1.1 Senyawa Koordinasi (Coordination

1.1 Senyawa Koordinasi (Coordination Coumpond)
Sifat yang paling khas pada logam transisi adalah tentang persenyawaan dan ikatannya. Yang
biasa disebut dengan ion kompleks. Ion kompleks sendiri terdiri dari atom pusat dan beberapa
ligan. Untuk menjaga agar muatannya tetap netral biasanya ion kompleks bersenyawa dengan
anion atau kation yang lain (counter ions).
Gambar 1.1.1
Penjelasan gambar
Penyusun dari senyawa
koordinasi. Bentuk senyawa
koordinasi ditunjukkan pada
gambar bagian atas,
perspektif pada bagian
tengah, rumus molekul pada
bagian bawah.
Dari senyawa koordinasi seperti gambar diatas
adalah [Co(NH3)6]Cl3(s), ion kompleksnya
adalah Co(NH3)3+, enam molekul NH3 sebagai
ligan mengikat ion Co3+ sebagai atom pusatnya,
dan tiga Cl- merupakan penetral muatan dari ion
kompleks tersebut. [Co(NH3)6]Cl3(s) dapat
terurai menjadi ion-ion yaitu ion [Co(NH3)6]3+
dan Cl-.
Ion Kompleks : Bilangan Koordinasi ,Bentuk Molekul, dan Ligan
1. Bilangan koordinasi.
Bilanagan koordinasi adalah jumlah dari ligan yang mengikat langsung pada atom pusat dan
itu berbeda-beda pada setiap atom pusat tergantung dari muatan atom pusat itu tersebut,
biasanya jumlah ligan maksimal adalah dua kali dari jumlah muatan atom pusat tersebut.
2. Bentuk molekul
Bentuk molekul dari ion kompleks tergantung pada senyawa koordinasinya dan atom
pusatnya. Berikut ini beberapa contoh bentuk molekul dari ion kompleks :
Gambar 1.1.2
.
1. Ligan
Ligan biasanya terdiri dari anion atau molekul yang dapat menyumbang sepasang atau lebih elektron bebas. Ligan dapat dibedakan
menjadi ligan monodentat (menyumbang satu pasang elektron bebas), bidentat (menyumbang dua pasang elektron bebas), dan
polidentat (menyumbang lebih dari dua pasang elektron bebas).
Gambar 1.1
Rumus dan Nama Senyawa Koordinasi
Cara pemberian nama pada ion kompleks dapat dilakukan dengan cara :
1. Memberikan nama kation sebelum nama anion
2. Muatan kation sesuai dengan muatan anion
3. Ligan netral ditulis sebelum anion
Gambar 1.1.4
Contoh Soal :
Ion Kompleks Negatif
Nama dari K2[Co(NH3)2Cl4]
Penyelesaian :
K2[Co(NH3)2Cl4]=2K+ + [Co(NH3)2Cl4]2Pertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih
dahulu muatan atom pusatnya
Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan
-2
= muatan Co + muatan 2(NH3) + muatan 4(Cl-)
-2
= muatan Co + (0) + (-4)
Muatan Co
= (-2) + 4
1. Muatan Co
= +2
Karena ion kompleksnya bermuatan negatif maka atom pusatnya berakhiran at. Jadi
namanya Cobaltat (II)
2. Beri nama ligan-ligannya
a. (NH3)2
= Biammonia
b. Cl4
= Tetrakloro
3. Beri nama ion kompleksnya
Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan
Cobaltat (II) biammonia tetrakloro
Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu :
Kalium cobaltat (II) diammonia tetrakloro.
Ion Kompleks Positif
Nama dari [Co(NH3)4Cl2]Cl
Penyelesaian :
[Co(NH3)4Cl2]Cl=[Co(NH3)4Cl2]++ClPertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih
dahulu muatan atom pusatnya.
Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan
+1
= muatan Co + muatan 4(NH3) + muatan 2(Cl-)
+1
= muatan Co + 0 -2
Muatan Co
= +1 +2
1. Muatan Co = +3
Namanya Cobalt (III)
2. Beri nama ligan-ligannya
a. (NH3)4
= Tetraammonia
b. Cl2
= DIkloro
3. Beri nama ion kompleksnya
Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan
Cobalt (III) tetraammonia dikloro
Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu :
Cobalt (III) tetraammonia dikloro klorida
Sejarah Pandangan : Alfred Wenner dan Senyawa Koordinasi
Senyawa yang sekarang kita sering sebut dengan senyawa koordinasi telah dikenal hampir 200
tahun ketika kimiawan Swiss mempelajarinya di tahun 1890. Dia mempelajari beberapa ikatan
pada kobalt yang ditunjukkan pada tabel 23.10, yang mengandung ion kobalt (III), tiga ion
klorida ,dan beberapa molekul ammonia.
