Upload
juan-dirga-saputra
View
1.571
Download
104
Embed Size (px)
Citation preview
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
1/30
BENTUK MOLEKUL
I. Tujuan
Menggambarkan bentuk molekul dalam tiga dimensi.
Memberikan gambaran tentang stereo kimia.
II. Dasar Teori
Molekul merupakan kumpulan yang terdiri dari sedikitnya dua atom dalam susunan
tertentu yang terikat bersama oleh gaya-gaya kimia. Suatu molekul dapat mengandung atom-
atom dari unsur yang sama atau atom-atom dari dua atau lebih unsure yang bergabung dalam
perbandingan tertentu, sesuai dengan hukum perbandingan tetap. Jadi, suatu molekul tidak
harus berupa senyawa yang berdasarkan definisi terbentuk dari dua atom atau lebih.
Contohnya gas hydrogen (H2 adalah suatu unsure murni, tetapi terdiri dari molekul-molekul
yang masing-masing terbentuk dari dua atom H. Sebaliknya, air (H2! adalah senyawa
molekul yang mengandung dua atom H dan satu atom !.
Molekul hidrogen dilambangkan dengan H2, disebut molekul diatomi" karena tersusun
atas dua atom. Suatu molekul diatomi" #uga dapat tersusun oleh dua atom dari unsure yang
berbeda. Contohnya hydrogen klorida (HCl. Sebagian besar molekul mengandung lebih dari
dua atom. $tom-atom itu dapat berasal dari unsure yang sama seperti o%on (!&, atau dapat
pula gabungan dari dua unsure atau lebih seperti H2!. Molekul yang terdiri lebih dari dua
unsure disebut molekul poliatomik.
'arena terlalu ke"il untuk diamati langsung, maka digunakanlah model molekul untuk
memisualisasikan molekul. $da dua #enis standar molekul yang sering digunakan, yaitu
model bola-tongkat dan model ruang-terisi.
$gar dapat mengetahui bentuk geometri dari suatu molekul, kita harus mengetahui
struktur )ewis dari molekul tersebut terlebih dahulu. Struktur )ewis dituliskan dengan
terlebih dahulu menentukan kerangka atau struktur molekul yang "ukup rasional yaitu dengan
membedakan atom pusat dan atom terminal. $tom pusat merupakan atom yang terikat pada
1
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
2/30
dua atau lebih atom lain sedangkan atom terminal hanya terikat pada satu atom lain. Molekul
air mempunyai atom pusat oksigen dan atom hidrogen bertindak sebagai atom terminal
setelah mengetahui atom pusat dan atom terminal maka selan#utnya adalah memberikan
elektron-elektron alensi sampai diperoleh rumus )ewis yang #uga "ukup rasional.
Struktur )ewis dapat dituliskan dengan metoda "oba-"oba dengan mempertimbangkan
beberapa hal berikut*
a. Seluruh elektron alensi harus dituliskan dalam struktur )ewis.
b. Se"ara umum seluruh elektron dalam struktur )ewis berpasangan.
". Se"ara umum semua atom men"apai konfigurasi oktet (ke"uali duplet untuk
hidrogen. +eberapa atom mengalami penyimpangan aturan oktet.
d. katan rangkap atau rangkap tiga #uga dapat terbentuk, umumnya untuk unsur-unsur
karbon, nitrogen, oksigen, fosfor dan sulfur.
Selain dengan menggunakan struktur lewis, kita #uga dapat menentukan bentuk molekul
dengan menggunakan teori S/0. S/0 teori (alen"e-Shell le"tron-/air 0epulsion
atau dapat #uga dikatakan 1/' (1olak /asangan lektron 'ulit alensi. S/0 ini
merupakan model pendekatan yang men#elaskan susunan geometri dari pasangan elektron di
sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan ele"tron bebas (/+. 1eori
S/0 utamanya melibatkan prediksi susunan pasangan elektron di sekitar satu atau lebih
atom pusat pada suatu molekul. Jumlah pasangan elektron pada kelopak alensi atom pusat
ditentukan dengan menggambarkan struktur )ewis molekul tersebut. 'etika terdapat dua atau
lebih struktur resonansi yang dapat mewakili suatu molekul, model S/0 dapat diterapkan
pada semua struktur resonansi tersebut. /ada teori S/0, pasangan elektron berganda padaikatan berganda diperlakukan sebagai satu pasang elektron.
