coordination compounds

COORDINATION COMPOUNDS
Coordination Compounds (senyawa koordinasi) adalah senyawa yang mengandung paling tidak
satu ion komplek, yang merupakan jenis kation logam pusat(baik pada logam transisi ataupun
golongan logam utama) yang terikat dengan molekul dan atau anion yang disebut ligan. Untuk
mencapai netral dalam ikatan koordinasi,ion komplek biasanya bergabung dengan ion
lainnya,yang disebut Counter Ions(ion yang berlawanan jenis).
Gambar 23.9 Bagian dari
Coordination Compound. Terdiri
dari model (atas), gambar
komplek (tengah), dan rumus
kimia (bawah), biasanya
mengandung ion kompleks dan
counter ions untuk menetralkan.
Ion kompleks punya logam pusat
yang dikelilingi oleh ligand.
Ketika [Co(NH3)6]Cl3 dilarutkan,
ion kompleks dan counter ion
akan berpisah,tetapi ligan tetap
berikatan dengan ion logam.
Enam ligan disekitar ion logam
memberikan ion kompleks
bentuk geometri octahedral. Ion
kompleks dengan pusat dB
sebagai ion logam punya empat
ligan dan bentuk geometri
square planar.
Beberapa coordination compound ada di gambar 23.9A
Senyawa koordinasinya adalah [Co(NH3)6]CI3, ion komplek
(selalu di dalam kurung siku) adalah [Co(NH3)6]3+,enam
molekul NH3 yang berikatan dengan atom pusat Co3+ adalah
ligan, dan 3 Cl- adalah counter ion. Coordination compound
memiliki sifat seperti elektrolit dalam air. Ion komplek dan
counter ion saling berpisah satu sama lain. Dalam gambar
23.9A ditunjukkan 1 mol dari [Co(NH3)6]CI3 menghasilkan
1 mol ion [Co(NH3)6]3+ dan 3 mol ion Cl- .
Ion Kompleks, Bilangan Koordinasi, Bentuk Geometri, dan Ligan
Ion komplek yaitu hubungan ion logam dengan jumlah dan jenis dari ligan yang berikatan
dengannya. Strukturnya memiliki 3 karakteristik ,yaitu bilangan koordinasi , bentuk geometri,
dan jumlah atom yang diberikan oleh setiap ligan.
 Bilangan koordinasi : jumlah atom ligan yang berikatan langsung dengan ion atom pusat.
Bilangan koordinasi dari ion Co3+ di [Co(NH3)6]3+ adalah 6 karena enam atom ligan (N
dari NH3) berikatan dengannya. Bilangan koordinasi dari ion Pt2+ di berbagai
kompleksnya adalah 4, dan ion Pt4+ di kompleksnya adalah 6. Tembaga (II) punya
banyak bilangan koordinasi,yaitu 2,4, atau 6 di ion komplek yang berbeda. Secara
umum,bilangan koordinasi yang paling sering ditemui di ion kompleks adalah 6.
 Geometri : bentuk ion komplek yang bergantung pada bilangan koordinasi dan sifat alami
dari ion logam itu sendiri. Tabel 23.6 menunjukkan bentuk geometri dengan bilangan
koordinasi 2,4,dan 6. Ion komplek dengan ion logam yang bilangan koordinasinya 2,
seperti [Ag(NH3)2]+, adalah linear. Bilangan koordinasi 4 menghasilkan 2 bentuk seperti
square planar atau tetrahedral. Kebanyakan ion logam d8 membentuk ion kompleks
square planar, seperti pada gambar 23.9B. ion d10 membentuk ion kompleks tetrahedral.
Bilangan koordinasi 6 menghasilkan bentuk octahedral seperti pada contoh [Co(NH3)6]3+
di gambar 23.9A.
 Atom yang diberikan oleh setiap ligan. Ligan dari ion komplek adalah molekul atau anion
dengan 1 atau lebih atom yang setiap pemberian memberikan pasangan elektron ke ion
logam dan membentuk ikatan kovalen. Mereka mempunyai setidaknya satu pasangan,
donor atom yang lebih sering datang dari golongan 5A(15),6A(16), atau 7A(17).
