IKATAN KIMIA

Bentuk Geometri Molekul

Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul. Molekul diatomic sudah barang tentu linear. Molekul triatomik dapat liner atau bengkok. Intinya, makin banyak atom penyusun molekul,makin kompleks bentuknya.Perhatikan bentuk molekul dibawah ini.

Tabel 1. Susunan ruang pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat

http://rumahkimia.files.wordpress.com/2009/01/tabel-2.jpg

Bentuk Molekul

1. Teori Domain Elektron●Bentuk molekul tergantung pada susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) atom pusat dalam molekul. Dapat dijelaskan dengan teori tolakan pasangan elektron kulit valensi atau teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repultion)● Molekul kovalen terdapat pasangan-pasangan elektron baik PEI maupun PEB. Karena pasangan-pasangan elektron mempunyai muatan sejenis, maka akan terjadi tolak- menolak antarpasangan elektron. Tolakan (PEB - PEB) > tolakan (PEB - PEI) > tolakan (PEI - PEI)● Adanya gaya tolak-menolak menyebabkan atom-atom yang berikatan membentuk struktur ruang yang tertentu dari suatu molekul dengan demikian bentuk molekul dipengaruhi oleh banyaknya PEI maupun PEB yang dimiliki pada atom 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 E

Tabel tipe molekulJumlah Pasangan Elektron Ikatan (X)

Jumlah Pasangan Elektron Bebas (E)

Rumus (AXnEm) Bentuk Molekul Contoh

2 0 AX2 Linear CO2

3 0 AX3 Trigonal planar BCl3

2 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 PCl5

4 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 dapat diramalkan bentuk geometri suatu molekul. Contoh XeF2 dan XeF4. Pertama harus mementukan struktur lewis moleku, Xe memiliki elektron valensi 8 sedangkan F elektron valensinya adalah 7.(lihat gambar dibawah)

Struktur Lewis XeF2 seperti gambar di bawah ini, dua elektron Xe masing-masing dipakai 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 XeF4 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

Mencari notasi tipe molekul.Seluruh domain (kedudukan electron) dinyatakan dengan rumus AXmEn.

E pada senyawa biner berikatan tunggal : E = (Ev−X )

2

E pada senyawa biner berikatan rangkap dua : E = (Ev−2 X )

2

SOALTentukan tipe molekul dan geometri molekul.BF3, NCl3, SO3, XeO4, POCl3, XeO3, XeOF4, SOCl2

Selain menggunakan teori VSEPR, bentuk molekul juga dapat diramalkan melalui pembentukan orbital hibrida, yaitu orbital-orbital suatu atom yang diperoleh saat dua atau lebih orbital atom bersangkutan yang memiliki tingkat energi yang berbeda, bergabung membentuk orbital-orbital baru dengan tingkat energi sama (terjadi pada proses pembentukan ikatan kovalen). Hibridisasi adalah proses penggabungan orbital-orbital atom (biasanya pada atom pusat) untuk mendapatkan orbital hibrida.

Hubungan antara jumlah dan jenis orbital atom pusat yang digunakan pada proses hibridisasi terhadap geometri molekul senyawa bersangkutan dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Pure Atomic Orbitals of the Central

Atom

Hybridization of the Central

Atom

Shape of Hybrid Orbitals

(Geometry Arrangement)

Examples

s,p Sp Linear BeCl2

s, p, p sp2 Trigonal Planar BF3

s, p, p, p sp3 Tetrahedral CH4

s, p, p, p, d sp3d Trigonal Bipyramidal

PCl5

s, p, p, p, d, d sp3d2 Octahedral SF6

Dengan mengetahui jenis dan jumlah orbital atom pusat yang terlibat dalam proses pembentukan ikatan, kita hanya dapat menentukan bentuk geometri (domain elektron) molekul bersangkutan. Sementara untuk menentukan bentuk molekul, kita dapat menggunakan teori VSEPR. Dengan demikian, teori hibridisasi merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari teori VSEPR. Melalui kombinasi kedua teori tersebut, kita dapat mempelajari jenis dan jumlah orbital yang terlibat dalam pembentukan ikatan sekaligus meramalkan bentuk molekulnya.

ikatan antar molekul

Bagaimana suatu benda berbentuk?

jawabnya,yaitu adanya ikatan antar molekul.