/asangan elektron diasumsikan berada pada permukaan bola yang berpusat pada atom
pusat. !leh karena pasangan elektron tersebut bermuatan negatif, kesemuaan pasangan
elektron akan menduduki posisi yang meminimalisasi gaya tolak menolak antar sesamanya
dengan memaksimalkan #arak antar pasangan elektron. Jumlah pasangan elektron oleh
karenanya akan menentukan keseluruhan geometri molekul.
2
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
3/30
Sebagai "ontoh, ketika terdapat dua pasang elektron di sekitar atom pusat, gaya tolak-
menolak di antara keduanya akan men#adi minimal ketika keduanya berada pada posisi saling
berseberangan. !leh karena itu, atom pusat diprediksikan mengadopsi geometri linear. Jika
terdapat tiga pasang elektron, maka gaya tolak-menolak diminimalkan dengan mengadopsi
bentuk trigonal. 3engan "ara yang sama, untuk empat pasang elektron, susunan geometri
yang optimal adalah tetrahedral. 'ulit alensi adalah kulit terluar yang ditempati ele"tron
dalam suatu atom yang biasanya terlibat dalam ikatan. 3ua aturan umum dalam teori S/0,
yaitu *
a. 3alam kaitannya dengan tolak-menolak pasangan elektron, ikatan rangkap dua dan tiga
dapat diperlakukan seperti ikatan tunggal. 1etapi pada kenyataannya ikatan rangkap dua
atau tiga lebih besar dibandingkan ikatan tunggal, karena kerapatan yang lebih tinggi dari
ikatan rangkap dua atau rangkap tiga di antara dua atom akan membutuhkan ruang yang
lebih besar.
b. Jika suatu model memiliki dua atom atau lebih struktur resonansi, kita dapat menerapkan
model S/0 pada setiap struktur tersebut. Muatan formal biasanya tidak ditun#ukkan.
3
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
4/30
3engan teori ini, kita dapat meramalkan bentuk molekul (termasuk ion se"ara
sistematis. 4ntuk tu#uan ini, molekul-molekul dibagi ke dalam dua golongan yaitu *
a. Model yang atom pusatnya tidak memiliki pasangan ele"tron bebas (/+. 4ntuk lebih
#elasnya, perhatikan tabel berikut
Jumlah
pasangan
elektron
Geometri atau Bentuk Molekul umus !ontoh
4
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
5/30
" Linier
/asangan ikatan saling tolak-menolak 5
sama lain, maka pasangan tersebut terletak
pada u#ung berlawanan dalam 5 garis
lurus.
#$" Be!l"
% &egitiga 'lanar
Merupakan susunan yang paling stabil
dengan sudut segitiga sama sisi, dimana
keempat atom terletak pada bidang yang
sama.
#$% B!l%(
B)%
* Tetrahe+ral
Memiliki empat sisi atau muka yang
semuanya berupa segitiga sama sisi.
#$* !,*
- &egitiga Bipirami+a #$- '!l-
5
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
6/30
$tom-atom yang terletak di atas dan di
bawah bidang segitiga menempati posisi
aksial dan pada bidang segitiga menempati
posisi ekuatorial.
Oktahe+ral
Semua atom terminal memiliki sudut 677
dengan yang lainnya.
#$ &)
b. Model yang atom pusatnya memiliki satu atau lebih pasangan ele"tron bebas (/+.
