bentuk molekul - Teknik Kimia UNDIP

BENTUK MOLEKUL
I. MENGGAMBAR MOLEKUL DAN ION DENGAN
STRUKTUR LEWIS
Untuk mengetahui bentuk molekul sebuah unsur maka digunakanlah aturan
lewis. Struktur lewis hanya menggambarkan molekul dalam dua dimensi, jadi molekul
yang sebenarnya tidak seperti yang digambarkan seperti dalam struktur lewis. Dalam
penggambaran molekul/ion dengan struktur Lewis kita harus mengetahui rumus
senyawa dan posisi relatif masing-masing atom
MENGGUNAKAN ATURAN OKTET UNTUK MENGGAMBAR STRUKTUR
LEWIS
Untuk menulis struktur lewis kita menggunakan kemungkinan paling besar
dimana electron berada, walaupun digambarkan dengan dua dimensi tetapi struktur
lewis dirancang untuk mempermudah penggambaran molekul, hal ini lebih mudah
dibanding menggunakanya tiga dimensi yang notabenya kalau menggunakan tiga
dimensi akan lebih sulit menggambar dan tidak efisien. Mari kita mulai menggambar
struktur lewis.
1. Aturan lewis untuk molekul dengan ikatan tunggal
Kita akan menggunakan contoh nitrogen florida, NF3
Langkah 1, letakkan atom di atom lainnya. Letakkan atom dengan grup paling
rendah di tengah, kita ambil contoh NF3, N (Grup 5A), F (grup 7A). Jadi N yang akan
kita letakkan di tengah.
Langkah 2, tentukan total dari electron valensi yang tersedia. Dalam NF3, N
mempunyai electron valensi 5, dan F mempunyai 7
[I x N(5e-)] + [3 x F(7e-)] = 5e- + 21e- = 26 valensi eLangkah 3, gambar satu ikatan dari masing-masing atom ke atom pusat, dan
kurangi dua electron valensi pada masing-masing ikatan. Kurangi 2 elektron pada
masing-masing ikatan tunggal dari total electron valensi yang tersedia (dari langkah
dua) untuk mencari jumlah yang tersisa.
3 N----ikatan F × 2e- = 6e- jadi 26e- - 6e- = 20e- tersisa
Langkah 4, letakkan electron yang tersisa di dalm struktur, jadi masing-masing
atom mempunyai 8 titik.
Inilah struktur lewis dari NF3.
2. Aturan lewis untuk molekul dengan satu ikatan ganda
Secara umum caranya sama dengan satu atom pusat hanya saja perlu
memperhatikan posisi dua atom pusat yang dimungkinkan membentuk ikatan lebih
banyak. Langkah 1 s.d. 4 sama seperti molekul berikatan tunggal namun ada
tambahan
Langkah 5, jika atom pusat masih belum memiliki 8 elektron valensi, ubah
pasangan elektron sunyi pada atom sekitar menjadi satu ikatan lagi
RESONANSI: IKATAN PASANGAN ELEKTRON TERDELOKALISASI
Seringkali terjadi satu ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal dan
membentuk 2 struktur Lewis yang identik. Misal pada senyawa O3 (ozon). Struktur I
dan II adalah identik. Faktanya kedua struktur ini tidak ada yang benar karena panjang
ikatan dua ikatan O ternyata memiliki nilai diantara panjang
O – O dan O=O.