Gambar 1.1.5
Werner mengusulkan dua tipe valensi, atau kemampuan bergabung, untuk ion logam. Primary
valence, sekarang dikenal sebagai oxidation state, adalah muatan positif pada logam yang harus
diimbangi oleh muatan dari anion. Secondary state, sekarang dikenal sebagai coordination
number, adalah jumlah dari ligan yang terikat langsung pada atom pusat.
Isomer Pada Senyawa Koordinasi
Isomer adalah senyawa yang memiliki rumus kimia yang sama tetapi memiliki struktur/bentuk
yang berbeda.
Gambar 1.1.6
Isomer Bangun : Atom Sama Bentuk Berbeda
Dua senyawa yang sama tetapi terhubung berbeda, dikenal dengan isomer bangun. Senyawa
koordinasi juga dapat memiliki isomer bangun yang dibedakan dari : komposisi ion kompleksnya
(Coordination Isomer), dan donor atom dari ligannya (Linkage Isomer).
1. Coordination Isomer terjadi ketika komposisi dari ion kompleks berubah tetapi
ikatannya tetap. Misalnya saja ketika ligan bertukar posisi menjadi counter ions
ataupun sebaliknya, pada [Pt(NH3)4Cl2](NO2)2 dan [Pt(NH3)4(NO2)]Cl2. Pada senyawa
pertama Cl- bertindak sebagai ligan dan NO2- bertindak sebagai counter ions. Pada
senyawa kedua posisi ligan dan counter ions bertukar. Contoh lainnya pada senyawa
[Cr(NH3)6][Co(CN)6] dan [Co(NH3)6][Cr(CN)6]. Pada senyawa pertama NH3 sebagai
ligan dari Cr tetapi pada senyawa kedua sebagai ligan dari Cr.
2. Linkage Isomer terjadi ketika komposisi ion kompleks memiliki sisa yang sama
tetapi donor atom ligan berbeda. Misalnya pada ion nitrit dapat mengikat dengan
mendonorkan pasangan elkton melalui N (nitro,O2N:) atau dari atom O
(nitrito,ONO:) untuk memberi linkage isomer, pada senyawa orange pentaamin nitro
cobalt (III) klorida [Co(NH3)5(NO2 )]Cl2 (bawah kiri) dan senyawa merah pentaamin
nitrito cobalt (III) klorida [Co(NH3)5(ONO )]Cl2 (bawah kanan).
Gambar 1.1.7
Isomer Ruang : Perbedaan Tempat Atom
Isomer ruang adalah senyawa yang memiliki atom yang sama tetapi memiliki ruang yang
berbeda dalam berikatan. Isomer ruang terbagi menjadi dua yaitu isomer geometrid an isomer
optik.
1. Isomer Geometri (biasa dikenal dengan cis-trans isomer) terjadi ketika atom atau
sekumpulan atom menyusun posisi yang berbeda pada atom pusat. Sebagai contoh,
bentuk segi empat planar [Pt(NH3)2Cl2] mempunyai dua penataan, yang mana
menimbulkan dua macam senyawa yaitu cis-diammina dikloro platina (II) dan
trans-diammina dikloro platina (II). Bentuk oktahedral juga menunjukkan isomer
cis-trans.
Gambar 1.1.8
Gambar A menunjukkan
isomer cis-trans pada
[Pt(NH3)2Cl2 sedangkan
gambar B menunjukkan
isomer cis-trans dari
[Co(NH3)4Cl2]+
d
2. Isomer Optik
Isomer optik terjadi ketika molekul dan bayangannya tidak menghasilkan bentuk
yang sama.
Gambar 1.1.9
Pada bentuk I tidak sama dengan bentuk II yang merupakan bayangan dari bentuk I dan bentuk III juga
tidak sama dengan bentuk II yang merupakan perputaran dari bentuk I
Gambar 1.1.10
Ligan etilen diammin
(H2N-CH2-CH2-NH2)
isomer trans tidak
mempunyai isomer
optik. Memutar bentuk
I yang menghasilkan
bentuk III mempunyai
bentuk yang sama
dengan bentuk II
1.2 Dasar Teori Ikatan dan Sifat Ion Kompleks
Aplikasi Teori Ikatan Valensi pada Ion Kompleks
Teori ikatan valensi (VB) dapat membantu menjelaskan ikatan pada ion kompleks. Pada
pembentukan ion kompleks. Orbital ligan yang terisi penuh bertumpang tindih dengan orbital
logamyang kosong. Ligan (basa Lewis) memberi pasangan elektron dan logam (asam Lewis)
menerima pasangan elektron menerima dari ikatan kovalen ion kompleks. Seperti ikatan
kovalen, kedua atom menyumbang elektron bersama, yang disebut ikatan kovalen koordinasi.
Untuk menentukan bentuk senyawa kompleks tergantung dari jenis orbital ion logam yang diisi
oleh ligan.