4ntuk memudahkan melihat #umlah total / dan /+, maka diberikan rumusan umum
sebagai berikut *
3imana * M 8 atom pusat
9 8 atom terminal
8 /+ pada M
6
M9:
y
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
7/30
: 8 #umlah atom terminal (2, &, ;
y 8 #umlah /+ pada atom pusat (5, 2, &, ;
Total
pasangan
elektron
Jumlah
'EI
Jumlah
'EB
Bentuk Molekul Notasi
/&E'
!ontoh
% " 0 Bengkokan #$"E &O"
* % 0 &egitiga 'irami+a #$%E N,%
* " " Bengkokan #$"E" ,"O
- * 0 Tetrahe+ral Tak Beraturan #$*E &)*(
7
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
8/30
$eO")"
- % " Bentuk T #$%E" !l)%
- " % Linier #$"E% $e)"
- 0 &egiempat 'irami+a M$-E Br)-
* " &egiempat 'lanar M$*E" $e)*
8
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
9/30
III. #lat +an Bahan
5. Model pusat atom (plastik.
2. /ipa-pipa plastik.
I/. !ara Kerja
5. 3isusun model molekul berikut *
a HCl
Suatu pusat atom diambil untuk inti hidrogen dan pusat untuk inti klor, dihubungkan
dengan pipa plastik untuk menun#ukkan ikatan.
b +eCl2
+entuk molekulnya linier dalam wu#ud gas. 3igunakan pusat atom yang "abangnya linier
sebagai +e. 3ua buah pipa plastik dimasukkan pada "abang ini sebagai ikatan kemudian
dihubungkan dengan inti Cl.
" +
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
10/30
d CH>, ?H&, dan H2!
/ada penyusunan molekul-molekul di atas digunakan model yang bentuk dasarnya
tetrahedral.CH> bentuknya tetrahedral digunakan pusat atom yang "abangnya tetrahedral.
/ada ?H&terdapat & ikatan antara ? dengan H dan 5 /+. +agian ?H &mempunyai bentuk
piramid, dan /+ akan menempati bagian yang keempat dari posisi tetrahedral.
e @/tCl>A2-
on yang bentuknya segiempat datar semua ikatannya sama dan ion klor diletakkan pada
sudut segiempatnya, dan /t pada pusat.
f /
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
11/30
dibandingkan bentuk kapal dan pada suhu kamar komposisinya dalam "ampuran melebihi
66D.
>. +en%ena (CH
Mempunyai bentuk heksagonal datar. /an#ang ikatan C-C semuanya sama dengan sudut C-
C-C adalah 5277. 3alam penyusunan ben%ena digunakan pusat atom yang trigonal. )ingkaran
yang di dalamnya menun#ukkan delokalisasi enam elektron dalam orbital p yang saling
berintikan.
B. somer optik
somer optik mempunyai struktur dimana bayangan "erminnya saling menutupi salah satu
sama lain. Hubungan yang sama seperti tangan kanan dan tangan kiri. 3isebut isomer optik
karena dia bersifat optik aktif sehingga dia memiliki kemampuan untuk memutar bidang
polarisasi dari sinar yang terpolarisasi. 4ntuk pusat karbon yang tetrahedral, molekulnya
bersifat optik aktif bila tidak mempunyai pusat simetri atau bidang simetri. $tom ini disebut
asimetri atau "hiral dalam hal ini karbon mengikat > gugus yang berbeda. 4ntuk mendapatkan
gambar ini disusun bentuk molekul CH2Cl, CH2Cl+r, dan CH
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
12/30
1. Be!l"* molekulnya berbentuk linier, dimana +e merupakan atom pusat dan Cl merupakan
atom terminal yang tersusun berikatan dalam satu garis lurus dengan sudut ikat yang
berbentuk 5E77.
