Ion Kompleks dan Senyawa Koordinasi Bahasan

Bahasan
1
Ion Kompleks dan
Senyawa Koordinasi
2
3
4
5
6
Irwansyah, M.Si
7
Teori Werner tentang Senyawa koordinasi :
Tinjauan Ulang
Ligan
g
Tatanama
Isomerisasi
Ikatan dalam Ion Kompleks : Teori Medan Kristal
Sifat Magnet Senyawa Koordinasi dan Teori Medan
Kristal
Warna Senyawa
y
Kompleks
p
Irwansyah, M.Si
Bahasan
Senyawa Koordinasi
1. Teori Werner tentangg Senyawa
y
Koordinasi :
Tinjauan Ulang
8
9
10
11
Irwansyah, M.Si
Aspek Kesetimbangan Ion Kompleks
Reaksi Asam-Basa Ion Kompleks
Tatanama
Aplikasi
p
Kimia Koordinasi
Fokus Warna pada batu permata
Senyawa Koordinasi
• Senyawa tersusun dari senyawa sederhana
yang disebut senyawa koordinasi.
• CoCl3 and NH3.
– CoCl3· (NH3)6 dan CoCl3· (NH3)5.
– Reaktivitas yang berbeda terhadap AgNO3.
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Teori Werner
Bilangan Koordinasi
• Dua jenis valensi atau Kapasitas Ikatan.
– Valensi Primer.
• Berdasarkan jjumlah e- suatu atom y
yangg hilangg
ketika membentuk ion.
– Valensi Sekunder.
• Berhubungan dengan ikatan dengan gugus lain,
(ligands) pada atom pusat.
[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]3+ + 3 Cl[CoCl(NH3)5]Cl2 → [CoCl(NH3)5]3+ + 2 ClIrwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Contoh 1 :
Contoh 1:
Hubungan rumus Kompleks dengan Bilangan Koordinasi dan
Bilangan
g Oksidasi Atom Pusat.
Muatan pada atom pusat:
Senyawa Koordinasi
Berapakah bilangan koordinasi dan bilangan oksidasi Co
dalam ion kompleks [CoCl(NO2)(NH3)4]+?
Jawab:
Kompleks memiliki ligan:
1 Cl,, 1 NO2, 4 NH3
Bilangan Koordinasi : 6
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
2. Ligan
Table 25.2 Some Common Monodentate
Ligands.
• Ligand
Li d adalah
d l h basa
b
Lewis.
L i
– Mendonorkan pasangan elektron kepada atom pusat
(A
(Asam
L
Lewis).
i)
• Ligand Monodentat.
– Menggunakan satu pasang elektron untuk membentuk
satu titik pengikatan pada atom pusat.
• Ligand Bidentat.
– Menggunakan dua pasang elektron untuk membentuk
dua titik ikatan pada atom pusat.
• Tridentat, tetradentat…..polidentat
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Etilen Diamina
Tabel : Beberapa
p Ligan
g Polidentat
(Agen Pengkelat)
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
3. Tata Nama
• D
Dalam
l penamaan dan
d menuliskan
li k rumus senyawa
kompleks, kation ditulis lebih awal, diikuti anion.
• Anion sebagai ligan ditulis dengan akhiran –o.
o
– Biasanya :
• – ida menjadi –o.
o
• – ita menjadi –ito.
• – att menjadi –ato.
t
Tata Nama
• Jumlah
J l h ligan
li
did h l i oleh
didahului
l h awalan
l (prefix).
( fi )
• Mono, di, tri, tetra, penta, hexa…
– Jika nama ligan merupakan nama komposit
• Tempatkan nama dalam kurung dan diawali prefix:
– Bis, tris, tetrakis, pentakis...
• Ligan molekul netral umumnya tidak mengalami
perubahan
b h
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Tata Nama
• N
Nama ligan
li
lebih
l bih awal,(berdasarkan
l (b d
k abjad),
bj d)
diikuti nama atom pusat.
– Prefixes diabaikan dalam pengurutan abjad
• Bilangan Oksidasi atom pusat ditulis dengan
angka Romawi.
• Jika kompleks
p
merupakan
p
anion diberi akhiran –
ate pada nama atom pusat.
