Experiments show O2 is paramagnetic

Presentasi berjudul: "Experiments show O2 is paramagnetic"— Transcript presentasi:

1 Experiments show O2 is paramagnetic
MO Theory O No unpaired e- Should be diamagnetic Experiments show O2 is paramagnetic

2 Sifat magnet dan sifat-sifat molekul yang lain kadangkala lebih baik dijelaskan dengan pendekatan mekanika kuantum yang lain disebut teori orbital molekul (TOM) TOM menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul, yang dihasilkan dari interaksi orbital-orbital atom dari atom-atom yang berikatan dan yang terkait dengan molekul secara keseluruhan

3 Orbital molekul ikatan memiliki energi yang lebih rendah dan kestabilan yang lebih besar dibandingkan dengan orbital atom pembentuknya Orbital molekul antiikatan memiliki energi yang lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital-orbital atom pembentuknya

4 Dalam orbital molekul ikatan kerapatan elektron lebih besar diantara inti atom yang berikatan. Di sisi lain, orbital molekul antiikatan, kerapatan elektron mendekati nol di antara inti Elektron dalam atom memiliki sifat gelombang. Salah satu sifat gelombang memungkinkan gelombang sejenis untuk berinteraksi sedemikian rupa sehingga atau amplitudo diperkecil. Dalam kasus pertama, kita sebut interaksinya sebagai interfensi konstruktif; dalam kasus kedua, disebut interfensi destruktif

5

6

7

8 Energy levels of bonding and antibonding molecular orbitals in hydrogen (H2).
A _________________ orbital has lower energy and greater stability than the atomic orbitals from which it was formed. An _________________________ orbital has higher energy and lower stability than the atomic orbitals from which it was formed. 10.6

9 Dalam orbital molekul sigma kerapatan elektron terkonsentrasi secara simetris diseputar garis antara kedua inti atom-atom yang berikatan. Dalam orbital molekul antiikatan terdapat simpul (node) diantara inti yang menyatakan kerapatan elektron nol Dalam orbital p berinteraksi dengan dua cara yang berbeda. Pada gambar (a) dua orbital 2p dapat saling mendekat satu sama lain ujung-ke-ujung untuk menghasilkan sebuah orbital molekul ikatan sigma dan sebua molekul antiikatan sigma

10 Pada gambar (b) dalam orbital molekul pi, kerapatan elektron terkonsentrasi diatas dan dibawa garis imajiner yang menghubungkan kedua inti atom yang berikatan

11 Two possible interactions between two equivalent p orbitals and the corresponding molecular orbitals
10.6

12 Konfigurasi Orbital Molekul
Aturan konfigurasi elektron molekul dan kestabilan Jumlah orbital yang terbentuk selalu sama dengan jumlah orbital atom yang bergabung Semakin stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan yang berkaitan Pengisian orbital molekul dimulai dari energi rendah ke energi tinggi. Dalam molekul stabil, jumlah elektron dalam orbital molekul ikatan selalu lebih banyak daripada dalam orbital molekul antiikatan karena kita selalu menempatkan elektron dalam orbital molekul ikatan yang berenergi rendah terlebih dahulu

13 Seperti orbital atom, setiap orbital molekul dapat menampung hingga dua elektron dengan spin berlawanan sesuai dengan asas larangan pauli Ketika elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama, susunan yang paling stabil diramalkan dengan aturan Hund, yaitu elektron memasuki keorbital-orbital molekul dengan spin sejajar Jumlah elektron dalam orbital molekul sama dengan jumlah semua elektron pada atom-atom yang berikatan

14 Molekul Hidrogen dan Helium
Untuk menghitung kestabilan spesi-spesi ini, kita tentukan orde ikatan yang didefinisikan sebagai Orde Ikatan = ½ (jumlah elektron pada OM ikatan – jumlah elektron pada OM antiikatan) H2 > H2+,He2+ > He2

15

16 Molekul diatomik Unsur-unsur periode kedua dengan inti yang sama
Untuk Li2, Be2, B2, C2 dan N2 energi orbital molekul 2p < 2p Fakta bahwa B2, C2 dan N2 masing-masing bersifat paramagnetik, diamagnetik dan diamagnetik Untuk O2 dan F2 energi orbital molekul 2p > 2p Fakta bawa O2 dan F2 adalah bersifat paramagnetik dan diamagnetik