2. B)% * molekulnya berbentuk segitiga planar, dimana + merupakan atom pusat dan elektron yang bersama-sama F 2 pasang.
Hal ini membentuk 2 ikatan dan karena itu tidak terdapat pasangan elektron mandiri.
3ua pasangan ikatan tertata dengan sendirinya pada sudut 5E7 osatu sama lain, karena hal ini
sebagai yang paling #auh yang dapat mereka "apai. Molekul digambarkan dengan linear.
28 B)%
'onfigurasi ele"tron + * 5s2 2s22p5 G
& atom < *
Hibridisasi * s p2, +entuk molekul * segitiga planar
17
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
18/30
'arena boron membentuk & ikatan maka tidak terdapat pasangan elektron mandiri.
Semuanya terletak dalam suatu bidang yang memiliki sudut 527I satu sama lain. Susunan
seperti ini disebut trigonal planar.
+8 !,*( N,%( +an ,"O
!,*
,
, ! ,
,
'onfigurasi ele"tron C * 5s22s22p2 G
> atom H *
Hibridisasi * s p&
+entuk molekul * tetrahe+ral
'arbon memiliki > elektron terluar. 'arbon membentuk > ikatan dengan hidrogen,
penambahan > elektron yang lain seluruhnya E, dalam > pasang. 'arena membentuk > ikatan,
18
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
19/30
semuanya harus men#adi pasangan ikatan. mpat pasangan elektron tertata dengan sendirinya
pada #arak yang disebut susunan tetrahedral. Semua sudut ikatan adalah 576.BI.
N,%
, N ,
,
'onfigurasi ele"tron ? * 5s22s22p& G
& atom H *
Hibridisasi * s p& , bentuk molekul * segitiga pirami+a
?itrogen memiliki B elektron terluar. 1iap-tiap atom hidrogen yang tiga menambahkan
elektron yang lain ke elektron nitrogen pada tingkat terluar, men#adikannya total E elektron
dalam > pasang. 'arena nitrogen hanya membentuk tiga ikatan, satu pasang harus men#adi
pasangan elektron mandiri. /asangan elektron tertata dengan sendirinya pada bentuk
tetrahedral seperti metana. /asangan elektron mandiri terletak pada orbital yang lebih pendek
dan lebih bulat dibandingkan orbital yang ditempati pasangan elektron ikatan. 'arena hal ini,
ter#adi tolakan yang lebih besar antara pasangan elektron mandiri dengan pasangan elektron
ikatan dibandingkan antara dua pasangan elektron ikatan.
aya pasangan elektron ikatan tersebut sedikt rapuh , ter#adi reduksi sudut ikatan dari
576.Bo men#adi 57Ko. Meskipun pasangan elektron tersusun tetrahedral, ketika
menggambarkan bentuknya, hanya memperhatikan atom-atomnya. $monia adalahpiramidal
seperti piramida dengan tiga hidrogen pada bagian dasar dan nitrogen pada bagian pun"ak.
19
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
20/30
,"O
, O ,
'onfigurasi atom ! * 5s2 2s2 2p> G
2 atom H *
Hibridisasi * s p &, bentuk molekul *1engkok: 1entuk /
!ksigen memiliki empat pasang elektron, dua diantaranya adalah pasangan mandiri. $ir
#uga akan mengambil susunan tetrahedral. Saat ini sudut ikatan lebih sempit dari 57>I, karena
tolakan dua pasangan mandiri. +entuknya tidak dapat digambarkan dengan tetrahedral, karena
kita hanya melihat atom oksigen dan hidrogen , bukan pasangan mandiri. $ir digambarkan
dengan bengkokataubentuk V.
e8 4't!l*5"6
Cl Cl
't
!l !l
/ada molekul @/tCl>A2- atom pusat /t memiliki bentuk keseluruhannya adalah
o"tahedral, namun dalam molekul inti terdapat 2 pasangan ele"tron bebas dan > pasang
ele"tron ikatan, sehingga bentuk geometrinya segiempat datar dimana semua ikatannya sama
dan ion klor terletak di sudut-sudut segiempat dan /t pada pusatnya.
