Bentuk Molekul dengan Substituen Berbeda Tanti Haryati

Contoh : CH2Cl2, PCl3F2, PCl3(CH3)2 Ada dua faktor penting yang berkaitan dengan substituen-substituen berbeda, yaitu keelektronegatifan dan ukuran. Persoalannya faktor manakah yang dominan. Misalnya pada substitusi dua atom H pada metana dengan dua atom F menghasilkan difluorometana dengan sudut ikatan sbb : F-C-F = 108,30 H-C-H = 111,90

apabila faktor ukuran substituen merupakan faktor yang dominan maka sudut ikatan F-C-F seharusnya lebih besar dibandingkan H-C-H karena jari-jari atom F (71 pm) lebih besar dari jari-jari atom H (37 pm) Diperoleh fakta yang sebaliknya merupakan indikasi bahwa keelektronegatifan substituen menjadi faktor yang lebih dominan. Mengingat keelektronegatifan atom F lebih besar daripada keelektronegatifan atom H, maka timbul dugaan bahwa PEI dengan atom yang lebih elektronegatif tolakannya lebih lemah daripada PEI dengan substituen yang kurang elektronegatif.

Keelektronegatifan atom F lebih besar daripada keelektronegatifan atom H. hal ini menyebabkan kekuatan atom F dalam menarik rapatan elektron C-F lebih besar daripada atom H dalam menarik rapatan elektron ikatan C-H sehingga rapatan elektron ikatan C-F dapat dianggap lebih kurus atau lebih ramping daripada rapatan elektron ikatan C-H. Akibatnya, tolakan yang ditimbulkan oleh pasangan-pasangan elektron ikatan C-F lebih lemah daripada tolakan yang ditimbulkan oleh PEI C-H dan sudut ikatan F-C-F menjadi lebih kecil daripada sudut ikatan H-C-H.

apabila faktor ukuran yang dominan apabila faktor ukuran yang dominan. Substituen yang ukurannya lebih besar (ruah atau bulky) cenderung menempati ruangan yang lebih besar pula atau tolakan yang ditimbulkan oleh subtituen yang ukurannya lebih kecil. Jal ini diimbangi dengan membesarnya sudut yang ada disekitar atom pusat. Contoh : NH3, N(CH3)3, NPh3

Molekul H-C-H X-C-H X-C-X CH3F CH2F2 CHF3 110,6 111,9 - 108,3 108,9 110,3 108,6 Cl-C-H Cl-C-Cl CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 110,4 111,5 108,5 107,6 112,0 111,3 molekul Br-C-H Br-C-Br CH3Br CH2Br2 CHBr3 111,2 110,9 107,7 107,2 112,9 111,7 F-C-F Cl-C-F CF3Cl CF2Cl2 CFCl3 106,2 109,5 108 112,6 111

Untuk subsituen F. faktor keelektronegatifan lebih dominan dari pada ukuran. Hal ini ditunjukkan dengan harga sudut ikatan yang selalu lebih kecil dari tetrahedral normal Untuk substituen Cl atau Br, sudut untuk ikatan X-C-H selalu lebih kecil daripada tetrahedral normal, akan tetapi sudut ikatan X-C-X selalu lebih besar. Hal ini menunjukkan pengaruh faktor keelektronegatifan terhadap besarnya Sudut ikatan X-C-H, tetapi berlaku sebaliknya terhadap Sudut ikatan X-C-X

Aturan Bent pada molekul dengan BK = 5, misalnya pada PF5, ikatan- ikatan P-F menggunakan lima orbital sp3d. 5 kelompok orbital sp3d tersebut dibagi menjadi dua kelompok orbital hibrida : Tiga buah orbital hibrida sp2 Dua buah orbital hibrida pd untuk orbital hibrida berlaku ketentuan bahwa naiknya karakter s akan meningkatkan keelektronegatifannya. Misalnya subtitusi atom F dengan atom Cl pada PF5 bent mengemukakan aturan substitusi pada trigonal bipiramida, yaitu pada TBP susbtituen yang elektronegatif lebih suka orbital hibrida yang memiliki karakter s lebih kecil, sedangkan substituen yang lebih elektropositif lebih suka orbital hibrida yang memiliki karakter s lebih besar

Bentuk Molekul Dengan Atom Pusat Mengikat Atom Oksigen dan Belerang Oksigen terminal : SO42-, NO3-, ClO4- Oksgen Jembatan : CH3OH, CH3OCH3 Data tentang bentuk dari beberapa molekul atau ion yang memiliki atom oksigen terminal beserta besarnya sudut ikatan yang ada (A.F. Wells)