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Senyawa Koordinasi
Tata Nama
• Apabila
A bil menuliskan
li k rumus
• Simbol kimia atom pusat ditulis lebih awal,
• Diikuti rumus anion,
– Berdasarkan abjad.
• Dan kemudian rumus molekul netral,
– Berdasarkan abjad.
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
4. Isomerisasi
• Isomer.
I
Isomer Ionisasi
– Berbeda dalam struktur and sifat.
• Isomer Struktural.
– Berbeda pada struktur dasar.
• Stereoisomer.
– Same number and type
yp of ligands
g
with the same mode
of attachement.
– Differ in the way the ligands occupy space around the
metal ion.
Irwansyah, M.Si
Contoh Keisomeran
Senyawa Koordinasi
[CrSO4(NH3)5]Cl
[CrCl(NH3)5]SO4
pentaaminsulfatochromium(III) chloride
pentaaminchlorochromium(III) sulfate
Isomer Koordinasi
[Co(NH3)6][CrCN6]
[Cr(NH3)6][CoCN6]
hexaaminecobalt(III) hexacyanochromate(III)
hexaaminechromium(III) hexacyanocobaltate(III)
Irwansyah, M.Si
Isomer Ikatan
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Senyawa Koordinasi
Isomer Geometri
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Isomer Geometri
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Isomer Optik
Irwansyah, M.Si
Isomer Optik
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Senyawa Koordinasi
Bayangan Cermin
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Aktivitas Optik
5. Ikatan dalam Ion Kompleks:
p
Teori Medan Kristal
• Menganggap ikatan dalam Kompleks merupakan
tarikan elektrostatik antara suatu inti muatan
positif dan elektron pada ligand.
– Elektron pada atom pusat menolak elektron ligan.
– Fokus p
pada elektron d atom p
pusat.
dextrorotatory dlevorotatory l-
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Konfigurasi Elektron pada Orbital d
Kompleks Oktahedral dan Energi Orbital-d
Δ
P
Hund’s rule
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
pairing
p
g energy
gy considerations
Δ>P
Δ<P
Spin rendah d4
Spin tinggi d4
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Deret Spektrokimia
Ligan Medan Kuat dan Lemah
Dua Kompleks d6 :
Large Δ
Ligan Medan Kuat
CN- > NO2- > en > py NH3 > EDTA4- > SCN- > H2O >
ONO- > ox2- > OH- > F- > SCN- > Cl- > Br- > ISmall Δ
Ligan Medan Lemah
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Efek Energi pada Sistem d10
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Senyawa Koordinasi
Medan Kristal Tetrahedral
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Medan Kristal Square Planar
6. Sifat Magnet
g Senyawa
y
Koordinasi dan
Teori Medan Kristal
Paramagnetism illustrated:
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Contoh 4:
Contoh 5 :
Menggunakan Deret Spectrokimia untuk Memprediksi Sifat
Magnet.
g
Menggunakan Teori Medan Kristal untuk Memprediksi
p
dari Sifat
f Magnet.
g
Struktur Kompleks
Berapa elektron tunggal yang anda perkirakan dalam kompleks
oktahedral [Fe(CN)6]3-?
Ion Kompleks[Ni(CN4)]2- diamagnetik. Gunakan teori medan
kristal untuk menentukan strukturnya.
strukturnya
Jawab:
Jawab :
Bilangan koordinasi 4 jadi oktahedral compleks tidak
mungkin.
mungkin
F [A
Fe
[Ar]3d
]3d64s
42
Fe3+
Irwansyah, M.Si
Kompleks tetrahedral atau square planar.
[Ar]3d5
Gambar diagram level energi dan isi orbital dengan e-.
Pertimbangkan sifat magnet.
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Contoh 5 :
Tetrahedral:
7. Warna Kompleks
Square planar:
• Warna
W
Pi
Primer
:
– Merah (R), hijau (G) dan biru (B).
• Warna Sekunder:
– Dihasilkan dari pencampuran warna primer.
• Warna Komplementer:
– Warna sekunder merupakan
p
komplemen
p
warna p
primer.
– Cyan (C), yellow (Y) and magenta (M)
– Penambahan suatu warna dan komplemennya
menghasilkan warna putih.
