medan ligan teori orbital molekul

Medan Ligan dan Teori Orbital
Molekul
Mata Kuliah: KIMIA KOMPLEKS
Oleh:
Muhamad Nurissalam
Bambang Iswantoro
PROGRAM PASCASARJANA JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
PENDAHULUAN
Teori Ikatan
Valensi (VBT)
Bentuk Molekul
Teori Medan
Kristal (CFT)
Sifat Magnet
dan warna
Medan Ligan
Teori Orbital Molekul
Medan Ligan
Teori Orbital Molekul
Interaksi
Kovalen
Interaksi
Elektrostatis
Dalam teori ini, orbital–orbital dari
atom pusat akan saling berinteraksi
dgn orbital – orbital dari ligan
membentuk orbital – orbital molekul
Splitting Energi Orbital d pada
Oktahedral
[CoF6]3ada empat
elektron tidak
berpasangan
[Co(NH3)6]3+
tidak memiliki
elektron
berpasangan
Tdk mampu dijelaskan dengan VBT,
namun Medan kristal dapat menjelaskan
Medan ligan mengkolaborasikan
ikatan kovalen dan elektrostatis
Orientasi
Medan ligan
Orbital d pada ion logam
Gambar 1. Lima orbital d dari ion logam transisi
Jika ion logam dikelilingi oleh bola
elektrostatis, energi orbital d akan
meningkat secara keseluruhan dalam
jumlah yang sama. Pada gambar 2
kompleks oktahedral dari sebuah ion
logam yang dikelilingi oleh enam ligan.
Gambar 2. Senyawa kompleks oktahedral dengan 6 ligan pada sumbu x, y, z.
Gambar 3. Splitting orbital d dalam medan kristal untuk oktahedral simetri
Spektrum tunggal yang menunjukkan ikatan luas yang
dipusatkan di 20.300 cm
-1,
yang sesuai langsung dengan ∆o.
Energi yang terkait dengan ikatan ini dihitung sebagai
berikut
Energi ini (243 kj mol-1) cukup besar untuk
menimbulkan efek ketika sebuah ion logam yang
dikelilingi oleh enam ligan
ion : Ti2+ dalam Ti(H2O)63+
Elektron d akan menempati orbital t2g. ∆o= perbedaan
energi orbital t2g dan eg ion ini akan menangkap
sekuanta radiasi dan mengubah energi tersebut
,energi eksitasi elektron dari t2g ke eg,dari spektrum
tampak, maka ion Ti(H2O)63+ bertanggung jawab
pada =20300 cm-1 yang dihubungkan ke energi
sekitar = 243 kJ/mol menghasilkan warna ungu
Gambar 4. Medan kristal dari perbandingan energi dari elektron pairing energi
Splitting Energi Orbital d pada Medan Simetri lain
TETRAHEDRAL
Gambar 5. Kompleks tetrahedral dalam sistem koordinat. Dua lobes of dz2 pada garis
z aksis, dan dual lobes dari orbital dx2-y2 pada garis x
pola splitting yang dihasilkan oleh
suatu oktahedral terbalik dalam
sebuah tetrahedral. Besarnya
splitting dalam sebuah tetrahedral
ditetapkan sebagai ∆t,
Ada beberapa perbedaan antara
pemisahan oktahedral dan
tetrahedral. Tidak hanya dua set
energi orbital terbalik tapi juga
mengalami splitting di tetrahedral
jauh lebih kecil daripada yang
dihasilkan oleh sebuah oktahedral.
Pertama, hanya ada empat ligan memproduksi
medan dibandingkan enam ligan hadir dalam
kompleks oktahedral
Kedua, tak ada satupun dari orbital d titik langsung di
ligan di tetrahedral. Dalam sebuah kompleks,
oktahedral dua dari titik orbital langsung ke arah ligan
dan tiga titik antara mereka. Hasilnya, ada sebuah
energi maksimum membuat efek spitting orbital d
dalam sebuah oktahedral. Bahkan, hal ini dapat
menunjukkan bahwa jika ligan identik hadir dalam
kompleks dan metal-to-ligand jarak yang identik, ∆t =
(4/9) ∆o. Hasilnya adalah bahwa tidak ada low-spin
pada kompleks tetrahedral karena pemisahan orbital d
tidak cukup besar untuk memaksa pasangan elektron.
