memiliki semua elektronnya berpasagan. Contoh seperti itu disebut radikal bebas,
memiliki sebuah elektron bebas, dimana membuatnya bersifat paramagnetik dan sangat reaktif.
Kulit valensi yang diperluas
Banyak molekul da ion yang memiliki lebih dari delapan elektron valensi di sekitar atom pusat.
Sebuah atom meluaskan kulit valensinya untuk membentuk ikatan lagi. Atom pusat bisa
mengakomodasi pasangan tambahan dengan menggunakan orbital d terluar selain yang diduduki
orbital s dan p. Oleh karena itu, kulit valensi yang diperluas terjadi jika hanya dengan atom pusat
nonlogam dari periode 3 atau lebih, dimana ada satu orbital d kosong.
Perlu disadari bahwa muatan formal adalah alat yang berguna, tapi tidak sempurna, untuk menilai
pentingnya kontribusi untuk resonansi hibrid. Perhitungan teoretis baru-baru ini mengindikasikan
bahwa banyak jenis dengan atom pusat dari periode 3 atau lebih membentuk kulit valensi yang
diperluas dan muatan formal yang kosong mungkin kurang penting daripada bentuk dengan muatan
formal yang lebih tinggi.
Teori VSEPR dan bentuk Molekul
Struktru lewis sebuah molekul adalah sesuatu seperti cetak biru dari sebuah gedung: gambar datar
yang menunjukkan penempatan relatif suatu bagian (inti atom), hubungan strukturan (kelompok
elektron valensi berikatan), dan macam-macam lampiran (elektron valensi bebas). Untuk
membangun bentuk molekul dari struktur lewis, ahli kimia menggunakan teori VSEPR (tolakan
pasangan elektron kelopak valensi). Aturan dasar adalah setiap kumpulan elektron valensi di sekitar
atom pusat terletak sejauh mungkin dari yang lain untuk meminimalisir tolakan.
Pengaturan kumpulan elektron dan bentuk molekul.
Ketika dua, tiga, empat, lima, atau enam objek terikat ke titik pusat memaksimalkan ruang yang
masing-masing bisa temati di sekitar titik itu, lima pola geometri terhasilkan. Bentuk molekul
digambarkan oleh posisi relatif dari inti atom. Ketika beberapa kelompok tidak berikatan, bentuk
molekul yang berbeda terjadi. Dengan demikian, pengaturan kumpulan elektron yang sama bisa
menimbulkan bentuk molekul yang berbeda. Untuk mengelompokkan bentuk molekul kami
menetapkan masing-masing penunjukan AXmEn yang spesifik, dimana m dan n adalah bilangan bulat,
A adalah atom pusat, X adalah PEI, dan E adalah PEB.
Sudut ikatan adalah sudru yang dibentuk oleh inti dari dua atom yang berikatan dengan inti dari
atom pusat sebagai puncak.
Bentuk molekul dengan dua grup elektron (Pengaturan Linier)
Ketika dua grup elektron terikat dengan atom pusat akan berjarak sejauh mungkin , mengarah ke
arah yang berlawanan. Pengaturan linier menghasilkan bentuk linier dan sudut ikatan 180o.
Bentuk molekul dengan tiga grup elektorn (pengaturan segitiga planar)
Tiga grup elektron di sekitar atom pusat menolak satu sama lain sampai di sudut sama sisi, dimana
membentuk pengaturan segitiga planar. Pengaturan ini memiliki dua kemungkinan bentuk molekul,
satu dengan tiga atom berikatan, dan yang lain dengan dua atom dan satu atom PEB.
Efek dari ikatan double dalam CH2O, sudut ikatan aslinya menyimpang dari ideal karena ikatan
double , dengan kekuatan elektron yang lebih besarnya, mereka menolak dua elektron ikatan tungal
lebih kuat dari tolakan mereka masing-masing.
Efek dari ikatan tunggal, bentuk molekul digambarkan hanya dengan posisi dari inti, jadi ketika satu
dari tiga grup elektron adalah ikatan tunggal (AX2E), bentuknya adalah bengkok atau berbentuk V,
bukan segitiga planar.
Bentuk molekul dengan empat grup elektron (pengaturan tetrahedral)
Semua molekul atau ion dengan empat elektron valensi memakai pengaturan tetrahedral. Ketika
satu dari empat grup elektron di dalam pengaturan tetrahedral adalah PEB, bentuk molekulnya
adalah segitiga piramidal (AX3E). Seperti yang kita tahu dari kuatnya tolakan dari PEB, sudut ikatan
yang terbentuk sekitar 109,5o. Ketika empat elektron di sekitar pusat termasuk dua PEI dan PEB,
bentuk molekulnya bengkok atau berbentuk V (AX2E2)
Bentuk molekul dengan lima grup elektron (segitiga bipiramidal)
Semua molekul dengan lima atau enam grup elektron memiliki atom pusat dari periode 3 atau lebih
karena hanya atom yang memiliki orbital d bisa memperluas kulit valensi lebih dari delapan elektron.
Ketika lima grup elektron memaksimalkan pemisahan mereka, mereka membentuk segitiga
bipiramidal.
Bentuk molekul degan enam grup elektron. (pengaturan oktahedral)
Oktahedron adalah polihedron dengan delapan bentuk dari segitiga sama sisi identik dan enam
simpul identik. Dalam molekul dengan pengaturan ini, enam kelompok elektron mengitari atom
pusat dan melewati satu dari enam simpul, sehingga menyebabkan seluruh kelompok sudut ideal
ikatan 90o.
Menggunakan teori VSEPR untuk menggambarkan bentuk molekul
1. Tulis struktur lewis dari rumus molekul untuk melihat penempatan atom dan jumlah grup
elektron.
2. Tetapkan pengaturan grup elektron dengan menghitung seluruh grup elektron sekitar atom
pusat, yang berikatan dan bebas.
3. Prediksikan sudut ideal ikatan dari pengaturan grup elektron dan arah dari seluruh
simpangan yang disebabkan oleh ikatan tungal atau ikatan double.
4. 4 gambar dan namakan bentuk molekul dengan menghitung grup PEI dan PEB secara
terpisah.
Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih dari Satu
Beberapa Molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu yang merupakan gabungan dari masingmasing atom pusat. Contoh pada C2H6 dengan 2 atom pusat C dan pada etanol (C2H6O). Kedua
atom pusat C pada etanol memiliki bentuk yang sama,yaitu tetrahedral, sedangkan O mempunyai 4
kelompok elektron dan 2 pasangan bebas, sehingga etanol berbentuk V(AX2E2)
Teori VSEPR menyimpulkan bahwa tiap grup elektron di sekitar atom pusat tinggal sejauh mungkin
dari yang lain. Satu dari lima pengaturan grup elektron terhasilkan ketika dua, tiga, empat, lima, atau
enam grup elektron mengitari atom pusat. Setiap pengaturan terkait dengan satu atau lebih bentuk
molekul. Sudut ideal ikatan diresepkan dengan bentuk geometri biasa; penyimpangan dari sudut ini
terjadi ketika atom yang mengitari atau grup electron tidak identik. PEB dan ikatan double
menghasilkan tolakan lebih besar daripada ikatan tunggal. Molekul yang lebih besar memiliki bentuk
yang merupakan gabungan dari bentuk sekitar masing-masing atom pusat.