BENTUK MOLEKUL

1. Teori Domain Elektron●Bentuk molekul tergantung pada susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEIdan pasangan elektron bebas (PEB) atom pusat dalam molekul. Dapat dijelaskandengan teori tolakan pasangan elektron kulit valensi atau teori VSEPR (ValenceShell Electron Pair Repultion)● Molekul kovalen terdapat pasangan-pasangan elektron baik PEI maupun PEB.Karena pasangan-pasangan elektron mempunyai muatan sejenis, maka tolak-menolak antarpasangan elektron. Tolakan (PEB - PEB) > tolakan (PEB - PEI) >tolakan (PEI - PEI)● Adanya gaya tolak-menolak menyebabkan atom-atom yang berikatanmembentuk struktur ruang yang tertentu dari suatu molekul dengan demikianbentuk molekul dipengaruhi oleh banyaknya PEI maupun PEB yang dimiliki padaatom pusat.● Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatannyaContoh molekul CH4 memiliki 4 PEI

2. Merumuskan Tipe Molekul1) Atom pusat dilambangkan dengan A2) Domain elektron ikatan dilambangkan dengan X3) Domain elektron bebas dinyatakan dengan ETabel tipe molekul

Jumlah Pasangan Elektron Ikatan (X)

Jumlah Pasangan Elektron Bebas (E)

Rumus (AXnEm) Bentuk Molekul Contoh

2 0 AX2 Linear CO2

3 0 AX3 Trigonal planar BCl32 1 AX2E Bengkok SO2

4 0 AX4 Tetrahedron CH4

3 1 AX3E Piramida trigonal NH3

2 2 AX2E2 Planar bentuk V H2O5 0 AX5 Bipiramida trigonal PCl54 1 AX4E Bipiramida trigonal SF4

3 2 AX3E2 Planar bentuk T IF3

2 3 AX2E3 Linear XeF2

6 0 AX6 Oktahedron SF6

5 1 AX5E Piramida sisiempat IF5

4 2 AX4E2 Sisiempat datar XeF4

Dengan menggunakan teori VSEPR maka kita dapat meramalkan bentuk geometri suatu molekul. Dalam artikel ini maka akan di contohkan menentukan bentuk geometri molekul XeF2, XeF4, dan XeF6. Diantara molekul-molekul tersebut ada yang memiliki pasangan elektron bebas dan ada yang tidak, jadi molekul-molekul tersebut adalah contoh yang bagus untuk lebih memahami teori VSEPR.

Pertama kita harus mementukan struktur lewis masing-masing molekul. Xe memiliki jumlah elektron valensi 8 sedangkan F elektron valensinya adalah 7.(lihat gambar dibawah)

Struktur Lewis XeF2 seperti gambar sebelah kiri, dua elektron Xe masing-masing diapakai untuk berikatan secara kovalen dengan 2 atom F sehingga meninggalkan 3 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe. Hal yang sama terjadi pada molekul XeF4 dimana 4 elektron Xe dipakai untuk berikatan dengan 4 elektron dari 4 atom F, sehingga meninggalkan 2 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe.

Lihat gambar diatas XeF2 memiliki 2 pasangan elekktron terikat (PET) dan 3 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 5 pasangan elektron yang terdapat pada XeF2, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF2 adalah trigonal bipiramid. Karena terdapat 3 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi ekuatorial pada kerangka trigonal bipiramid, sedangkan PET akan menempati posisi aksial yaitu pada bagian atas dan bawah. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 2 PET dan 3 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul linear. Jadi bentul molekul XeF2 adalah linier.(lihat gambar dibawah).

Lihat gambar strutur lewis XeF4 memiliki 4 pasangan elekktron terikat (PET) dan 2 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 6 pasangan elektron yang terdapat pada XeF4, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF4 adalah oktahedral. Karena terdapat 2 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi aksial pada kerangka oktahedral, sedangkan PET akan menempati posisi ekuatorial. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 4 PET dan 2 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul yang

disebut segiempat planar. Jadi bentul molekul XeF2 adalah segiempat planar.(lihat gambardibawah).

Bentuk molekul akan sama dengan susunan ruang elektron yang ada pada atom pusat jika tidak pasangan elektron bebas.Perhatikan gambar berbagai bentuk molekul berikut ini !X : atom pusatE : pasangan elektron bebas

A. Bentuk Geometri Molekul

Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul. Molekul-molekul sederhana dapat diramalkan bentuknya berdasarkan pemahaman tentang struktur elektron dalam molekul. Cara meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori tolak menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusatnya, yang disebut teori domain elektron.

1. Teori Domain Elektron

Teori domain elektron adalah suatu cara meramalkan bentuk molekul bentuk molekul berdasarkan tolak menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat. Teori ini merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR (valence shell electron pair repulsion). Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan elektron. Jumlah domain elektron ditentukan sebagai berikut :

Setiap elektron ikatan (apakah ikatan tunggal, rangkap, atau rangkap tiga) berarti 1 domain. Setiap pasangan elektron bebas berarti 1 domain.