Bentuk Oktahedral Kompleks
Ion heksa ammin kromium (III), [Cr(NH3)6]3+ digambarkan dengan teori VB untuk
membentuk oktahedral enam orbital kosong ion Cr3+ dua orbital 3d, satu 4s, dan tiga 4p yang
akan diisi oleh enam molekul NH3 yang memberi pasangan elekton bebasnya sehingga
menghasilkan hibrida d2sp3. Tiga orbital 3d yang tidak terisi penuh membuat ion kompleks
paramagnetic
Gambar 1.2.1
Hibrida orbital dan ikatan pada
oktahedral ion [Cr(NH3)6]3+ A
gambaran VB untuk [Cr(NH3+
3+
3)6] . B bagian dari orbital Cr
kosong dan terisi oleh enam
molekul NH3 sehinnga menjadi
hibrida d2sp3
Bentuk Segi
Empat Planar
Kompleks
Ion logam yang memiliki orbital d8 biasanya akan membentuk segi empat planar kompleks.
Pada ion [Ni(CN)4]2- Ni2+ memiliki satu orbital kosong pada 3d, satu orbital kosong pada 4s,
dua orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh 4 ion CN- yang memberi pasangan elektron
bebasnya sehingga menghasilkan hibrida dsp2.
Gambar 1.2.2
Hibrida orbital dan ikatan pada segi
empat planar ion [Ni(CN)4]2-A
gambaran VB untuk [Ni(CN)4]2-. B
bagian dari orbital Ni2+ yang kosong
dan terisi oleh empat ion CNsehingga menjadi hibrida dsp2
Bentuk Tetrahedral Kompleks
Ion logam yang sub kulit d-nya terisi penuh, seperti Zn2+ ([Ar]3d10). Pada ion [Zn(OH)4]2Zn2+ memiliki satu orbital kosong pada 4s, tiga orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh
empat ion OH- yang akan menghasilkan hibrida sp3.
Gambar 1.2.3
Hibrida orbital dan ikatan pada
segi empat planar ion
[Ni(CN)4]2-A gambaran VB
untuk [Ni(CN)4]2-. B bagian dari
orbital Ni2+ yang kosong dan
terisi oleh empat ion CNsehingga menjadi hibrida dsp2
Teori Daerah Kristal
Warnanya apa ? cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik terdiri dari semua panjang
gelombang (λ) pada warna terlihat. Senyawa dapat berubah warna dengan menyerap panjang
gelombang dan memantulkannya.
Satu senyawa mempunyai warna yang khusus karena memiliki dua alasan :


Senyawa itu dapat memantulkan warna tersebut
Senyawa itu dapat menyerap warna tersebut
Gambar1.2.4
Pembelahan Orbital d Pada Ligan Oktahedral
Pada teori daerah Kristal sifat dari kompleks terjadi dari pemisahan energi orbital d.
Pernyataan itu memperlihatkan bahwa ion kompleks merupakan hasil dari gaya tarik
elektrostatik antara kation logam dan muatan negatif ligan.
Gambar 1.2.5
Lima orbital d pada area
oktahedral. A asumsi kita
ligan mendekati ion logam
dari tiga arah. B dan C
lobus dari dx2-y2 dan dz2
mendekat langsung pada
ligan sehingga tolakan
lebih kuat. D ke F lobus
dari dxy,dxz dan dyz
mengarah di antara dua
ligan sehinnga tolakan
lebih lemah.
Penjelasan Warna Pada Logam Transisi
 Untuk ligan, tergantung pada bilangan oksidasi atom pusatnya
 Untuk ion logam, tergantung pada ligannya
gambar 1.2.6
Pengaruh bilangan oksidasi atom pusat dan warna
ligan. A, larutan [V(H20)6]2+ (kiri) memiliki warna
berbeda dengan [V(H20)6]3+ (kanan). B,
perubahan pada sebuah ligan dapat
mengakibatkan perubahan warna. Pada ion
[Cr(NH3)6]3+ (kiri) berwarna orange sedangkan
pada ion [Cr(NH3)5Cl]3+ berwarna ungu.
Penjelasan Sifat Magnetik Logam Transisi Kompleks
Pembelahan energi pada orbital d menyebabkan adanya perbedaan electron yang dapat terisi
penuh atau setengah penuh sehingga menyebabkan gaya magnet.
Pembelahan Daerah Kristal Pada Kompleks Terahedral dan segi Empat Planar
Kompleks tetrahedral : ligan-ligan mendekat dari ujung-ujung tetrahedral. Perubahan energi
dari pembelahan orbital d pada tetrahedral lebih kecil daripada oktahedral. Δtetrahedral < Δoktahedral
Gambar 1.2.7
Pembelahan energi orbital d pada bentuk
tetrahedral. Electron pada dxy, dxy, dan dyz
memiliki energi tolakan yang lebih kuat
daripada dx2-y2 dan dz2. Sehinnga pembelahan
orbital berlawanan dengan oktahedral
Kompleks segi empat planar : lebih mudah kita membayangkan bentuk oktahedral yang
kehilangan dua ligannya pada sumbu z.
Gambar 1.2.8
Pembelahan energi orbital d pada bentuk segi empat planar.
Energi pada dxz, dyz, dan terutama dz2 berkurang dari energi
oktahedral.