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Warna Kompleks
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Table 25.5 Some Coordination
Compounds of Cr3+ and Their Colors
Efek Ligan terhadap warna Senyawa
Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
8. Aspek Kesetimbangan Ion Kompleks
Zn2+(aq) + 4 NH3(aq) [Zn(NH3)4]2+(aq)
Kf =
[[Zn(NH3)4]2+]
[Zn2+][NH3]4
= 4.1+10
4 1+108
8. Aspek Kesetimbangan Ion Kompleks
Step 2:
[Z (H2O)3(NH3)]2+(aq)
[Zn(H
( ) + NH3(aq)
( ) [Zn(H
[Z (H2O)2(NH3)2]2+(aq)
( ) + H2O(aq)
O( )
K2 =
Pertukaran ligan merupakan proses bertahap dari ion yang terhidasi:
Step 1:
[[Zn(H
( 2O))4]2+((aq)
q) + NH3((aq)
q) [[Zn(H
( 2O))3((NH3)]2+((aq)
q) + H2O(aq)
( q)
K1=
Irwansyah, M.Si
[[Zn(H2O)3(NH3)]2+]
[[Zn(H2O)4]2+][NH3]
Senyawa Koordinasi
= β1 = 3.9+10
3 9+102
Senyawa Koordinasi
[[Zn(H2O)2(NH3)2]2+]
[[Zn(H2O)3(NH3
)]2+][NH
3]
= 2.1+102
Kombinasi step 1 dan 2:
[Zn(H
( 2O))4]2+((aq)
q) + 2 NH3((aq)
q) [Zn(H
( 2O))2((NH3)2]2+((aq)
q) + 2 H2O(aq)
( q)
K = β2 =
Irwansyah, M.Si
[[Zn(H2O)2(NH3)2]2+]
[[Zn(H2O)4]2+][NH3]2
Senyawa Koordinasi
= K1 + K2 = 8.2+10
8 2+104
Aspek Kesetimbangan Ion Kompleks
9. Reaksi Asam-Basa Ion Kompleks
p
β4 = K1 x K2 x K3 x K4 = Kf
[Fe(H2O)6]3+(aq) + H2O(aq) [Fe(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)
Ka1 = 9x10-4
[Fe(H2O)5(OH)]2+ (aq) + H2O(aq) [Fe(H2O)4(OH)2]2+(aq) + H3O+(aq)
Ka2 = 5x10-4
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
10. Aspek Kinetik
cepat
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
11. Aplikasi
p
Kimia Koordinasi
[Cu(H2O)4]2+ + 4 NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 4 H2O
• Hidrat
cepat
[Cu(H2O)4]2+ + 4 Cl- → [Cu(Cl)4]2- + 4 H2O
– Kristal sering
g berada dalam bentuk terhidrat.
– Sejumlah tertentu molekul air per satuan rumus.
Air disebut sebagai labile ligan.
ligan
Reaksi lambat (sering dimonitor melalui perubahan
warna) disebabkan oleh non-labile ligan.
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Kestabilan Bilangan Oksidasi
Co3+(aq) + e- → Co2+(aq)
E° = +1.82
E
+1 82 V
Kation Sequestering
tetranatrium EDTA
4C
Co3+(aq)
( ) + 2 H2O(l) → 4 C
Co2+(aq)
( ) + 4 H+ + O2(g)
( )
E°cell = +0.59 V
tetapi:
Co3+(aq) + NH3(aq) → [Co(NH3)6]2+(aq)
dan
[Co(NH3)6]3+(aq) + e- → [Co(NH3)6]2+(aq)
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Kation Sequestering
Log β : 10.6 (Ca2+), 18.3 (Pb2+), 24.6 (Fe3+).
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Kf = 4.5x10
4 5x1033
E° = +0.10 V
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi
Aplikasi Pada Sistem Biologi
porphyrin
Irwansyah, M.Si
chlorophyl a
Senyawa Koordinasi
Warna pada Gemstones
Emerald
Rubyy
3BeO·Al2O3 ·6SiO2
Al2O3 + Cr3+ in Al3+ sites
+ Cr3+ in Al3+ sites
Irwansyah, M.Si
Senyawa Koordinasi