Ikatan Kimia II: Geometri Molekular dan Hibridasasi Orbital Atom Bab 10 Ikatan Kimia II: Geometri Molekular dan Hibridasasi Orbital Atom

10.1

Model Tolakan pasangan-elektron kulit-valensi (TPEKV) : Meramalkan bentuk geometris molekul dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron. Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB2 2 linier linier B 10.1

2 ikatan atom pd pusat atom Cl Be 0 ps bebas pd pusat atom 2 ikatan atom pd pusat atom 10.1

TPEKV AB2 2 AB3 3 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB2 2 linier linier Segitiga datar Segitiga datar AB3 3 10.1

10.1

TPEKV AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral tetrahedral 10.1

10.1

TPEKV AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral tetrahedral segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 10.1

10.1

TPEKV AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB2 2 linier linier AB3 3 segitiga datar AB4 4 tetrahedral tetrahedral AB5 5 segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB6 6 oktahedral oktahedral 10.1

10.1

10.1

> ps elektron ikatan vs. ps. elektron ikatan ps elektron bebas vs.

TPEKV trigonal planar trigonal planar AB3 3 trigonal planar AB2E 2 1 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul trigonal planar trigonal planar AB3 3 trigonal planar AB2E 2 1 menekuk 10.1

TPEKV AB4 4 tetrahedral tetrahedral segitiga bipiramida AB3E 3 1 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB4 4 tetrahedral tetrahedral segitiga bipiramida AB3E 3 1 tetrahedral 10.1

TPEKV AB4 4 tetrahedral tetrahedral AB3E 3 1 tetrahedral Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB4 4 tetrahedral tetrahedral AB3E 3 1 tetrahedral segitiga bipiramida AB2E2 2 2 tetrahedral menekuk H O 10.1

TPEKV Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 Segitiga bipiramida Tetrahedron terdistorsi AB4E 4 1 10.1

TPEKV Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 AB4E 4 1 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 AB4E 4 1 Segitiga bipiramida Tetrahedron terdistorsi Segitiga bipiramida AB3E2 3 2 Bentuk T Cl F 10.1

TPEKV Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 AB4E 4 1 Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida AB5 5 AB4E 4 1 Segitiga bipiramida Tetrahedron terdistorsi AB3E2 3 2 Segitiga bipiramida Bentuk T Segitiga bipiramida AB2E3 2 3 linier I 10.1

TPEKV AB6 6 oktahedral Segiempat piramida Br F AB5E 5 1 oktahedral Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB6 6 oktahedral Segiempat piramida Br F AB5E 5 1 oktahedral 10.1

TPEKV AB6 6 oktahedral AB5E 5 1 oktahedral Segiempat piramida Rumus Jumlah pasangan elektron Jumlah ps. bebas pd atom pusat Susunan pasangan elektron Geometri Molekul AB6 6 oktahedral AB5E 5 1 oktahedral Segiempat piramida Segiempat datar Xe F AB4E2 4 2 oktahedral 10.1

10.1

Panduan untuk menerapkan model TPEKV Tulis struktur Lewis molekul tersebut. Hitung jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat. Gunakan TPEKV untuk meramalkan geometri molekulnya. Apakah geometri molekul dari SO2 dan SF4? S F S O AB4E AB2E tetrahedron terdistorsi menekuk 10.1

Momen Dipol m = Q x r F H d- d+ Q adalah muatan r jarak antar muatan Daerah kaya elektron Daerah miskin elektron d+ d- m = Q x r Q adalah muatan r jarak antar muatan 1 D = 3,36 x 10-30 C m 10.2

10.2

10.2

Yang manakah dari molekul berikut yang memiliki momen dipol? H2O, CO2, SO2, and CH4 O H S O Momen dipol Molekul polar Momen dipol Molekul polar C H C O Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar 10.2

Apakah CH2Cl2 memiliki momen dipol? 10.2

10.2

Kimia dalam Kehidupan: Microwave Ovens 10.2

Pembagian dua elektron antar dua atom. Bagaimana teori Lewis menerangkan ikatan pd H2 dan F2? Pembagian dua elektron antar dua atom. Energi Ikatan yg terdisosiasi Panjang Ikatan H2 F2 436,4 kJ/mol 150,6 kJ/mol 74 pm 142 pm Tumpang-tindih 2 1s 2 2p Teori ikatan valensi – mengasumsikan bahwa elektron-elektron dalam molekul menempati orbital-orbital atom yang mengambil peranan dalam pembentukan ikatan. 10.3