Ligan dibagi berdasarkan jumlah atom
yang diberi dan dipakai berikatan
dengan ion logam pusat.
Monodentat,seperti Cl- dan NH3 yaitu
ligan yang memberikan satu atom.
Bidentat,yaitu ligan yang memberikan
2 atom, yang masing-masing berikatan
dengan ion logam. Polidentat
memberikan lebih dari 2 atom. Seperti
pada table 23.7,menunjukkan beberapa
ligan yang umum dijumpai di
coordination compounds.
Rumus dan Cara
Penamaan Coordination
Compound
Ada 3 aturan penting untuk menuliskan
rumus dari coordination compound.
1. Kation dituliskan sebelum anion.
2. Muatan dari kation diseimbangkan
dengan muatan dari anion.
3. Dalam ion kompleks, ligan netral
dituliskan sebelum ligan anion dan
rumus dari semua ion di tempatkan di
dalam kurung siku.
Seluruh ion kompleks mungkin saja
kation atau anion. Kompleks kation
punya anion sebagai counter ionnya.
Dan kompleks anion punya kation
sebagai counter ionnya. Untuk
menemukan muatan dari ion logam
sebagai contoh dalam
K2[Co(NH3)2CI4], 2K+ sebagai counter
ion menyeimbangkan muatan kompleks
anion [Co(NH3)2CI4]2- yang punya 2
molekul NH3 dan 4 ion Cl- sebagai
ligannya. 2 NH3 netral, dan 4 Clmempunyai muatan total 4-,dan dari
seluruh ion kompleks punya muatan 2-.
Jadi ion logam pusat seharusnya Co2+.
Muatan ion kompleks = muatan ion logam + jumlah
muatan semua ligan
2- = muatan ion logam + [(2x0) + (4x1-)]
Jadi, muatan ion logam = (2-) - (4-) = 2+
Kebanyakan coordination compound dinamakan
berdasarkan sistem yang menggunakan beberapa
peraturan seperti di bawah ini:
1. kation dinamakan sebelum anion. Dalam penamaan
[Co(NH3)4Cl2]Cl sebagai contohnya, kita namakan ion
[Co(NH3)4Cl2]+ sebelum ion Cl-. Sehingga namanya
adalah tetraamindiklorocobalt(III) klorida. Spasi yang
memisahkan kation dan anion.
2. Didalam ion kompleks, ligan dinamakan dari urutan
alphabet sebelum ion logam. Catatan bahwa ion
[Co(NH3)4Cl2]+ dinamakan dalam peraturan ke 1, 4 NH3
dan 2 CL- dinamakan sebelum Co3+.
Karena dia mempunyai 6 donor
atom,maka ion
etilendiamintetraasetat (EDTA4-)
mempunyai kompleks yang
sangat stabil dengan berbagai
ion logam. Sifat ini membuat
EDTA sangat berguna untuk
logam berat yang beracun.
Setelah dimasukkan ke tubuh
pasien, ion akan berperan
menghilangkan timbale dan
logam berat lainnya dari darah
dan cairan tubuh lainnya
3. ligan netral mempunyai nama molekul, tetapi ada
beberapa pengecualian (tabel 23.8). ligan anion berakhiran
–ida dan ditambahkan –o pada akhir nama. Sebagai contoh nama flourida dari ion F– yang
menjadi ligan bernama flouro.2 ligan di [Co(NH3)4Cl2]+ adalah ammina (NH3) dan kloro (Cl-)
dengan ammina dinamakan terlebih dahulu sebelum kloro secara alphabet.
4. numerical prefix menunjukkan jumlah dari ligan. Tetraammina menyumbangkan 4 NH3
,dikloro menyumbangkan 2 Cl-. Aturan ini tidak mempengaruhi urutan alphabet , sehingga
tetraammine tetap dinamakan sebelum dikloro. Beberapa nama ligan sudah mempunyai
numerical prefix,seperti etilendiamin, kita gunakan bis(2),tris(3),atau tetrakis(4) untuk
menunjukkan jumlah ligan.
