Struktur Molekul & Ikatan Valensi

STRUKTUR MOLEKUL

     Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan unsur atau atom yang membentuk molekul. Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kimia, baik itu ikatan kovalen, ikatan hidrogen dan ikatan ion, serta ikatan-iktan kimia lainnya. 

1. BENTUK MOLEKUL
   1. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori  VSEPR

Teori VSEPR adalah teori yang menggambarkan bentuk molekul berdasarkan kepada tolakan pasangan electron disekitar atom pusat. Teori talakan pasangan  electron ini dikenal dengan istilah VSEPR (Valence Shell  Electron Pair of Repulsion)

Bentuk molekul didasarkan kepada jumlah electron yang saling tolak-menolak disekitar atom pusat yang akan menempati tempat sejauh munkin untuk meminimumkan tolakan.

• Symbol – symbol dalam teori  VSEPR

1. A            : Atom pusat
2. X            : Jumlah pasangan electron ikatan
3. E            : jumlah Pasangan electron bebas

Rumusan tipe molekul  dapat ditulis dengan lambang  AXnEm   (jumlah pasangan electron)

Catatan: ikatan rangkap dua atau rangkap tiga dihitung satu pasang electron ikatan

Cara meramalkan bentuk molekul dengan teori VSEPR

1. Tentukan struktur lewis dari rumus moleku
2. Tentukan jumlah PEB dan PEI atom pusat
3. Prediksi besar sudut ikatan dan arah yang munkin akibat tolakan
4. Gambar bentuk molekul dan beri nama sesuai dengan  jumlah PEI dan PEB

Catatan 2            : tolakan antara PEB-PEB> PEB-PEI>PEI-PEI

Lebih lengkapnya dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Terdapat sekitar tujuh bentuk molekul yang sederhana, yaitu bentuk

linear, trigonal planar, trigonal piramidal, segiempat datar, tetrahedral,

tirogonal bipiramidal, dan oktahedral.

1.    Bentuk Linear

Suatu molekul dikatakan linear jika atom-atom yang menyusun

molekul tersebut berada dalam suatu garis lurus. Contohnya, BeCl2

 dan CO2. Sudut yang dibentuk oleh ikatan antara dua atom melalui atom

pusat sebesar 180°.

2.    Trigonal Planar

Suatu bentuk molekul dikatakan trigonal planar jika di dalam

molekulnya terdapat empat buah atom dan semua atom berada pada

bidang yang sama. Atom pusat dikelilingi oleh tiga atom lain yang berada

pada sudut-sudut segitiga. Sudut ikatan yang dibentuk di antara dua

ikatan melalui atom pusat sama besar yaitu 120°. Contohnya, molekul

BCl3  dan BF3.

3.    Trigonal Piramidal

Trigonal piramidal adalah suatu bentuk molekul dengan empat buah

muka segitiga sama sisi. Suatu molekul dikatakan berbentuk trigonal

piramidal jika memilki empat buah atom. Atom pusat ditempatkan pada

sudut puncak limas, dan atom lainnya berada pada sudut-sudut limas

yang berada pada bidang datar segitiga. Contohnya, molekul NH3.

4.    Bujur Sangkar

Suatu bentuk molekul dikatakan bujur sangkar jika dalam molekul

terdapat lima buah atom dan semua atom berada pada bidang datar yang

sama. Atom pusat dikelilingi oleh empat atom lain yang berada pada sudut-

sudut segiempat. Sudut ikatan yang dibentuk antara dua ikatan yang

melalui pusat sama besar, yaitu 90°. Contohnya, molekul XeF4.

5.    Tetrahedral

Tetrahedral adalah limas segiempat dengan muka segitiga sama sisi.

Suatu bentuk molekul tergolong tetrahedral jika dalam molekulnya

terdapat lima buah atom. Atom pusat ditempatkan pada pusat tetrahedral  

dan empat atom lain berada pada sudut-sudut tetrahedral yang terlihat

pada ujung-ujung bidang segitiga sama sisi. Sudut ikatan yang dibentuk

sama besar, yaitu 109,5°. Contohnya, molekul CH4.

6.    Trigonal Bipiramidal

Trigonal bipiramidal terdiri atas dua buah limas yang bagian alasnya

berimpit. Suatu molekul memiliki bentuk trigonal bipiramidal jika dalam

molekulnya terdapat enam buah atom.

Dalam trigonal bipiramidal, atom pusat ditempatkan pada pusat alas

yang berimpit dan dikelilingi oleh lima atom lain yang ditempatkan  pada

sudut-sudut trigonal bipiramidal. Dalam bentuk molekul ini sudut ikatan

tidak sama. Sudut ikatan yang terletak pada pusat bidang datar segitiga

masing-masing 120°, sedangkan sudut ikatan antara bidang pusat dan titik

sudut atas serta bawah bidang adalah 90°. Contohnya, molekul PCl5.

