BENTUK MOLEKUL A. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori VSEPR

Teori VSEPR adalah teori yang menggambarkan bentuk molekul berdasarkan kepadatolakan pasangan electron disekitar atom pusat.Teori talakan pasangan electron ini dikenal dengan istilah VSEPR (Valence Shell Electron Pair of Repulsion)Bentuk molekul didasarkan kepada jumlah electron yang saling tolak-menolak disekitar atom pusat yang akan menempati tempat sejauh munkin untuk meminimumkan tolak elektronKelompok pasangan elektron dapat berupa ikatan tunggal, ikatan rangkapdua, dan ikatan rangkap tiga. Perhatikan Gambar

Gambar Pasangan elektron di sekeliling atom pusatDi dalam klasifikasi VSEPR ada beberapa huruf yang melambangkan atompusat, atom yang mengelilingi atom pusat, dan pasangan elektron bebas, yaitu:A = atom pusatX = atom yang mengelilingi atom pusatE = pasangan elektron bebasBerbagai bentuk molekul berdasarkan teori tolakan pasangan elektrondijelaskan sebagai berikut.

1. Bentuk Molekul dengan Dua Pasangan Elektron diSekitar Atom PusatTabel Bentuk molekul dengan dua pasangan elektron di sekitar atom pusat

Dua pasangan elektron yang berada di sekitar atom pusat akan tolak-menolakmembentuk susunan elektron yang linier.

Catatan:Pasangan elektron bebas pada Cl dan O tidak mempengaruhi bentuk molekul,karena hanya pasangan elektron yang mengelilingi atom pusat saja yang terlibatdalam pembentukan molekul

2. Bentuk Molekul dengan Tiga Pasangan Elektron diSekitar Atom PusatTabel Contoh bentuk molekul dengan tiga pasangan elektron di sekitar atompusat

Molekul atau ion yang memiliki 3 pasang elektron di sekitar atom pusat baikpasangan yang membentuk ikatan tunggal atau rangkap membentuk segitiga planar

3. Bentuk Molekul dengan Empat Pasangan Elektron diSekitar Atom PusatTabel Contoh bentuk molekul dengan empat pasangan elektron di sekitaratom pusat

semua molekul atau ion yang memiliki empat pasangan elektron di sekitaratom pusatnya akan membentuk struktur ruang elektron tetrahedral.Catatan:Jika ada 4 kelompok elektron yang mengelilingi atom pusat, maka gaya tolak:PEB PEB > PEI PEB > PEI PEI.Bentuk Molekul dengan Lima Pasangan Elektron diSekitar Atom PusatSemua molekul atau ion yang atom pusatnya dikelilingi lima atau enampasangan elektron biasanya atom pusat tersebut berasal dari unsur periode ke-3atau lebih dari 3.

4.Bentuk-bentuk molekul dengan 5 pasangan elektron yang terdiri dari PEBdan PEI yang berbeda dapat dilihat pada Tabel

Jika lima pasangan elektron mengelilingi atom pusat maka akan membentukstruktur ruang elektron bipiramidal trigonal.

5. Bentuk Molekul dengan Enam Pasangan Elektron diSekitar Atom PusatEnam pasangan elektron yang mengelilingi atom pusat akan membentukstruktur ruang elektron oktahedral.Bentuk-bentuk molekul yang terjadi dari 6 pasangan elektron yang terdiri dariPEI dan PEB yang berbeda dapat dilihat pada Tabel

Bentuk molekul dapat diramalkan dengan teori jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat dan VSEPR. Langkah-langkahnya:1. Menentukan struktur Lewis dari rumus molekul.2. Menentukan jumlah pasangan elektron di sekeliling atom pusat, pasanganelektron ikatan, dan pasangan elektron bebas.3. Memprediksi sudut-sudut ikatan yang mungkin berdasarkan jumlah kelompokelektron dan arah-arah yang mungkin akibat tolakan pasangan elektron bebas.4. Menggambarkan dan memberi nama bentuk molekul berdasarkan jumlah PEIdan PEB.Langkah-langkah tersebut diilustrasikan sebagai berikut