5. bilangan oksidasi dari ion logam pusat ditulis dalam bilangan
romawi hanya saat ion logam punya lebih dari 1bilangan.
6. jika ion kompleksnya anion, diberi tambahan nama pada akhir
logam –ate. Seperti K[Pt(NH3)Cl5] adalah potassium
amminapentakloroplatinate (IV). Untuk beberapa
logam,digunakan akhiran Latin dengan –ate pada
akhirnya,ditunjukkan pada tabel 23.9.
CONTOH MASALAH 23.3 MENULISKAN NAMA DAN RUMUS COORDINATION COMPOUND
Masalah :
(a) Apa nama dari Na3[AlF6]?
(b) Apa nama dari [Co(en)2Cl2]NO3?
(c) Apa rumus dari tetraamminbromokloroplatinum(IV) klorida?
(d) Apa rumus dari hexaammincobalt(III) tetrakloroferrat(III)?
Rencana permasalahan:
Gunakan peraturan yng terdapat di tabel 23.8 dan 23.9
Penyelesaian :
(a) Ion kompleksnya adalah [AlF6]- . terdapat 6 F- sebagai ligan sehingga menjadi hexaflouro. Ion kompleksnya
adalah anion,sehingga akhiran logam dirubah menjadi –ate,hexaflouroaluminate. Alumunium hanya punya 1
bilangan oksidasi,yaitu +3 sehingga tidak digunakan aturan Roman Numerical. Ion counter positif dinamakan
pertama dan diberi spasi,sehingga namanya menjadi sodium hexaflouroaluminate.
(b) disusun secara alfabetis, ada 2 ion Cl- dan 2 en [dikloro dan bis(etilendiammine)] sebagai ligan. Ion
kompleksnya positif,sehingga nama logam tetap. Tetapi kita harus menentukan bilangan oksidasinya karena Co
punya beberapa. Ada 1 NO3- menyeimbangkan muatan +1. Dengan 2- dari 2 Cl- dan 0 dari 2 en, logam nya
menjadi Co(III). Sehingga namanya menjadi diklorobis(etilendiamin)cobalt(III) nitrate.
(c) Ion logam pusat ditulis pertama. Diikuti oleh ligan netral lalu ligan negatif yang telah diurutkan sesuai
alphabet . tetraammin menunjukkan 4NH3, bromo menunjukkan 1 Br-,kloro menunjukkan 1 Cl-, dan
platinum(IV) adalah Pt4+. Jadi ion kompleksnya adalah [Pt(NH3)4BrCl]2+ . muatan +2 berasal dari penjumlahan
4+ dari Pt4+ ,0 dari 4 NH3, 1- dari Br-, 1- dari Cl-, untuk menyeimbangkan muatan jadi ditambahkan 2 counter ion
Cl-. > [Pt(NH3)4BrCl]Cl2.
(d) Ikatan ini terdiri dari 2 ion kompleks yang berbeda. Di kation, hexaammine=6NH3,cobalt(III)=Co3+,jadi
kationnya adalah [Co(NH3)6]3+. Muatan 3+ berasal dari jumlah 3+ dari Co3+ dan 0 dari 6 NH3. Di anion,
tetrakloro=4Cl-,dan ferrat(III)=Fe3+. Jadi anionnya adalah [Fe(Cl)4]-. 1- berasal dari jumlah 3+ dari Fe3+ dan 4dari 4Cl-. Untuk membentuk ikatan netral, satu kation 3+ diseimbangkan dengan 3 anion 1-.
>[Co(NH3)6][Fe(Cl)4]3.
Alfred Werner dan Teori Koordinasi
Coordination Compound ditemukan 200 tahun yang lalu oleh seorang ahli kimia muda asal
Swiss bernama Alfred Werner yang dimulai pada 1980an. Dia meneliti berbagai jenis ikatan
seperti jenis cobalt seperti pada tabel 23.10.