Molekul/Ion Bentuk Sudut ikatan (0) BK CO2 Linear 180 2 NO2+ SO3 Trigonal planar 120 3 NO3- SO42- Tetrahedral 109028’ 4 ClO4-, BrO4-,IO4- PO43- XeO4

Molekul/ion Bentuk Sudut Ikatan(0) BK Jumlah PEB NO2- Huruf V 115 3 1 SO2 119,5 SO32- Trigonal piramidal 106 4 SeO32- 103 ClO3- BrO3- 105,5 IO3- 99 XeO3

Berdasarkan data pada tabel : dalam perhitungan bilangan koordinasi atom pusat, atom oksigen terminal, O(t), dapat dianggap tidak menyumbang elektron Contoh : NO2+ CO2 XeO4 NO3- ClO3- ClO4-

Dalam suatu molekul, atom pusat dapat mengikat atom oksigen terminal dan atom-atom lain bentuk BK COF2 Trigonal planar terdistorsi 3 COCl2 POF3 Tetrahedral terdistorsi 4 POCl3 SO2F2 SO2Cl2

Contoh : COF2 POF3 SO2F2 HSO4- H2SO4 HNO3 B(OH)3 H2O2 OSF4

Dalam meramalkan bentuk molekul yang memiliki atom belerang terminal dan atom belerang jembatan berlaku aturan yang sama sebagaimana pada atom oksigen Contoh : CS2

Perbedaan Sudut Ikatan pada Molekul-Molekul Sudut Ikatan pada Molekul dengan Atom Pusat memiliki BK 4 dan 1 PEB Molekul SI (o) PF3 97,7 (1) SbF3 87,3 PCl3 100,3 (1) SbCl3 97,1 (2) PBr3 101,0 (4) SbBr3 98,2 (8) PI3 102 SbI3 99 (1) AsF3 95.8 (1) AsCl3 98.9 (2) BiCl3 84,4 dan 94 AsBr3 99,9 (2) BiBr3 100 AsI3 100,2 (4)

Sudut Ikatan pada Molekul dengan Atom Pusat memiliki BK 4 dan 5 serta 2 PEB SI (0) H2O 104,5 ClF3 87,29 H2S 92,0 BrF3 86,22 H2Se 91,0 H2Te 90,2 Tampak adanya kecenderungan bahwa pengaruh dari pasangan elektron bebas terhadap pengecilan sudut-sudut ikatan di sekitar atom pusat cenderung berkurang dengan bertambahnya ukuran atom pusat

Perbedaan Panjang Ikatan pada Molekul-Molekul Bertambahnya jumlah pasangan elektron bebas yang terdapat pada kulit valensi atom pusat ini tampaknya dapat memperpanjang ikatan-ikatan yang ada Ion BK atom Pusat PEB pada atom pusat Panjang Ikatan (pm) Sudut Ikatan (0) SO32- 4 1 153,0 (6) 106 SO42- 146,8 (6) 109,47 SeO42- 169,7 (8) 101 164,1 (2)

Contoh lainnya : XeF2 [197,7(2)] pm dengan XeF4 [194(1)] pm Kekuatan tolakan PEI rangkap dianggap sama dengan tolakan PEB. Contohnya pada SO2 dengan SO3 spesies PEB/ETB BK PI N-O SI O-N-O NO2+ NO2 NO2- ETB = 1 PEB = 1 2 2,5 3 110 119 124 180 134,3 115 Bertambahnya BK atom pusat akan memperkecil SI O-N-O dan diimbangi dengan bertambahnya panjang ikatan “ Secara Umum dapat disimpulkan bahwa pengurangan sudut ikatan cenderung diimbangi dengan panjangnya ikatan dan sebaliknya”

Ramalkan manakah yang memiliki sudut ikatan yang lebih kecil dan ikatan yang lebih panjang? Ion klorat atau ion bromat Ion iodat atau ion periodat Ion NH3 atau ion NH4+ Ion sulfit atau ion sulfat Ion fosfit atau ion fosfat Ion metil atau metana

Ramalkan manakah yang memiliki energy ikatan lebih besar SO2 atau SO3 NO2- atau NO3- BeF2 atau BeF42- BCl3 atau BCl4- Manakah yang memiliki ikatan lebih panjang OF2 atau FO2 O2 atau O3