Struktur sebenarnya lebih cocok disebut dengan hibrid resonansi yaitu bentuk ratarata keduanya. Contoh senyawa lainnya adalah benzen C6H6 dan ion karbonat CO32-
Struktur sebenarnya lebih cocok disebut dengan hibrid resonansi yaitu bentuk
rata-rata keduanya. Contoh senyawa lainnya adalah benzen C6H6 dan ion karbonat
CO32-
MUATAN FORMAL: SELEKSI STRUKTUR RESONANSI YANG LEBIH
DISUKAI
Pada uraian terdahulu resonansi dua senyawa identik terjadi ketika senyawa tsb
simetris dan tidak bisa dibedakan. Namun jika senyawa asimetris maka salah satu
resonansi lebih disukai dengan melihat muatan formal masing-masing atom. Muatan
formal = jml e valensi – (jml e valensi sunyi + ½ jml e berikatan). Contoh O3
Dalam O3, muatan formal oksigen A beresonansi dari I
6 e- valensi - (4 e- tak berikatan + 2 e- berikatan) = 6 - 4 - 2 = 0
Muatan formal dari atom dalam 2 senyawa ozon adalah sebagai berikut:
3 Kriteria muatan formal:
1. Muatan formal kecil (positif atau negatif) lebih disukai daripada besar
2. Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai (gaya tolak)
3. Muatan formal dengan nilai lebih negatif harus diposisikan ada pada atom yang
elektronegatif . Contoh : NCO-
PENGECUALIAN ATURAN OKTET STRUKTUR LEWIS
1. Molekul kekurangan elektron (electron deficient) senyawa dengan atom pusat
Be atau B cenderung memiliki elektron valensi kurang dari 8: BF3 dan BeCl2. Muatan
formal menunjukkan struktur tanpa ikatan rangkap lebih disukai. BF3 memiliki 8
elektron valensi dengan membentuk ikatan lebih lanjut dengan NH3
Hanya ada dua electron diantara berilium dan enam electron diantara boron.
Halogen memiliki keelektronegatifan yang lebh besar dibanding Be dan B. Inilah
muatan formal gambarannya
2. Molekul dengan elektron ganjil (odd electron). Beberapa molekul memiliki
jumlah elektron ganjil sehingga tidak memungkinkan mencapai 8 elektron. Adanya
elektron yang tidak berpasangan dan tidak berikatan, spesies ini disebut radikal bebas,
misal pada NO2. Senyawa ini berikatan dengan sesamanya membentuk N2O4 dengan
electron valensi 8.
3. Kulit Valensi Ekspansi (expanded valence shell). Beberapa molekul/ion
memiliki lebih dari 8 elektron disekitarnya molekul ini meningkatkan kapasitas kulit
valensinya dengan memanfaatkan kulit d yang kosong untuk berikatan. kulit valensi
terekspansi hanya terjadi pada atom pusat non logam dari perioda 3 keatas dengan
kulit d yang bisa dipakai. Contoh senyawa: SF6, PCl5 dan H2SO4
MENGHITUNG KALOR REAKSI DARI ENERGI IKATAN MOLEKUL
Dalam reaksi kimia kita bisa menganggap reaktan mengalami pemutusan ikatan dan
produk mengalami pembentukan ikatan. Pemutusan ikatan membutuhkan energi
(energi ikat) dan pembentukan ikatan melepaskan energi (energi ikat dengan tanda
berlawanan). Hukum Hess memungkinkan kita menghitung energi tanpa harus
memikirkan proses yang sesungguhnya terjadi:
ΔHrx0 = ΔH0pemutusan ikatan + ΔH0pembentukan ikatan
II. TEORI VALENCE-SHELL ELECTRON PAIR
REPULSION (VSEPR)
 Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran
struktur Lewis sebagai model 2 dimensi
 Dalam teori VSEPR atom pusat akan menempatkan secara relatif grup (bisa berupa
atom atau pasangan elektron) pada posisi tertentu
 Prinsip dasarnya: masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin
satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan.
 Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup
elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi)
5 BENTUK DASAR MOLEKUL
BENTUK MOLEKUL DENGAN 2 ATAU 3 GRUP ELEKTRON
Nb:
 Ikatan rangkap memberikan gaya tolakan lebih kuat dibanding ikatan tunggal
 Pasangan elektron sunyi juga memberikan tolakan lebih kuat dibanding pasangan elektron
berikatan
BENTUK MOLEKUL DEGAN 4 GRUP ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DEGAN 5 GRUP ELEKTRON
BENTUK MOLEKUL DEGAN 6 GRUP ELEKTRON
By: Moch Zainal Fathoni / 21030112130052 / Selasa / 2012-B