Ketiga, karena hanya ada empat
ligan sekitar ion logam dalam
sebuah tetrahedral
Susunan orbital d pada medan ligan
dan perbandingan ligan pada sumbu z.
Energi orbital d dari
segiempat planar empat ligan.
Metal-to-ligan dengan panjang ikatan yang besar dalam
arah z dikenal sebagai tetragonal dengan perpanjangan
sumbu z. Jika pada sumbu ligan z yang dekat dengan ion
logam memaksa untuk menghasilkan tekanan tetragonal
dengan z menunjukkan orbital dua set yang terbalik
Susunan kompleks orbital d sedemikian seperti yang
ditampilkan untuk perpanjangan sumbu z, kecuali bahwa
splitting jauh dengan dxy di atas dz2 (planar segiempat)
Hal ini dapat menandakan bahwa energi yang
memisahkan dxy dan orbital dx2 _ y2 sebenarnya ∆o,
pemisahan antara t2g dan eg dalam sebuah oktahedral
Energi yang memisahkan dxy dan orbital dx2 _ y2 sebenarnya
∆o, pemisahan antara t2g dan eg dalam sebuah oktahedral.
Pada d8 seperti ion Ni2+, Pd 2+, dan Pt 2+ membentuk
komplek persegi planar yang diamagnetik. MENGAPA
Delapan elektron dapat berpasangan di empat
orbital energi terendah meninggalkan dx2 _ y2
tersedia untuk membentuk sebuah set orbital
hibrida dsp2. Orbital hibrida sp3, yang akan
mengakibatkan stuktur tetrahedral. Jika
perbedaan energi antara dxy dan dx2 _ y2 tidak
cukup untuk memaksa pasangan elektron,
semua orbital d yang diduduki, dan kompleks
memiliki empat ikatan akan diharapkan untuk
memanfaatkan
Kekuatan ligan dilihat dari deret spektrokimia
Makin kuat suatu ligan berarti makin mampu membedakan
jenis orbital eg atau t2g sehingga pembelahan energi orbital
tersebut makin besar
Faktor yang berpengaruh pada deret spektrokimia :
1. Ukuran atom/molekul, ex : bandingkan F- dan I2. Adanya pasangan elektron non – ikatan, ex : H2O & NH3
3. Adanya back boding ex : piridin, bipy dan terpiridin
Harga ∆o kompleks oktahedral periode 4 ion logam transisi
Penempatan Splitting dari Medan Kristal
akibat dari splitting energi orbital d
Jika ion +2 pada logam transisi periode 4 dianggap ada
peningkatan panas hidrasi dalam struktur sebagai akibat
dari penurunan radius ionik dibawa oleh kenaikan
muatan inti
Proses dalam hidrasi ion
Kestabilan energi untuk ligan dalam Dq
Panas dari hidrasi ion logam transisi 2+dari
transisi pertama.
DISTORSI JAHN-TELLER
Gambar 12. Energi orbital d dari ion d9 hasil dari distorsi
Jahn-Teller.
Gambar 13. Sebuah ilustrasi dari prinsip Franck-Condon. Dalam
hal ini, transisi adalah dari v = 0 dalam keadaan dasar elektronik
dan v’ = 3 dalam keadaan elektronik tereksitasi.
Gambar 14. Sistem koordinat orbital yang digunakan dalam
membentuk orbital molekul untuk kompleks oktahedral.
Gambar 15. Kombinasi orbital ligan dengan orbital s, px, py, pz, dz2,
dan dx2-y2 dalam ion logam.
Gambar 16. Diagram tingkat energi orbital molekul untuk
kompleks oktahedral.
Gambar 17. Kompleks tetrahedral dengan lobus dari dx2- y2
dan dz2 orbital diarahkan antara ligan.
Gambar 18. Diagram kualitatif orbital molekul untuk
kompleks tetrahedral.
Gambar 19. Kombinasi logam dan orbital ligan di kompleks
bujur sangkar.
Gambar 20. Diagram tingkat energi orbital molekul untuk
kompleks bujur sangkar.
TERIMA KASIH