Seperti yang bisa
dilihat, data percobaan
Werner menunjukkan
jika total ligan yang
ada tetap sama dalam
setiap ikatannya,
walaupun jumlah ion
Cl- dan molekul NH3
berbeda di setiap ion
kompleksnya. Sebagai
contoh pada ikatan
3+
pertama[Co(NH3)6]Cl3,secara total mempunyai 4 ion, 1 pada [Co(NH3)6] dan 3 pada Cl-.
Semua ion Cl- bebas membentuk AgCl . pada ikatan terakhir, [Co(NH3)Cl3] tidak punya ion yang
terpisah. Alfred Werner mendapatkan Nobel pada 1913 di bidang kimia.
Isomer dalam Coordination Compounds
Isomer adalah ikatan antara rumus kimia yang sama namun berbeda propertinya. Figur 23.10
menunjukkan secara singkat jenis isomer di Coordination Compounds yang paling umum.
Constitusional (struktur) isomers: Atom yang sama tersambung secara berbeda
Dua buah ikatan dengan rumus yang sama, tetapi dengan atom yang tersambung berbeda, disebut
dengan constitusional (struktur) isomer.
1. Coordination isomer, terjadi saat komposisi suatu ion kompleks berubah bukan pada
ikatannya. Salah satu cara isomer ini bisa terjadi ketika
ligan dan counter ion bertukar tempat. Seperti pada
[Pt(NH3)4Cl2](NO2)2 dan [Pt(NH3)4(NO2)2]Cl2. Pada ikatan
pertama, ion Cl- adalah ligan, dan ion NO2- adalah counter
ion. Pada ikatan kedua,terjadi perpindahan tempat. Cara
lain isomer ini bisa terjadi yaitu pada ikatan 2 ion kompleks dimana 2 set ligan di 1 ikatan
saling bertukar.
2. Linkage isomer, terjadi ketika komposisi dari ion kompleks tetapi penempatan ligan dari
donor atom berubah. Contoh, ion nitrit bisa mengikat pasangan N
atom manapun. (nitro,O2N:) atau 1dari atom O,(nitrito,ONO:),
untuk memberikan linkage isomer. Seperti pada ikatan
pentaamminnitrocobalt(III) klorida [Co(NH3)5(NO2)]Cl2 (kiri)
yang berwarna orange dan linkage isomer pentaamminnitritocobalt(III) klorida [Co(NH3
)5(ONO)]CI2 (kanan)yang berwarna merah.
Stereoisomer : Pengurutan Spatial atom yang berbeda
Stereoisomer adalah ikatan yang punya koneksi atomic yang sama tetapi pengurutan spatial atom
yang berbeda.Terdiri dari,isomer geometri dan isomer optik.
1. Isomer geometri (juga disebut isomer cis-trans dan kadang diastereomers) terjadi ketika
atom atau kumpulan atom diurutkan
Figur 23.11 Geometrik (cis-trans) Isomer.
secara berbeda ke ion logam pusat.
A. cis dan trans isomer pada square planar
Sebagai contoh, square planar
coordination compound [Pt(NH3)2Cl2]
[Pt(NH3)2Cl2] punya dua pengurutan,
B. cis dan trans isomers pada ion kompleks
octahedral [Co(NH3)4Cl2]+. Warna pada bentuk
yang menjadikan 2 ikatan berbeda.
menunjukkan warna asli pada jenis tersebut.
I
Isomer dengan ligan yang saling bersebelahan
adalah cis-diammindikloroplatinum(II) (gambar
A). dan isomer dengan ligan yang saling
berseberangan adalah transdiammindikloroplatinum(II). Sifat dari
keduanya akan berbeda. Octahedral kompleks
juga terdiri dari cis-trans isomer. Cis isomer
dari ion [Co(NH3)4Cl2]+ punya 2 ligan Cl-
yang saling bersebelahan dan berwarna violet. Sedangkan trans isomer mempunyai dua
ligan yang saling bersebrangan dan menghasilkan warna hijau.