20
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
21/30
38 ')-
)
) ' )
) )
'onfigurasi ele"tron / * 5s22s22p&s2&p& G
B atom < *
Hibridisasi * s p&d , bentuk molekul * Trigonal 1ipiami+
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
22/30
". 'ertan;aan +an Ja
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
23/30
Cl sama-sama menarik pasangan elektron, namun atom Cl menarik pasangan elektron lebih
kuat dibandingkan dengan atom H. Hal ini disebabkan karena keelektronegatifanCl lebih
besar dari keelektronegatifan atom H. Hal ini kemudian akan mengakibatkan ter#adinya kutub
negatif pada Cl dan kutub positif pada H, atau membentuk dipol ikatan.
2. Susunan elektron )ewis dari senyawa +
struktur )ewis *
+
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
24/30
atom sehingga membentuk sudut yang sama yaitu 576,B 7dengan bentuk molekul
tetrahedral.
?H& * ikatan yang ter#adipada ?H&adalah ikatan koalen polar
karena pada ?H& terdapat satu /+. /+ tersebut menyebabkan ter#adinya
perubahan sudut ikatan dan perubahan bentuk molekul. /+ pada atom pusat ?
menekan atom H ke bawah. Hal ini disebabkan oleh gaya tolakan yang dialami oleh
/+ dengan atom H, dimana gaya tolakan antara /+ dengan atom H lebih besar
daripada gaya tolak antara atom H dengan atom H. Sehingga terbentuk molekul
segitiga piramida dengan sudut ikatan 57K7.
H2! * ikatan yang ter#adi adalah ikatan koalen polar karena
terdapat dua /+. /+ tersebut menyebabkan perubahan sudut ikatan dan
perubahan bentuk molekul. /+ pada atom pusat ? menekan atom H, karena gaya
tolak-menolak antara /+ dengan /+ sangat kuat. Sedangkan gaya tolak antara
/+ dengan atom H lebih lemah, dan gaya tolak antara atom H dengan atom H
paling lemah, sehingga #arak antar atom H paling dekat. +entuk molekul H2!
adalah bengkokan atau bentuk dengan sudut ikatan 57>7
.
Jadi, sudut ikatan yang paling besar adalah sudut ikatan pada CH>dan sudut ikatan yang
paling ke"il adalah sudut ikatan pada H 2!. 3apat #uga ditulis sudut ikatan CH>P sudut ikatan
?H&P sudut ikatan H2! 576,B7P 57K7P 57>7.
>. +ilangan oksidasi /t dalam @/tCl>A2-adalah *
+iloks /t O > +iloks Cl 8 -2
+iloks /t O > (-5 8 -2
+iloks /t 8 -2 O >
+iloks /t 8 O2
katan antara /t dan Cl adalah ikatan koalen koordinasi karena adanya pemakaian
bersama pasangan elektron dari Cl.
24
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
25/30
B. /ada senyawa /7
+erdasarkan struktur )ewis tersebut dapat dilihat bahwa senyawa /
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
26/30
Senyawa CH2Cl2memiliki 2 buah bidang simetri (H-H dan Cl-Cl namun bukanlah
senyawa optik aktif sebab bayangan dan molekul saling menutupi. Serta atom C mengikat
atom terminal yang sama.
Senyawa yang bersifat optik aktif adalah CH
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
27/30
3imisalkan model molekul sikloheksana diletakkan pada sebuah kertas yang disebut
bidang, dan ditarik garis lurus keatas yang disebut dengan sumbu. +ila diperhatikan, terdapat
dua #enis posisi yang dimiliki oleh hidrogen, yakni hidrogen yang se#a#ar bidang dan hidrogen
yang se#a#ar sumbu. Jenis hidrogen yang terletak padaQ se#a#ar bidang dikatakan sebagai
hidrogen ekuatorial. Sedangkan hidrogen yang terletak se#a#ar sumbu dikatakan sebagai
hidrogen aksial.