10.4

Perubahan pada kerapatan elektron ketika dua atom hidrogen saling mendekat. 10.3

Teori ikatan valensi dan NH3 N – 1s22s22p3 3 H – 1s1 Jika ikatan terbtk akibat kelebihan 3 orbital 2p pd nitrogen dengan orbital 1s pada tiap atom hidrogen, akan berbentuk apakah geometri molekul dari NH3? Jika digunakan 3 orbital 2p perkiraan adalah 900 Sudut ikatan aktual H-N-H adalah 107,30 10.4

Hibridisasi– istilah yang digunakan untuk pencampuran orbital2 atom dalam satu atom. Tidak diterapkan pd atom yg terisolasi. Merupakan pencampuran dari sedikitnya dua orbital atom yang tidak setara. Jumlah orbital hibrida yg dihasilkan sama dengan jumlah orbital atom asli yang terlibat dalam proses hibridisasi Hibridisasi membutuhkan energi; tetapi sistem memperoleh kembali energi ini, bahkan lebih selama pembentukan ikatan. Ikatan kovalen terbentuk akibat tumpang-tindihnya orbital hibrida dengan orbital yang tidak terhibridisasi. 10.4

10.4

10.4

Meramalkan sudut ikatan yang tepat 10.4

Pembentukan Orbital Hibrida sp 10.4

Pembentukan Orbital Hibrida sp2 10.4

Bagaimana meramalkan hibridisasi pusat atom? Hitung jumlah pasangan bebas DAN jumlah dari atoms yang terikat pada pusat atom # ps.bebas + # ikatan atom Hibridisasi Contoh 2 sp BeCl2 3 sp2 BF3 4 sp3 CH4, NH3, H2O 5 sp3d PCl5 6 sp3d2 SF6 10.4

10.4

10.5

10.5

Sigma bond (s) – kerapatan elektron antar 2 atom Ikatan Pi (p) – kerapatan elektron diatas dan dibawah inti dari ikatan atom Sigma bond (s) – kerapatan elektron antar 2 atom 10.5

10.5

10.5

10.5

Ikatan Sigma (s) dan Pi (p) Ikatan tunggal Ikatan ganda 1 ikatan sigma dan ikatan 1 pi Ikatan rangkap tiga 1 ikatan sigma dan 2 ikatan pi Berapa jumlah ikatan s dan p terdapat pada molekul asam asetat (cuka) CH3COOH? C H O ikatan s = 6 + 1 = 7 ikatan p = 1 10.5

Percobaan menunjukkan O2 adalah paramagnetik O Tidak ada e- yang tdk berpasangan Maka disebut diamagnetik Teori Orbital Molekul – menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yg dihasilkan dr interaksi orbital2 atom dr atom2 yang berikatan dan yg terkait dg molekul secara keseluruhan. 10.6

Tingkat energi orbital molekul ikatan dan orbital molekul antiikatan pada hidrogen (H2). Orbital molekul ikatan memiliki energi yg lbh rdh dan kestabilan yg lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. Orbital molekul antiikatan memiliki energi yg lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. 10.6

10.6

10.6

10.6

10.6

Konfigurasi Orbital Molekul (OM) Jumlah orbital molekul yg terbentuk selalu sama dg jumlah orbital atom yg bergabung. Semakin stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan yang berkaitan. Pengisian orbital molekul dimulai dr energi rendah ke energi tinggi. Setiap orbital molekul dpt menampung hingga dua elektron. Gunakan aturan Hund ketika elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama. Jumlah elektron dalam orbital molekul sama dg jumlah semua elektron pada atom-atom yg berikatan. 10.7

( ) - Orde ikatan = 1 2 Jumlah elektron pada OM ikatan Jumlah elektron pada OM antiikatan ( - ) Orde Ikatan ½ 1 ½ 10.7

10.7

Delokalisasi Orbital Molekul tidak hanya terbatas antar dua ikatan atom yang berdekatan, tetapi sesungguhnya terjadi antar tiga atau lebih atom. 10.8

Kerapatan elektron diatas dan dibawah permukaan molekul benzena. 10.8

10.8

Kimia dalam Kehidupan: Buckyball Anyone? 10.8