Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul. Berikut ini bentuk geometri dari beberapa molekul.
Bentuk geometri dari beberapa molekul sederhana
Kita dapat menentukan bentuk molekul dari hasil percobaan maupun dengan cara meramalkan bentuk molekul melalui pemahaman struktur elektron dalam molekul. Pada subbab ini, kita akan membahas cara meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusatnya.
Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion)
Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) menyatakan bahwa pasangan elektron dalam ikatan kimia ataupun pasangan elektron yang tidak dipakai bersama (yaitu pasangan elektron “mandiri”) saling tolak menolak, pasangan elektron cenderung untuk berjauhan satu sama lain. Menurut asas Pauli, jika sepasang elektron menempati suatu orbital, maka elektron lain bagaimanapun rotasinya tidak dapat berdekatan dengan pasangan tersebut. Teori ini menggambarkan arah pasangan elektron terhadap inti suatu atom. Gaya tolak-menolak antara dua pasang elektron akan semakin kuat dengan semakin kecilnya jarak antara kedua pasang elektron tersebut. Gaya tolakan akan menjadi semakin kuat jika sudut di antara kedua pasang elektron tersebut besarnya 90º. Selain itu, tolakan yang melibatkan pasangan elektron mandiri lebih kuat daripada yang melibatkan pasangan ikatan (Ralph H. Petrucci, 1985).
Berikut ini adalah urutan besarnya gaya tolakan antara dua pasang elektron.
pasangan mandiri – pasangan mandiri > pasangan mandiri – pasangan ikatan > pasangan ikatan – pasangan ikatan
Metode AXE
Metode perhitungan elektron AXE umumnya digunakan ketika kita menerapkan teori VSEPR. A mewakili atom pusat. X mewakili jumlah ikatan sigma natara atom pusat dengan atom luat. Ikatan ganda kovalen dihitung sebagai satu X. E mewakili jumlah pasangan elektron menyendiri yang ada disekitar atom pusat. Jumlah X dan E, disebut sebagai bilangan sterik juga diasosiasikan dengan jumlah orbital hibridisasi yang digunakan dalam teori ikatan valensi.
Berdasarkan jumlah bilangan sterik dan distribusi X serta E, teori VSEPR akan memberikan prediksi sebagai berikut:
| Bil. sterik | Geometri dasar 0 pasangan menyendiri | 1 pasangan menyendiri | 2 pasangan menyendiri | 3 pasangan menyendiri |
|---|---|---|---|---|
 | ||||
 |  | |||
 |  |  | ||
 |  |  |  | |
 |  |  | ||
 |  |
| Jenis molekul | Bentuk | Susunan elektron† | Geometri‡ | Contoh |
|---|---|---|---|---|
| AX1En | Diatomik |  | | HF, O2 |
| AX2E0 | Linear |  |  | BeCl2, HgCl2, CO2 |
| AX2E1 | Tekuk |  |  | NO2−, SO2, O3 |
| AX2E2 | Tekuk |  | | H2O, OF2 |
| AX2E3 | Linear |  | | XeF2, I3− |
| AX3E0 | Datar trigonal |  |  | BF3, CO32−, NO3−, SO3 |
| AX3E1 | Piramida trigonal |  |  | NH3, PCl3 |
| AX3E2 | Bentuk T |  |  | ClF3, BrF3 |
| AX4E0 | Tetrahedral |  |  | CH4, PO43−, SO42−, ClO4− |
| AX4E1 | Jungkat-jungkit |  |  | SF4 |
| AX4E2 | Datar persegi |  |  | XeF4 |
| AX5E0 | Bipiramida trigonal |  | | PCl5 |
| AX5E1 | Piramida persegi |  |  | ClF5, BrF5 |
| AX6E0 | Oktahedral |  |  | SF6 |
| AX6E1 | Piramida pentagonal |  |  | XeOF5−, IOF52− [5] |
| AX7E0 | Bipiramida pentagonal |  |  | IF7 |
Ketika atom substituen (X) tidak sama, geometri di atas masih cukup baik untuk digunakan, namun sudut ikatan akan berbeda sedikit. Sebagai contohnya, ikatan ganda karbon pada alkena seperti etilena C2H4 adalah AX3E0, namun sudut ikatan tidaklah persis 120°. Hal yang sama juga dapat terlihat pada SOCl2 yang termasuk AX3E1, namun karena substituen X tidaklah sama, sudut XAX tidak akan sama.
Pengecualian
Senyawa Logam Transisi
Banyak senyawa logam transisi yang geometrinya tidak dapat dijelaskan menggunakan teori VSEPR. Struktur beberapa senyawa ini, meliputi logam hidrida dan kompleks alkil sepertiheksametiltungsten dapat diprediksi dengan tepat menggunakan teori VALBOND, yang didasarkan pada orbital hibrid sd dan model ikatan tiga-pusat empat-elektron, Teori medan kristal merupakan teori sering dapat memprediksi geometri kompleks koordinasi.
Senyawa halida golongan 2
Struktur senyawa halida triatomik dengan logam golongan 2 tidaklah linear pada fase gas seperti yang diprediksi oleh teori VSEPR, melainkan berbentuk tekuk (sudut X-M-X:CaF2, 145°; SrF2, 120°; BaF2, 108°; SrCl2, 130°; BaCl2, 115°; BaBr2, 115°; BaI2, 105°).[9] Gillespie mengajukan bahwa ini disebabkan oleh interaksi ligan dengan elektron pada inti atom logam yang menyebabkan polarisasi atom, sehingga kelopak dalam atom tidaklah simetris berbentuk bola dan memengaruhi geometri molekul. [6][10]
[sunting]Beberapa molekul AX2E2
Salah satu contohnya adalah molekul litium oksida Li2O yang berbentuk linear daripada berbentuk tekuk. Hal ini dikarenakan ikatan yang bersifat sangat ionik, menyebabkan gaya tolakan yang sangat kuat antara atom litium.[11]
Contoh lainnya adalah O(SiH3)2 dengan sudut Si-O-Si 144,1°. Hal ini berbeda dengan sudut pada Cl2O yang sebesar 110,9°, (CH3)2O 111.7°, dan N(CH3)3 110,9°. Gillespies mengajukan bahwa terdapat lokalisasi pasangan menyendiri, sehingga kemampuan pasangan menyendiri tersebut untuk menolak pasangan elektron lainnya akan menjadi sangat kuat ketika ligannya memiliki elektronegativitas yang sama ataupun lebih kuat daripada atom pusat.[6] Ketika atom pusat lebih elektronegatif, seperti pada O(SiH3)2, pasangan menyendirinya akan kurang terlokalisasi, sehingga memiliki gaya tolakan yang lebih lemah. Kombinasi efek ini dengan gaya tolak antar ligan akan menyebabkan sudut ikat Si-O-Si lebih besar daripada yang diprediksi.[6]
[sunting]Beberapa molekul AX6E1
Beberapa molekul AX6E1, seperti anion Te(IV) dan Bi(III), TeCl62−, TeBr62−, BiCl63−, BiBr63− dan BiI63−, berbentuk oktahedron sempurna dan pasangan menyendirinya tidak memengaruhi geometri molekul.[12] Salah satu rasionalisasi pengamatan ini adalah bahwa sesakan sterik ligan tidak menyediakan ruang untuk pasangan menyendiri yang tidak berikatan,[6] rasionalisasi lainnya menjelaskannya menggunakan efek pasangan inert[13]
Sumber:
makasiiii membantu banget
BalasHapus