BENTUK MOLEKUL

1. BENTUK MOLEKUL STRUKTUR LEWIS DAN TEORI VSEPR Oleh : Aluwisius Sukrisno, S.Pd SMA Negeri 1 Wedi

2. Penggambaran Ion dan Molekul dengan Struktur Lewis • Dalam penggambaran molekul/ion dengan struktur Lewis kita harus mengetahui rumus senyawa dan posisi relatif masing-masing atom • Jumlah total elektron valensi dari seluruh atom didistribusikan keseluruh atom yang berikatan dan sisanya menjadi pasangan elektron sunyi (tak berikatan)

3. Struktur Lewis untuk Molekul Berikatan Tunggal • Tempatkan atom relatif terhadap atom lain, atom dengan nomor golongan lebih rendah berada ditengah, jika sama maka atom dengan periode lebih tinggi karena atom yang kurang eleltronegatif diposisikan pada pusat/tengah • Tentukan jumlah total elektron valensi yang ada • Buat garis ikatan tunggal dari atom pusat ke seluruh atom sekelilingnya • Distribusikan elektron tersisa sedemikian sehingga semua atom memiliki elektron valensi delapan (oktet)

4. Latihan • Tuliskan struktur Lewis untuk senyawa CCl2F2 (dikenal dengan nama CFC) • Tuliskan struktur Lewis untuk senyawa H2S, OF2 dan SOCl2

5. Struktur Lewis senyawa dengan atom pusat lebih dari satu • Secara umum caranya sama dengan satu atom pusat hanya saja perlu memperhatikan posisi dua atom pusat yang dimungkinkan membentuk ikatan lebih banyak • Contoh senyawa CH4O • Latihan : tuliskan struktur Lewis NH3O, C2H6O

6. Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Rangkap • Langkah 1 s.d. 4 sama seperti molekul berikatan tunggal namun ada tambahan • Langkah 5 jika atom pusat masih belum memiliki 8 elektron valensi, ubah pasangan elektron sunyi pada atom sekitar menjadi satu ikatan lagi • Contoh pada senyawa C2H4

7. Resonansi: Ikatan Pasangan Elektron Terdelokalisasi • Seringkali terjadi satu ikatan rangkap bersebelahan dengan ikatan tunggal dan membentuk 2 struktur Lewis yang identik • Misal pada senyawa O3 (ozon) • Struktur I dan II adalah identik • Faktanya kedua struktur ini tidak ada yang benar karena panjang ikatan dua ikatan O ternyata memiliki nilai diantara panjang O – O dan O=O • Struktur sebenarnya lebih cocok disebut dengan hibrid resonansi yaitu bentuk rata-rata keduanya • Contoh senyawa lainnya adalah benzen C6H6 dan ion karbonat CO32-

8. Latihan • Gambarkan struktur resonansi untuk senyawa : • NO3- • NCO-

9. Muatan Formal: Seleksi struktur resonansi yang lebih disukai • Pada uraian terdahulu resonansi dua senyawa identik terjadi ketika senyawa tsb simetris dan tidak bisa dibedakan • Namun jika senyawa asimetris maka salah satu resonansi lebih disukai dengan melihat muatan formal masing-masing atom • Muatan formal = jml e valensi – (jml e valensi sunyi + ½ jml e berikatan) • Contoh O3

10. 3 Kriteria muatan formal • Muatan formal kecil (positif atau negatif) lebih disukai daripada besar • Muatan sama yang bersebelahan tidak disukai (gaya tolak) • Muatan formal dengan nilai lebih negatif harus diposisikan ada pada atom yang elektronegatif Contoh : NCO-

11. Pengecualian Aturan Oktet Struktur Lewis • Molekul kekurangan elektron (electron deficient) senyawa dengan atom pusat Be atau B cenderung memiliki elektron valensi kurang dari 8: BF3 dan BeCl2 Muatan formal menunjukkan struktur tanpa ikatan rangkap lebih disukai BF3 memiliki 8 elektron valensi dengan membentuk ikatan lebih lanjut dengan NH3

12. Pengecualian Aturan Oktet Struktur Lewis • Molekul dengan elektron ganjil (odd electron). Beberapa molekul memiliki jumlah elektron ganjil sehingga tidak memungkinkan mencapai 8 elektron Adanya elektron yang tidak berpasangan dan tidak berikatan, spesies ini disebut radikal bebas, misal pada NO2 Senyawa ini berikatan dengan sesamanya membentuk N2O4 dengan elektron valensi 8

13. Pengecualian Aturan Oktet Struktur Lewis • Kulit Valensi Ekspansi (expanded valence shell). Beberapa molekul/ion memiliki lebih dari 8 elektron disekitarnya molekul ini meningkatkan kapasitas kulit valensinya dengan memanfaatkan kulit d yang kosong untuk berikatan kulit valensi terekspansi hanya terjadi pada atom pusat non logam dari perioda 3 keatas dengan kulit d yang bisa dipakai Contoh senyawa: SF6, PCl5 dan H2SO4

14. Latihan • Tuliskan struktur Lewis yang tidak memenuhi aturan oktet untuk senyawa: • H3PO4 dan BFCl2 • Tentukan struktur yang lebih disukai

15. Menghitung Kalor Reaksi dari Energi Ikatan Molekul • Dalam reaksi kimia kita bisa menganggap reaktan mengalami pemutusan ikatan dan produk mengalami pembentukan ikatan • Pemutusan ikatan membutuhkan energi (energi ikat) dan pembentukan ikatan melepaskan energi (energi ikat dengan tanda berlawanan) • Hukum Hess memungkinkan kita menghitung energi tanpa harus memikirkan proses yang sesungguhnya terjadi ΔHrx0 = ΔH0pemutusan ikatan + ΔH0pembentukan ikatan

16. Eksotermik vs Endotermik • Dalam reaksi eksotermik energi total ikatan produk terbentuk lebih besar dibanding energi total pemutusan ikatan reaktan • Dalam reaksi endotermik energi total ikatan produk terbentuk lebih kecil dibanding energi total pemutusan ikatan reaktan

17. Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) • Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran struktur Lewis sebagai model 2 dimensi • Dalam teori VSEPR atom pusat akan menempatkan secara relatif grup (bisa berupa atom atau pasangan elektron) pada posisi tertentu • Prinsip dasarnya: masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan. • Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi)

18. 5 Bentuk Dasar Molekul

19. Bentuk Molekul dengan 2 dan 3 Grup Elektron

20. Keterangan Tambahan • Ikatan rangkap memberikan gaya tolakan lebih kuat dibanding ikatan tunggal • Pasangan elektron sunyi juga memberikan tolakan lebih kuat dibanding pasangan elektron berikatan

21. Bentuk Molekul dengan 4 Grup Elektron

22. Bentuk Molekul dengan 5 Grup Elektron

23. Bentuk Molekul dengan 6 Grup Elektron

24. Latihan • Prediksikan bentuk molekul dan sudut ikatan senyawa: • PF3 • COCl2 • CS2 • PbCl2 • CBr4 • SF2