Antikanker geometri isomer
Pada pertengahan
2. Isomer optic (disebut juga enantiomers) terjadi ketika molekul
1960,Barnett Rosenberg dan
dan bayangan gambarnya tidak bisa superimposed. isomer
temannya menemukan bahwa
cis-[Pt(NH3)2Cl2] anti tumor
optic diidentifikasi secara fisik dalam segala cara,kecuali satu,
agen yang sangat efektif .
arah dimana mereka berotasi. Ion Octahedral kompleks
isomer geometri, trans[Pt(NH3)2Cl2], tidak punya
menunjukkan banyak contoh dari isomer optic. Seperti contoh
efek antitumor. Cisplastin
+
pada figur 23.12A, dua struktur (I dan II) dari [Co(en)2Cl2] ,
mungkin bekerja dengan
diselipkan dengan DNA sel
cis-diklorobis(etilendiamin)cobalt(III),merupakan bayangan
kanker double helix, yang
dari yang lainnya. Putar struktur I 180o vertical axis dan akan
menyebabkan donor atom
menggantikan ligan Cl- dan
ditemukan III. Ligan Cl- pada III cocok dengan II, tetapi ligan
mengikat platinum(II) dengan
en tidak. II dan III (rotasi I) bukan superimposable, mereka
kuat,mencegah replikasi DNA
masih isomer optic. Salah satu isomer ditunjukkan sebagai
d- [Co(en)2Cl2]+ dan yang lainnya adalah l-[Co(en)2Cl2]+
tergantung dari mana berotasi ke kanan (d- untuk “dekstro”)
atau ke kiri (l- untuk “levo” ). Pada figur 23.12B, dua struktur dari transdiklorobis(etilendiammin)cobalt(III) ion bukanlah isomer optic. Putar I 90o sekitar
vertikal axis dan akan ditemukan III, yang merupakan superimposable dari II.
Figur 23.12
A. Struktur I dan bayangannya,struktur
II,adalah isomer optic dari cis-[Co(en)2Cl2]+ .
rotasi struktur I menghasilkan struktur III,yang
tidak sama dengan struktur II
B. trans isomer tidak punya isomer optic. Rotasi
dari struktur I menghasilkan struktur III, yang
merupakan sama dengan struktur II,bayangan
dari struktur I
Aplikasi Teori Ikatan Valensi ke Ion Kompleks
Figure 23.13 hybrid orbital
dan ikatan di octahedral
[Cr(NH3)6]3+
a. ikatan valensi pada ion
[Cr(NH3)6]+
b. diagram orbital parsial
menunjukkan pencampuran
dari dua 3d,satu 4s, dan tiga
4p orbital di Cr3+ untuk
membentuk enam d2sp3
orbital hybrid, yang terisi
dengan enam pasang NH3
(merah)
Teori Ikatan valensi, yang membantu menjelaskan ikatan dan
struktur dari ikatan golongan utama, juga digunakan untuk
menjelaskan ikatan pada ion kompleks. Dalam pembentukan
ion kompleks, ligan mengisi orbital mendahului orbital ion
logam yang kosong. Ligan (basa lewis) memberikan pasangan
electron dan ion logam (asam lewis) menerimanya untuk
membentuk suatu ikatan kovalen dalam ion kompleks. (lewis
adduct). Ikatan seperti itu, dimana satu atom dalam suatu ikatan
memberikan semua elektronnya disebut coordinate covalent
bond, meskipun setelah terbentuk mereka mirip seperti ikatan
kovalen yang lainnya.
CONTOH MASALAH 23.4 MENENTUKAN JENIS DARI STEREOISOMER
Masalah:
Gambar semua stereoisomer untuk setiap jenis isomer dibawah ini:
(a) [Pt(NH3)2Br2](square planar)
(b)[Cr(en)3]3+ (en=H2NCH2CH2NH2)
Rencana penyelesaian:
Pertama tentukan geometri dari setiap ion logam dan sifat dari ligan. Jika
terdapat 2 ligan yang berbeda yang bisa ditempatkan di posisi yang
berbeda,maka isomer geometri (cis-trans) bisa terjadi. Lalu kita liat apaah
bayangan dari isomer itu superimposable terhadap yang asli. Jika tidak,
isomer optic yang terjadi.