17 Note: this ignores the 2s and the 2s orbitals (pp.324f)
10.6

18

19 O, F, Ne

20 KONFIGURASI ELEKTRON MOLEKUL
Contoh : 1. B2 Jumlah elektron = 10 Konfigurasi elektron : (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 2. N2 Jumlah elektron = 14 Konfigurasi elektron : (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 ORDE IKATAN Orde Ikatan = Jml elektron orbital bonding – Jumlah elektron orbital anti bonding 2 Orde ikatan menggambarkan kekuatan ikatan yang terbentuk OI makin besar, ikatan makin kuat

21

22 Molecular Orbital Theory
Diatomic molecules: MO diagrams for B2 to F2 and beyond Remember that the separation between the ns and np orbitals increases with increasing atomic number. This means that as we go from the 2nd row of the periodic table to the 3rd row and below, there is no longer much mixing and all of the heavier homonuclear diatomic molecules (if they exist) should have MO diagrams similar to that of O2.

23 Properties of Homonuclear Diatomic Molecules of the Second-Period Elements
10.7

24

25

26 Latihan soal : Energi ikatan H2 ialah 435 kJ/mol. Perkirakan ikatan H2+ dan He2+ ! Manakah dari empat spesies H2+, H2, He2+ dan He2 yang bersifat paramagnetik Spesies manakah dari Li2 sampai Ne2 a. bukan molekul yang eksis? b. mempunyai energi ikatan tertinggi Gambarkan ikatan dalam O2+ dengan diagram orbital molekul Ion N2+ dapat dibuat dengan menembaki molekul N2 dengan elektron yang bergerak cepat. Ramalkan sifat-sifat N2+ berikut : a. konfigurasi elektron, b. orde ikatan, c. sifat magnetik, d. panjang ikatan relatif terhadap panjang ikatan N2

27 Ikatan Logam Sifat-sifat logam: konduktor (listrik dan panas), dapat ditempa, ductil, titik didih tinggi, mengkilap. Sifat-sifat logam tidak berubah dalam wujud cairan (lelehan), tetapi akan hilang dalam wujud gas, misalnya uap logam tidak lagi besifat konduktor. 1. Model lautan elektron Elektron valensi pada logam dapat bergerak dengan bebas dalam struktur logam. Dalam logam, atom-atomnya menggunakan secara bersama-sama elektron valensinya dengan atom tetangga terdekatnya. Elektron valensi ini membentuk awan elektron yang melingkupi keseluruhan atom dan dapat bergerak secara bebas di dalam struktur logam. Hal ini dapat menjelaskan sifat hantaran (listrik dan panas) dari logam. Berbeda dengan ikatan ion, Ikatan pada logam tidak berarah yang menyebabkan logam dapat ditempa dan ductil. Sifat ini kontras dengan sifat senyawa ionik misalnya.

28 Didasarkan pada teori Orbital Molekul. Contoh: Li: 1s2 2s1.
2. Teori Pita (Band Theory) Didasarkan pada teori Orbital Molekul. Contoh: Li: 1s2 2s1. Jika dua atom Li berikatan maka 2 orbital 2s akan bergabung bembentuk dua orbital molekul: 2s dan *2s

29 Teori pita untuk logam Li
  *2s 2s 2s   *2s 2s 2s *2s 2s  2s n 2 atom Li 4 atom Li n atom Li n sekitar bilangan Avogadro Jika n atom Li bergabung akan terbentuk ½ n orbital 2s dan ½ n orbital *2s, untuk n yang besar jarak antar tingkat energi menjadi sangat berdekatan sehingga membentuk pita. Untuk Li, pita yang terbentuk terisi ½-penuh, yaitu bagian 2s-nya terisi penuh dan bagian *2s-nya kosong.

30 Teori pita untuk logam Be (1s2 2s2)
Energi *2s 2s  2s n n atom Be Jika n atom Be bergabung, pita yang terbentuk terisi penuh, sehingga diharapkan logam Be tidak akan menghantarkan listrik. TETAPI pita 2p, yang terbentuk dari penggabungan n orbital 2p dari Be, overlap dengan pita 2s. Sehingga elektron dengan mudah perpindah dari pita 2s ke pita 2p. Sehingga Be tetap menunjukan sifat sebagai logam.

31 Konduktor, semikonduktor dan Isolator
Pita Valensi: pita energi tertinggi yang terisi elektron. Pita Hantaran: pita energi berikutnya yang tak terisi elektron isolator konduktor konduktor semikonduktor Intrinsik semikonduktor Semikonduktor tipe-N Semikonduktor tipe-P