Contoh SoalRamalkan bentuk molekul PF3 dan COCl2Penyelesaian:a. Bentuk molekul PF3 Struktur Lewis PF3 Jumlah pasangan elektron di sekeliling P = 4 pasang, 3 PEI dan 1 PEB, klasifikasi VSERP: AX3E Bentuk molekul PF3 adalah piramidal trigonal dengan sudut FPF < 109,5

b. Bentuk molekul COCl2 Struktur Lewis COCl

Bentuk ideal COCl2 adalah segitiga planar dengan sudut 120 tetapi karena ada ikatan rangkap yang tolakannya lebih besar terhadap ikatan tunggal maka sudut Cl C O > 120 dan Cl C Cl < 120. Bentuk molekul COCl2 adalahsegitiga dengan sudutsudut sebagai berikut:

B. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori HibridisasiTeori jumlah pasangan elektron di sekitar atom pusat dapat menjelaskanberbagai bentuk-bentuk molekul sesuai dengan eksperimen. Ada lagi teori yangdapat menjelaskan bentuk molekul yaitu berdasarkan bentuk orbital kulit terluarnyaPada pembentukan molekul ini terjadi penggabungan beberapa orbital suatu atommembentuk orbital baru yang tingkat energinya sama atau orbital hibrid. Prosesini dikenal dengan istilah hibridisasi1. Bentuk Molekul BeF2Konfigurasi elekron atom 4Be: 1s2 2s2. Atom Be mempunyai dua elektron padaorbital 2s. Agar terdapat dua elektron yang tidak berpasangan untuk mengikatdua atom F maka satu elektron dari 2s pindah ke 2p atau tereksitasi. Orbital s danp tersebut mengalami hibridisasi membentuk orbital hibrid sp yang berbentuk linierKonfigurasi elektron terluar Be :Konfigurasi elektron Be terhibridisasi :Konfigurasi elektron Be pada BeF2 :Dua elektron tidak berpasangan padaorbital ini akan menerima elektron dariF membentuk ikatan kovalen sehinggaBeF2 berbentuk linier.

Gaya antar MolekulAtom-atom dapat bergabung akibat gaya tarik-menarik antar atom di dalam molekul atau senyawa. Gaya yang terjadi antaratom bermacam-macam sehingga terbentuk ikatan ion, ikatan kovalen, dan ikatan logam.Di antara molekul-molekul pun dapat mengalami gaya tarik-menarik walaupun sangat lemah. Gaya-gaya ini disebutgaya van der Waals yang terdiri dari gaya dipol-dipol dan gaya dispersi. Selain gaya van der Waals ada gaya lain yang disebut ikatan hidrogen. Gaya antar molekul dapat mempengaruhi sifat fisik molekul-molekul.

Gaya van der WaalsGaya van der Waals dapat terjadi pada molekul-molekul polar dan molekul-molekulnonpolar. Pada molekul-molekul polar disebut gaya dipol-dipol, sedangkanpada molekul nonpolar disebut gaya dispersi (London).

a. Gaya Dipol-DipolPada molekul hidrogen klorida, terjadi ikatan kovalen dengan struktur Lewissebagai berikut.

Atom klor lebih elektronegatif daripada hidrogen maka pasangan elektroncenderung tertarik oleh Cl. Molekul HCl jadi memiliki dipol.H+ Cl+Dua molekul yang masing-masing memiliki dipol akan selalu tarik-menarik dengan posisi bagian () berdekatan dengan bagian (+)Gaya dipol-dipol pada asam klorida HCl dapat digambarkan

Gaya dipol-dipol pada molekul CH3Cl dapat ditinjukan pada gambar berikut

b.Gaya Dispersi (Gaya London)Gaya London merupakan gaya dipole-dipol yang tidak permanent atau dipole sesaat yang terjadi pada molekul non polar. ditemukan oleh ahli fisika Jerman Friz London yang mampu menjelaskan dasar mekanika kuantum tentang gaya tarik menarik.Terjadinya gaya London dapat digambarkan oleh gambar berikut

A. Molekul Cl2 yang nonpolarB. Dipol sesaat terjadi antar Cl2 yang berdekatanC. Susunan molekul-molekul Cl2 yang terjadi karena gaya London

Gaya London pada molekul non polarGaya London sangat lemah, dan akan bertambah jika jumlah electron dalam molekul bertambah banyak.akibatnya titik didih makin tinggi.