Penyelesaian:
(a) kompleks Pt(II) adalah square planar dan terdapat 2 monodentat ligan.
Setiap pasangan ligan bisa berpindah bersebelahan ataupun
berseberangan,sehingga isomer geometri terjadi dan setiap isomer
superimposable terhadap bayangannya,sehingga tidak ada isomer optic.
(b) etilendiamin (en) adalah ligan bidentat. Cr3+ punya bilangan koordinasi
6 dan octahedral geometri. Tiga bidentat ligan adalah identik sehingga
tidak ada isomer geometri . ion kompleksnya tidak mempunyai bayangan
superimposable, sehingga isomer optic terjadi.
Kompleks octahedral ,ion hexaamminchromium(III) [Cr(NH3)6]3+ menggambarkan aplikasi dari
valence bond (VB) teori untuk
octahedral kompleks (figure 23.13).
enam orbital dengan energy terendah
dari ion Cr3+ -dua 3d,satu 4s, dan tiga
4p- bersatu dan membentuk eqivalen
d2sp3 hybrid orbital. Enam molekul NH3
memberikan pasangan electron yang
berasal dari nitrogen untuk membentuk
enam ikatan logam-ligan. Tiga 3d yang
tidak berpasangan dari ion Cr3+ pusat ([Ar]3d3), yang akan membentuk ion kompleks bersifat
paramagnetic, tetap pada unhybridized orbital.
Kompleks square planar, ion logam dengan konfigurasi d8
biasanya akan membentuk kompleks square planar(figur 23.14).
pada ion [Ni(CN)4]2- sebagai contoh, model terdiri dari satu 3d,satu
4s, dan dua 4p orbital dari Ni2+ bergabung dan membentuk empat
dsp2 hybrid orbital yang menerima satu pasangan electron dari
setiap ligan CN-.
Figur 23.14 Hybrid orbital
dan ikatan pada square
planar ion [Ni(CN)4]2A. ikatan valensi pada
[Ni(CN)4]2B. dua pasang 3d electron
berpasangan dan
membebaskan satu 3d
orbital untuk hybridisasi
dengan 4s dan dua 4p
orbital untuk membentuk
empat dsp2 orbital yang
menjadi pasangan dari
empat ligan CN- (merah)
Kompleks tetrahedral, ion logam yang sudah mengisi d sublevel, seperti Zn2+ ([Ar]3d10) , sering
membentuk kompleks tetrahedral (figure 23.15).
Figur 23.15 hybrid orbital dan
ikatan pada tetrahedral ion
[Zn(OH)4]2A. ikatan valensi pada
[Zn(OH)4]2B.gabungan satu 4s dan tiga 4p
orbital memberikan empat sp3
hybrid orbital yang tersedia
untuk menerima pasangan dari
ligan OH- (merah)
Mengapa setiap substansi memiliki warna?
Cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik yang mengandung semua panjang gelombang
(lamda). Cahaya putih bisa terdispersi menjadi spectrum warna, yang masing-masing
mempunyai jarak panjang gelombang. Suatu objek terlihat berwarna pada cahaya putih karena
mereka menyerap berbagai panjang gelombang dan
memantulkannya. Jika suatu objek menyerap semua
panjang gelombang yang terlihat, maka warnanya menjadi
hitam, sebaliknya jika memantulkan semua maka warna
yang terlihat adalah putih. Setiap warna mempunyai warna
komplemen. Sebagai contoh hijau dan merah adalah warna
komplemen. Gabungan dari warna komplemen menyerap
semua panjang gelombang terlihat dan terlihat hitam.
Seperti yang tertera pada figur 23.16 yang menunjukkan
hubungan artist color wheel. Suatu objek memiliki
particular color untuk alasan:
1. memantulkan cahaya dari warnanya sendiri,sehingga
jika suatu objek menyerap semua panjang gelombang
kecuali hijau, pantulan cahaya yang memasuki mata kita
adalah warna hijau.