1ingkat kestabilan antara sikloheksana dengan konformasi kursi dan biduk dapat
di#elaskan melalui proyeksi ?ewman berikut *
/ada konformasi kursi atom-atom hidrogen terdapat dalam konformasi stagger (goyang
sedangkan pada konformasi biduk atom-atom hidrogen terdapat dalam konformasi eklips.
/ada konformasi eklips akan ter#adi tolakan-tolakan antara elektron ikatan dengan atom-atom
hidrogen. Sehingga energi yang diperlukan untuk membentuk konformasi eklips akan lebih
27
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
28/30
tinggi bila dibandingkan untuk membentuk konformasi stagger (goyang. 'estabilan suatu
konformasi dapat dilihat dari besar energi yang diperlukan dalam pembentukkannya. 'arena
untuk membentuk konformasi biduk diperlukan energi yang lebih tinggi, maka konformasi
biduk dikatakan sebagai konformasi yang tidak stabil.
/II. Kesimpulan
5. 4ntuk meramalkan geometri suatu molekul se"ara sistematik, kita
dapat menggunakan teori S/0 yang dibagi men#adi dua kategori yaitu *
a molekul yang mempunyai atom pusat tanpa pasangan elektron bebas (/+
b molekul yang atom pusatnya mempunyai /+.
2. +erdasarkan teori S/0 , yakni men#elaskan susunan geometri
berdasakan tolakan pasangan ele"tron kulit terluar
Tolakan paling besar
pasangan mandiri pasangan mandiri
pasangan mandiri pasangan ikatan
Tolakan paling kecil pasangan ikatan pasangan ikatan
&. +entuk molekul yang mempunyai atom pusat tanpa /+ ada B
bentuk, yaitu *
a +entuk linier dengan rumus $+2
b +entuk segitiga planar dengan rumus $+&
" +entuk tetrahedral dengan rumus $+>
d +entuk segitiga bipiramida dengan rumus $+B
e +entuk oktahedral dengan rumus $+
>. +erubahnya sudut ikatan dan bentuk molekul disebabkan oleh adanya /+ yang
menyebabkan gaya tolak-menolak antar elektronnya berbeda.
28
5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
29/30
B. +esarnya gaya tolak antara pasngan elektron *
tolakan antara /+ S /+ P tolakan antara /+ s / P tolakan antara / s /
. /ada susunan molekul sikloheksana terdapat dua posisi, yaitu *
a. /osisi aksial * posisi atom-atom yang terletak di atas dan di bawah bidang
segitiga.
b. /osisi ekuatorial * posisi atom-atom yang terletak pada bidang segitiga.
K. Senyawa optik aktif adalah senyawa yang memiliki atom karbon kiral atau karbon
asimetri. 4ntuk mendapatkan karbon kiral, atom karbon harus berikatan dengan > atom
terminal yang berbeda. Selain itu apabila bayangan model senyawa optik aktif ini
dihimpitkan dengan model molekulnya akan diperoleh bahwa antara model dan
bayangannya tidak akan berhimpit.
Da3tar 'ustaka
Chang, 0aymond. 277>.Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta * rlangga.
http*QQid.wikipedia.orgQwikiQHibridisasiorbital .html (3iakses pada tanggal 25 ?oember 275&
29
http://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasiorbital.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasiorbital.html5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)
30/30
http*QQid.wikipedia.orgQwikiQ1eoriS/0 .html (3iakses pada tanggal 22 ?oember 275&
http*QQsu"i"harismapendar.wordpress."omQkimia-:iQbentuk-molekul-dan-gaya-antar-molekulQ
(3iakses pada tanggal 22 ?oember 275&
Staf 'imia 3asar. 2752.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. +ukit Jimbaran * Jurusan 'imia,