7.    Oktahedral

Oktahedral adalah bentuk yang memiliki delapan muka segitiga,

dibentuk dari dua buah limas alas segiempat yang berimpit. Suatu molekul

memiliki bentuk oktahedral jika tersusun dari tujuh atom.

Atom pusat ditempatkan pada pusat bidang segiempat yang berimpit.

Enam atom lain terletak pada sudut-sudut oktahedral. Sudut antarikatan

yang terbentuk sama besar, yaitu 90°. Contohnya, molekul SF6 dan XeF6

2.Bentuk  Molekul menurut Teory Hibridisasi

yaitu bentuk molekul yang didasarkan kepada bentuk orbital kulit terluarnya, dimana terjadi pengabungan beberapa orbital membentuk orbital yang baru yang tingkat energinya sama yan disebut dengan hibridisasi.

Pembentukan  orbital hibrida dapat dilihat dari contoh berikut:

molekul PCl5

sp

sp2

sp3

GAYA ANTAR MOLEKUL

Gaya antarmolekul adalah gaya aksi di antara molekul-molekul yang menimbulkan tarikan antarmolekul dengan berbagai tingkat kekuatan. Pada suhu tertentu, kekuatan tarikan antarmolekul menentukan wujud zat, yaitu gas, cair, atau padat. Kekuatan gaya antarmolekul lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen maupun ikatan ion. Ikatan kimia dan gaya antarmolekul memiliki perbedaan. Ikatan kimia merupakan gaya tarik menarik di antara atom- atom yang berikatan, sedangkan gaya antarmolekul merupakan gaya tarik menarik di antara molekul (perhatikan Gambar 2.23).

Ada tiga jenis gaya antarmolekul, yaitu gaya dipol-dipol, gaya London, dan ikatan hidrogen. Gaya dipol-dipol dan gaya London dapat dianggap sebagai satu jenis gaya, yaitu gaya van der Waals.

1. Gaya Dipol-Dipol

Gaya dipol-dipol adalah gaya yang terjadi di antara molekul-molekul yang memiliki sebaran muatan tidak homogen, yakni molekul-molekul dipol atau molekul polar. Molekul-molekul polar memiliki dua kutub muatan yang berlawanan. Oleh karena itu, di antara molekul-molekulnya akan terjadi antaraksi yang disebabkan kedua kutub muatan yang dimilikinya. Pada antaraksi dipol-dipol, ujung-ujung parsial positif suatu molekul mengadakan tarikan dengan ujung-ujung parsial negatif dari molekul lain yang mengakibatkan orientasi molekul-molekul sejajar. Tarikan dipol-dipol memengaruhi sifat-sifat fisik senyawa, seperti titik leleh, kalor peleburan, titik didih, kalor penguapan, dan sifat fisik lainnya.

Semakin kuat gaya antaraksi antarmolekul, semakin besar energi yang diperlukan untuk memutuskannya. Dengan kata lain, semakin tinggi titik didihnya. Hal ini menunjukkan bahwa dalam molekul polar terjadi gaya antaraksi yang relatif lebih kuat dibandingkan dalam molekul nonpolar.

2. Gaya London

Gaya London adalah gaya yang terjadi pada atom atau molekul, baik polar maupun nonpolar. Gaya London atau disebut juga gaya dispersi, yaitu gaya yang timbul akibat dari pergeseran sementara (dipol sementara) muatan elektron dalam molekul homogen. Dalam ungkapan lain, dapat dikatakan bahwa  gaya London terjadi akibat kebolehpolaran atau distorsi “awan elektron” dari suatu molekul membentuk dipol sementara (molekul polar bersifat dipol permanen). Mengapa awan elektron dapat terdistorsi? Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Pada sekumpulan besar molekul, setiap saat selalu terjadi tumbukan antarmolekul, tumbukan ini menimbulkan dipol sementara membentuk muatan parsial positif pada salah satu ujung molekul dan muatan parsial negatif pada ujung yang lain (terdistorsi).
2. Molekul-molekul yang terdistorsi selanjutnya menginduksi molekul lain membentuk dipol terinduksi.
3. Akibat terbentuk dipol sementara pada sejumlah molekul yang bertumbukan dan menginduksi sejumlah molekul lain membentuk dipol terinduksi, menimbulkan gaya tarik-menarik di antara molekul- molekul tersebut. Gaya tarik-menarik seperti ini dinamakan gaya London.
4. Gejala tersebut berlangsung secara terus menerus dan berimbas kepada molekul-molekul lain sehingga terjadi gaya London di antara molekul-molekul yang ada. Dengan demikian, gaya London adalah gaya antaraksi antaratom atau molekul yang memiliki dipol sementara dengan jarak yang sangat berdekatan satu sama lain. Kekuatan gaya London dipengaruhi oleh ukuran, bentuk molekul, dan kemudahan distorsi dari awan elektron. Sentuhan di antara atom atau molekul dengan luas permukaan sentuhan besar menghasilkan peluang lebih besar membentuk dipol sementara dibandingkan bidang sentuh yang relatif kecil. Semakin besar luas permukaan bidang sentuh molekul, semakin besar peluang terjadinya dipol sementara.