2. menyerap cahaya dari warna komplemen. Sehingga jika objek hanya menyerap merah,
komplemen dari hijau, maka sisa panjang gelombang yang dipantulkan dan memasuki mata kita
akan hijau juga.
Tabel 23.11 menunjukkan daftar warna yang diserap dan hasil warnanya.
Contoh sederhana yang sering dijumpai yaitu pergantian
warna daun di musim tertentu. Pada musim semi dan panas,
daun mengandung banyak sekali klorofil dan hanya
mengandung sedikit pigmen warna yang lain yang disebut
xantofil. Klorofil menyerap warna merah dan biru dengan
sangat kuat, dan memantulkan banyak sekali panjang
gelombang warna hijau ke mata kita. Pada musim gugur,
dimana fotosintesis jarang terjadi, daun tidak lagi
mengandung klorofil, sehingga warna hijau menghilang
bersamaan dengan terdekomposisinya klorofil. Xantofil
yang tertutup oleh klorofil keluar dan menyerap warna hijau
dan biru dengan kuat. Sehingga menampilkan warna kuning
dan merah pada musim gugur.
Pemisahan d Orbital pada octahedral field pada ligan
Figure 23.17A
menunjukkan enam ligan
bergerak menuju ion logam
untuk membentuk komplek.
Karena ligan bergerak pada
sumbu x,y,dan z mereka
muncul langsung menuju
lobes dari dx2-y2 dan dz2
orbital (figure 23.17B dan
C) tetapi diantara lobes
pada dxy,dxz, dan dyz orbital
(figur 23.17D sampai F).
Lalu, electron pada dx2-y2
dan dz2 orbital memiliki
repulse lebih kuat daripada
di dxy,dxz,dyz.
Energi diagram dari orbital
menunjukkan kelima d
orbital lebih tinggi di energi
saat membentuk kompleks
daripada di ion logam yang
bebas karena repulsi dari
munculnya ligan, tetapi
energi orbital terbagi dengan dua orbital yang lebih tinggi di energy dibandingkan tiga yang
lainnya. (figur 23.18). dua energy orbital yang lebih tinggi disebut eg dan tiga yang lainnya t2g
orbital. Pemisahan energy orbital disebut crystal field effect dan perbedaan energy antara eg dan
t2g adalah crystal field splitting energy (∆).
berdasarkan figure 23.19, H20 termasuk weak-field ligan,
dan CN- adalah strong-field ligan.
Penjelasan warna pada logam transisi
Warna dari coordination compound ditentukan oleh
perbedaan energy (∆) antara t2g dan eg orbital di ion
kompleksnya. Perbedaan antara dua energy level electron
pada ion sama dengan energy dari photon yang terserap.
∆Eelektron = Ephoton = hv
substansi punya warna karena hanya beberapa panjang
gelombang dari cahaya putih yang diserap.
Spektra absorbsi menunjukkan bahwa panjang gelombang yang terserap
oleh ion logam dengan ligan yang berbeda dengan ion logam yang
ligannya sama. Dari data tersebut, dapat dihubungkan energy dari
cahaya yang diserap ke nilai ∆. Observasi pertama :
1. untuk ligan yang diberi, warna tergantung pada bilangan oksidasi dari ion logam. Larutan ion
[V(H2O)6]2+ adalah violet dan larutan ion [V(H2O)6]3+ adalah kuning. Seperti yang tercantum
pada figure 23.21A.
2. untuk ion logam yang diberi, warna tergantung pada ligan. Bahkan pergantian satu ligan bisa
membuat dampak yang besar pada panjang gelombang yang diserap dan warna seperti yang bisa
dilihat dua ion kompleks Cr3+ pada figure 23.21B.