Bila molekul saling berikatan dengan molekul lain akan membentuk benda, dan karena jumlah molekul yang sangat banyak maka benda yang dapat terbentuk bisa jauh lebih banyak lagi karena benda bukan hanya gabungan dari molekul-molekul yang sama saja tapi justru lebih banyak dari molekul yang berbeda dan dapat terbentuk dari beberapa bahkan jutaan molekul sekaligus, rasanya tidak mungkin dapat dihitung dengan ilmu matematika, itulah salah satu keagungan Illahi.

Mekanisme ikatan antar molekul pada intinya hampir mirip dengan ikatan antar atom yaitu karena adanya tarik menarik dua sisi molekul yang berbeda muatan (+ dan –).

Jenis ikatan antar molekul :

1. Ikatan hidrogen yaitu ikatan yang terbentuk antara hidrogen yang terikat pada atom yang bersifat elektronegatif ( F, O, dan N saja) contohnya pada air : H-O-H, H terikat di O, H bersifat cenderung positif alasannya elektron lebih tertarik ke O, sehingga ketika kemudian H tersebut ketemu dengan unsur elektronegatif yang lain contoh O dari air yang lain, akan terjadi tarik menarik muatan positif H dengan muatan negatif O. Demikian juga terjadi pada senyawa NH3 dan HF.

2. Ikatan (gaya) dipol-dipol, Dipol merupakan kependekan dari dwi polar yang diartikan dua polaritas (dua kutub… ya positif – negatif) jadi jelas ini akan terjadi pada molekul-molekul yang mengkutub  dengan muatan yang berlawanan. Pada sennyawa polar mempunyai dipole permanen. Contoh pada molekul HCl.

3. Ikatan (gaya) dipol-non dipol pada senyawa polar-non polar) Gaya antara molekul polar dengan molekul non polar akan menghasilkan dipol-dipol terimbas. Molekul polar akan mengimbas molekul non polar disekitarnya sehingga mengalami polarisasi, mengakibatkan dipole yang berlawanan muatan saling tarik menarik. Interaksi antara molekul dipole dan non dipole terjadi secara induksi. Contoh molekul oksigen (molekul non dipole) dapat larut dalam air (molekul dipole), hal ini disebabkan karena ujung molekul air menginduksi molekul oksigen membentuk dipole sesaat

4. Gaya dispersi/dispersi London (molekul non polar-non polar.Gaya dispersi adalah gaya tarik antar molekul karena adanya polarisasi sesaat. Polarisasi terjadi karena electron dalam molekul selalu bergerak dari daerah satu ke daerah lain . Polarisasi pada suatu molekul mengimbas molekul disekitarnya sehingga gaya tarik menarik.Contoh ikatan antar molekul non polar seperti N2, H2, O2,, Br2 dan I2 dapat terjadi karena electron pada molekul non polar tersebut dapat berpindah tempat sehingga dapat memiliki dipole sesaat, mengakibatkan terjadinya gaya van der waals berupa gaya tarik antar dipole sesaat yang disebut disperse London.

Ikatan HidrogenInteraksi dipol-dipol yang sangat kuat, yang terjadi bila atom hidrogen terikat pada salah satu dari ketiga unsur yang sangat elektronegatif, yaitu F, O, dan N. Ketiga unsur ini memiliki tarikan yang sangat kuat pada pasangan elektron yang berikatan sehingga atom yang terlibat pada ikatan mendapatkan muatan parsial yang sangat besar. Ikatan ini sangat polar, sehingga interaksi antarmolekul menjadi sangat kuat. Akibatnya, titik didih senyawa yang memiliki ikatan hidrogen relatif tinggi (walapun massa molarnya paling rendah) bila dibandingkan senyawa lain pada golongan yang sama.