Prinsip-prinsip dasar teori domain elektron adalah sebagai berikut :

Antar domain elektron pada kulit luar atom pusat saling tolak menolak sehingga domain elektron akan mengatur diri (mengambil formasi) sedemikian rupa sehingga tolak menolak di antaranya menjadi minimum.

Urutan kekuatan tolak menolak di antara domain elektron adalah sebagai berikut: Tolakan antardomain elektron bebas > tolakan antardomain elektron bebas dengan domain elektron ikatan > tolakan antardomain elektron ikatan. Perbedaan daya tolak ini terjadi karena pasangan elektron bebas hanya terikat pada satu atom saja, sehingga bergerak lebih leluasa dan menempati ruang lebih besar daripada pasangan elektron ikatan. Akibat dari perbedaan daya tolak tersebut adalah mengecilnya sudut ikatan karena desakan dari pasangan elektron bebas.

Bentuk molekul hanya ditentukan oleh pasangan elektron terikat.

Tabel : Susunan ruang domain elektron yang menghasilkan tolakan minimum

Jumlahdomain elektron

Susunan ruang(geometri)

Besar sudut

ikatan

2 Linear 180° 3 Segitiga sama sisi 120° 4 Tetrahedron 109,5° 5 Bipiramida trigonal Ekuatorial=120°

Aksial=90° 6 Oktahedron 90°

2. Merumuskan Tipe Molekul

Jumlah domain (pasangan elektron) dalam suatu molekul, dapat dinyatakan sebagai berikut :

1. Atom pusat dinyatakan dengan lambing A,2. Domain elektron ikatan dinyatakan dengan X, dan3. Domain elektron bebas dinyatakan dengan E

Tabel : Berbagai kemungkinan bentuk molekul yang atom pusatnya mempunyai 4, 5, atau 6 pasangan elektron

Jumlah PEI Jumlah PEB

Rumus Bentuk molekul Contoh

4 0 AX4 Tetrahedron CH43 1 AX3E Piramida trigonal NH32 2 AX2E2 Planar bentuk V H2O5 0 AX5 Bipiramida trigonal PCl54 1 AX4E Bidang empat SF43 2 AX3E2 Planar bentuk T IF32 3 AX2E3 Linear XeF26 0 AX6 Oktahedron SF65 1 AX5E Piramida sisiempat IF54 2 AX4E2 Segiempat planar XeF4

Tipe molekul dapat ditentukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Tentukan jumlah elektron valensi atom pusat (EV)2. Tentukan jumlah domain elektron ikatan (X)3. Tentukan jumlah domain elektron bebas (E)

Cara penetapan tipe molekul tersebut hanya berlaku untuk senyawa biner berikatan tunggal. Untuk senyawa biner yang berikatan rangkap atau ikatan kovalen koordinat (misalnya dengan oksigen), maka jumlah elektron yang digunakan untuk membentuk pasangan terikat menjadi 2 kali jumlah ikatan.Selanjutnya, langkah-langkah untuk meramalkan geometri adalah sebagai berikut :

Menentukan tipe molekul Menggambar susunan ruang domain-domain elektron di sekitar atom pusat yang memberi tolakan

minimum. Menetapkan pasangan terikat dengan menuliskan lambing atom yang bersangkutan. Menentukan geometri molekul setelah mempertimbangkan pasangan elektron bebas.

3. Molekul polar dan nonpolar

Suatu molekul akan bersifat polar jika memenuhi 2 syarat nerikut :

Ikatan dalam molekul bersifat polar. Secara umum, ikatan antaratom yang berbeda dapat dianggap polar. Bentuk molekul tidak simetris, sehingga pusat muatan positif tidak berimpit dengan pusat muatan negatif.

B. Hibridisasi

Bentuk molekul dapat diramalkan dengan teori domain elektron. Namun demikian, teori tersebut tidak menjelaskan bagaimana suatu molekul dapat berbentuk seperti itu. Hibridisasi adalah peleburan orbital-orbital dari tingkat energy yang berbeda menjadi orbital-orbital yang setingkat.

Jumlah orbital hibrida (hasil hibridisasi) sama dengan jumlah orbital yang terlibat pada hibridisasi itu.Tabel : Berbagai macam tipe hibridisasi

Orbital asal Orbital hibrida Bentuk orbital hibrida Besar sudut ikatan

s, p Sp Linear 180° s, p, p sp2 Segitiga sama sisi 120° s, p, p, p sp3 Tetrahedron 109,5° s, p, p, p, d sp3d Bipiramida trigonal Ekuatorial=120°

Aksial=90° s, p, p, p, d, d sp3d2 oktahedron 90°