Observasi yang kedua yaitu memperbolehkan kita membuat rank ligan ke spectrochemical series
berdasarkan kemampuan mereka untuk memisah d-orbital energy. Beberapa jenis bergerak dari
weak-field ligan (kecil spiltting,kecil ∆) ke strong-field ligan.(besar splitting, besar ∆). Seperti
yang ditunjukkan pada figure 23.22. dengan menggunakan cara ini,kita bisa memprediksikan
ukuran relatif dari ∆ untuk octahedral kompleks yang sama ion logamnya
Sifat Magnet dari Kompleks logam Transisi
Pemisahan energy level menyebabkan sifat magnetic dengan mempengaruhi jumlah dari electron
yang tidak berpasangan pada ion logam di d orbital. Jika semua energy orbital lemah sudah
setengah terisi, maka electron selanjutnya bisa :


mengisi orbital setengah penuh, atau
mengisi orbital yang kosong dengan energy tertinggi
sebagai contoh, ion Mn2+ ([Ar]3d5 ) punya lima electron tidak berpasangan di orbital 3d (figure
23.23A)
Orbital terpengaruh dengan ligan dengan cara:.


weak-field ligan dan high-spin kompleks. Seperti pada figure
23.23B
strong-field ligan dan low-spin kompleks. Seperti pada figure
23.23C
diagram orbital untuk d1 sampai d9 di octahedral kompleks
menunjukkan kedua high-spin dan low-spin hanya tersedia untuk
d4,d5,d6,dan d7. Seperti pada figure 23.24.
Crystal Field Splitting pada Tetrahedral dan square planar
kompleks.
 Tetrahedral kompleks, dengan ligan yang muncul dari ujung tetrahedron, tidak ada dari
kelima d orbital yang menuju langsung mengikuti jalannya. (figure 23.25).
Energy untuk memisahkan d orbital lebih kurang dari kompleks tetrahedral daripada di
kompleks octahedral yang memiliki ligan yang sama.
∆tetrahedral < ∆oktahedral
Hanya high-spin kompleks tetrahedral yang diketahui karena magnitude dari ∆ sangat
kecil.
CONTOH MASALAH 23.5 MENGURUTKAN CRYSTAL FIELD SPLITTING ENERGI UNTUK ION KOMPLEKS
DARI LOGAM YANG DIBERI
Masalah :
Urutkan ion [Ti(H2O)6]3+, [Ti(NH3)6]3+, dan [Ti(CN)6]3- dalam urutan nilai relatif dari ∆ dan energi dari
cahaya tampak yang diserap.
Rencana penyelesaian:
Rumus menunjukkan bilangan oksidasi titanium adalah +3 pada tiga ion. Dari figure 23.22,kita urutkan
ligan berdasarkan kekuatan crystal field, ligan yang paling kuat, splitting terbesar, dan energy cahaya
terserap yang paling tinggi.
Penyelesaian:
Kekuatan ligan field diurutkan CN->NH3>H2O. jadi nilai relatif dari ∆ dan energy cahaya yang terserap
adalah
Ti(CN)63->Ti(NH3)63+>Ti(H2O)63+
 kompleks square planar, pengaruh dari ligan field di square planar mudah digambarkan.
Yaitu dengan membayangkan octahedral geometri lalu menghilangkan dua ligan di
sepanjang sumbu z. seperti pada figure
23.26. tanpa sumbu z, energy orbital
pada dz2 berkurang begitu juga pada
orbital yang lainnya. Sehingga bisa
disimpulkan bahwa kompleks square
planar adalah low spin.
Tidak ada satupun model yang bisa
memuaskan secara keseluruhan. Teori
VB muncul menawarkan penggambaran
mudah tentang informasi ikatan tetapi
belum sampai menjelaskan
terbentuknya warna. Crystal field model
memprediksikan warna dan sifat
magnetic
secara bagus tapi belum mejelaskan
tentang
sifat kovalen alami ikatan logam-ligan.
Saat ini,
kimia menggunakan model lainnya,
yaitu
ligan field-molecular orbital theory. Yang merupakan gabungan dari dua model
sebelumnya dengan teori MO. Sebagai tambahan tentang pentingnya aplikasi kimia,
kompleks dari transisi punya peran penting dalam sistem kehidupan.