3. Ikatan Hidrogen

Senyawa yang mengandung atom hidrogen dan atom yang memiliki keelektronegatifan tinggi, seperti fluorin, klorin, nitrogen, dan oksigen dapat membentuk senyawa polar, Akibatnya, atom hidrogen menjadi lebih bermuatan positif. Akibat dari gejala tersebut, atom hidrogen dalam molekul polar seolah-olah berada di antara atom-atom elektronegatif. Apa yang akan terjadi jika atom hidrogen yang bermuatan parsial positif berantaraksi dengan atom-atom pada molekul lain yang memiliki muatan parsial negatif dan memiliki pasangan elektron bebas. Anda pasti menduga akan terjadi antaraksi di antara molekul-molekul tersebut sebab molekulnya polar. Berdasarkan hasil pengamatan, dalam senyawa-senyawa polar yang mengandung atomhidrogen ada antaraksi yang lebih kuat dibandingkan antaraksi dipol maupun gaya London. Antaraksi ini dinamakan ikatan hydrogen.

IKATAN VALENSI

     Dalam bentuk molekul dikenal adanya teori ikatan valensi. Teori ini menyatakan bahwa ikatan antar atom terjadi dengan cara saling bertindihan dari orbital-orbital atom. Elektron dalam orbital yang tumpang tindih harus mempunyai bilangan kuantum spin yang berlawanan. Pertindihan antara dua sub kulit s tidak kuat, oleh karena distribusi muatan yang berbentuk bola, oleh sebab itu pada umumnya ikatan s – s relatif lemah.

Sub kulit “p” dapat bertindih dengan sub kulit “s” atau sub kulit “p” lainnya, ikatannya relatif lebih kuat, hal ini dikarenakan sub kulit “p” terkonsentrasi pada arah tertentu.

FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BENTUK MOLEKUL

 Berdasarkan teori domain elektron:

1.      Setiap pasangan elektron pada kulit terluar, baik pasangan elektron ikatan maupun pasangan elektron bebas menempati ruang tertentu, yang disebut domain.

2.      Ikatan rangkap menempati satu domain, karena pasanngan elektron pada ikatan rangkap berada pada daerah atau ruang yang sama diantara dua atom yang berikatan.

3.      Pasangan elektron bebas dan pasanga elektron ikatan rangkap menempati ruang lebih besar dibandingkan ruang yang ditempati pasangan elektron ikatan tunggal.

4.      Setiap pasangan elektron saling tolak – menolak satu sama lain dengan urutan kekuatan tolakan: PEB-PEB > PEI-PEB > PEI-PEI (PEB = pasangan elektron bebas, PEI = pasangan elektron ikatan)

5.      Setiap domain pasangan elektron mengambil tempat sedemikian rupa sehingga tolakan diantara pasangan elektron sekecil mungkin.

6.      Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatan.

Berdasarkan hibridisasi :

1.      Hanya orbital-orbital yang memiliki tingkat energy berdekatan yang dapat bercampur menghasilkan orbital hibrid yangn baik.

2.      Jumlah orbital hibrid yang dihasilkan sama dengan banyaknya orbital  yang bercampur.

3.      Orbital hibrid diberi lambing sesuai dengan jenis dan jumlah orbital yang bercampur.

4.      Orbital hibrid memiliki tingkat energi diantara tingkat energy orbital-orbital atom yang bercampur. Urutan tingkat energi orbital hibrid: sp  < sp² < sp³ < dsp² < d²sp³.

5.      Dalam hibridisasi yang bercampur adalah sejumlah orbital bukan sejumlah elektron.

6.      Orbital – orbital hibrid memiliki orientasi ruang yang menentukan struktur molekul. 

DAFTAR PUSTAKA

https://annisasholihah2016.wordpress.com/kimia-kelas-x/semester-1/ikatan-kimia-2/ikatan-kimia-bagian-1/

http://kamuskimia29.blogspot.com/2013/12/teori-ikatan-valensi.html