1.Ikatan HidrogenIkatan hydrogen adalah ikatan antara atom hydrogen dengan unsur yang sangat elektronegatif yaitu unsur F, O, N . hal ini tercermin dari kenaikan titik didih yang mencolok pada senyawa tersebut misalnya pada NH3, H2O. seperti gambar berikut

a. Ikatan hydrogen pada molekul air

Grafik titik didik hidrida pada gol VI A

Ikatan hydrogen pada molekul air

b. Ikatan Hidrogen pada molekul HFIkatan ini terjadi karena atom F jauh lebih elektronegatif disbanding atom H.Perhatikan gambar berikut

Dari grafik-grafik tersebut yang menggambarkan titik didih hidrida golonganVA, VIA, dan VIIA terlihat bahwa NH3, H2O, dan HF mempunyai titik didih yanglebih tinggi dari hidrida yang segolongannya. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen di antara molekul-molekulnya.

Gaya Antar MolekulGaya antar molekuladalah gaya tarik-menarik antar molekul yang saling berdekatan. Gaya antar molekul berbeda denganikatan kimia. Ikatan kimia, seperti ikatan ionik, kovalen, dan logam, semuanya adalah ikatan antar atomdalam membentuk molekul. Sedangkan gaya antar molekul adalah gaya tarikantar molekul. Kita akan mempelajari tiga macam gaya antar molekul, yaitu: Gaya Van der Waals Ikatan Hidrogen Gaya LondonAgar dapat memahami gaya antar molekul dengan baik. kita harus memahami terlebih dahulu tentang apa yang dimaksud dengandipoldalam suatu molekul.DipolDipoladalah singkatan daridi polar, yang artinyadua kutub. Senyawa yang memiliki dipol adalah senyawa yang memilikikutub positif(+) di satu sisi, dankutub negatif(-) di sisi yang lain. Senyawa yang memiliki dipol biasa disebut sebagaisenyawa polar. Senyawa polar terbentuk melalui ikatan kovalen polar. Perlu diperhatikan bahwa dipol berbeda dengan ion. Kekuatan listrik yang dimiliki dipol lebih lemah dibanding kekuatan listrik ion. Kita pasti ingat, bahwa ion terdapat pada senyawa ionik, dimana molekul terbagi menjadi dua , yaituion positif/kation(+) danion negatif/anion(-).Untuk memahami perbedaan antaraiondandipol, mari kita perhatikan gambar berikut:

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa pada senyawa ion, molekul terbagi (bisa juga dikatakan terbelah) menjadi dua bagian. Jadi ion positif dan ion negatif sebenarnya terpisah. Mereka bersatu hanya karena adanya gaya tarik-menarik antar ion positif dan negatif (gaya coulomb).Pada senyawa polar, tidak terjadi pemisahan. Molekul merupakan satu kesatuan. Hanya saja pada satu sisi/tepi terdapat kutub positif (+) dan di sisi/tepi yang lain terdapatkutub negatif(-).Untuk senyawa non polar, sama sekali tidak ada muatan listrik yang terkandung.Untuk mempelajari bagaimana dipol terbentuk, silakan tengok kembali materiikatan kovalen polardi kelas X.Gaya Van der Waals(Gaya tarik antara dipol-dipol)Gaya Van der Waals merupakan gaya tarik antardipolpadamolekul polar. Molekul polar memiliki ujung-ujung yang muatannya berlawanan. Ketika dikumpulkan, maka molekul polar akan mengatur dirinya (membentuk formasi)sedemikian hinggaujung yang bermuatan positif akan berdekatan dengan ujung yang bermuata negatif dari molekul lain. tapi tentu saja formasinya tidak statis/tetap, kenapa? Karena sebenarnya molekul selalu bergerak dan bertumbukan/tabrakan.Catatan:Molekul/atom/zatakan diam tak bergerak jika energi kinetiknya =0(nol). Keadaan ini disebut keadaandiam mutlak, dicapai jika benda berada pada suhu 00K (-2730C)Untuk jelasnya, bisa dilihat pada gambar berikut:

Gaya Van der Waals diperlihatkan dengan garis merah (putus-putus). Kekuatan gaya tarik antara dipol ini biasanya lebih lemah dari kekuatan ikatan ionik atau kovalen (kekuatannya hanya 1% dari ikatan). Kekuatannya juga akan berkurang dengan cepat bila jarak antar dipol makin besar. jadi gaya Van der Waaals suatu molekul akan lebih kuat pada fase padat dibanding cair dan gas.Ikatan HidrogenIkatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen pada satu molekul dengan atom nitrogen (N), oksigen (O), atu fluor (F) pada molekul yang lain. Gaya tarik dipol yang kuat terjadi antara molekul-molekul tersebut. Gaya tarik antar molekul yang terjadi memiliki kekuatan 5 sampai 10% dari ikatan kovalen. Gambaran ikatan hidrogen dapat dilihat pada gambar berikut:

Ikatan hidrogen diperlihatkan pada garis merah (putus-putus). Meskipun tidak terlalu kuat, ikatan hidrogen tersebar diseluruh molekul. Inilah sebabnya air (H2O) memilikititik didihyang relatif lebih tinggi bila dibandingkan dengan senyawa lain dengan berat molekul (Mr) yang hampir sama. Sebut misalnya CO2(Mr=48) dalam suhu kamar sudah berwujudgas, sedangkan air (H2O) dengan berat molekul lebih kecil (Mr=18) pada suhu kamar (200C) masih berada pada fasecair.Gaya LondonGaya London merupakan gaya antardipol sesaatpada molekulnon polar. Seperti kita ketahui molekul non polar seharusnya tidak mempunyai kutub/polar (sesuai dengan namanya). Namun, karena adanya pergerakan elektron mengelilingi atom/molekul, maka ada saat-saat tertentu dimana elektron akan "berkumpul" (terkonsentrasi) di salah satu ujung/tepi molekul, sedang di tepi yang lain elektronnya "kosong". Hal ini membuat molekul tersebut "tiba-tiba" memiliki dipol, yang disebutdipol sesaat. Munculnya dipol ini akanmenginduksidipol tetangga disebelahnya. Ketika elektron bergerak lagi, dipol ini akan hilang kembali. Untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:

Ketikadipol sesatterjadi, akan timbul pula gaya london (garis biru putis-putus). Ketika dipol hilang, gaya london pun hilang. Kekuatan Gaya london bergantung pada berbagai faktor:1.Kerumitan molekulmakin rumit molekul (Mr makin besar), maka gaya london makin kuat.

2.Ukuran molekulmakin besar ukuran molekul, gaya london juga makin kuat. hal ini dikarenakan molekul besar lebih mudahterpolarisasi, sehingga dipol sesaat lebih mudah terjadi.

Ringkasan1. Gaya antar molekul adalah gaya tarik antar molekul-molekul yang berdekatan.2. Gaya antar molekul pada umumnya merupakan gaya tarik listrik statis (elektrostatik) antara muatan positif (+) dan negatif(-).3. KIta mengenal tiga jenis gaya antar molekul, yaitu:gaya van der waals,ikatan hidrogen, dangaya london.4. Ikatan hidrogenterjadi antara atomhidrogen(H) dengan atom:nitrogen(N),oksigen(O), atauFluor(F).5. Gaya van der waalsadalah gaya tarik elektrostatis pada senyawaionikataukovalen polar.6. Gaya londonadalah gaya tarik elektrostatis pada senyawakovalen non polar.