7.10. Struktur MolekulBentuk molekul

Molekul Linier = sudut ikatan 180

Molekul Segitiga planar = sudut ikatan 120

Molekul tetrahedral = sudut ikatan 109,5Gambar :

Langkah-langkahMenggambar molekul

tetrahedral

= 4 muka

Molekul Oktahedral : 2 square pyramid

Molekul Trigonal bipiramidal : 2 trigonal piramidModel ikatan : - ikatan ekuatorial : 120

- ikatan aksial : 180- diantara ekuatorial dengan aksial 90

7.11. Prediksi Bentuk Molekul : Teori ”VSEPR”Teori “VSEPR” (Valance Shell Elektron Pari Requlsion) : Pasangan e- kulit valensi atom pusat akan saling tolak-menolak sampai tercapai tolakan yang paling minimal.ex : - BeCl2

Gambar : Two pairs

Three pairs

Four pairs

Five pairs

Six pairsLatihan :CCl4, SbCl5

Ex : BeCl2

Be

B120o

Cl ClBe

180oCl Cl

Be

< 180o

B

Cl Cl

Cl

(benar) (salah)

Linier

Segitiga Planar

BCl3

Latihan : CCl4, SbCl5

Gambar :

Bentuk molekul bila beberapa pasangan e-

tidak dipakai untuk ikatan

Pasangan e- yang tidak dipakai akan memberikan tolakan yang sama seperti pasangan e- yang tidak dipakai untuk ikatan

Gambar :

Cl ClSn

Sn

Cl Cl

Sn Bentuk non linierAtau bentuk V

Molekul dengan 4 pasangan e- dalam kulit ValensiGambar :

NH H

H

OH H

Molekul dengan 5 pasangan e- dalam kulit Valensi

Gambar :

Molekul dengan 6 pasangan e- dalam kulit Valensi

Gambar :

Latihan :ClO2

-, XeF2, XeOF4

Bentuk molekul dan ion dengan ikatan rangkap dua atau tiga

Sama seperti ikatan tunggal

Gambar :

Latihan : HCN, SO32-, XeO4, OF2, CO3

2-

N

O

OO

Segitiga Planar

O

NO

O

CO

Non Linier

7.12. Bentuk Molekul dan Polaritas MolekulMomen di pol molekul

• Kekuatan interaksi tergantung pada jumlah muatan dalam molekul dan jarak antara muatan• Di tentukan secara eksperimen • Struktur molekul dapat menentukan polaritas molekul

Dipol ikatan

( Non Polar )

Molekul Polar

Molekul Polar

Latihan : PCL3, SO3, HCN, SF6, SO2

7.13. Mekanika Gelombang dan Ikatan Kovalen : Teori Ikatan Valensi

• Bagaimana atom-atom berpatungan elektron antara kulit-kulit valensi mekanika kuantum untuk mempelajari bagaimana orbital-orbital atom berinteraksi satu sama lain

• Teori modern ikatan berdasarkan fungsi-fungsi mekanika gelombang

• Teori ikatan modern : 1. Teori ikatan valensi 2. Teori orbital molekul

Postulat dasar teori ikatan valensi

Suatu ikatan antara 2 atom dibentuk bila sepasang elektrondengan spin yang berpasangan di bagi oleh 2 orbital atomyang saling “overlapping”, satu orbital dari setiap atombergabung dalam ikatan

Gambar pembentukan molekul H2 menurut teori ikatan kovalen

Gambar pembentukan molekul HF menurut teori ikatan kovalen

Gambar pembentukan molekul H2S menurut teori ikatan kovalen

Gambar pembentukan molekul F2 menurut teori ikatan kovalen

Latihan : HCl

7.14. Orbital HibridBe H2 :

Diagram orbital pada kulit valensi berilium :

Be2s 2 p

Untuk berikatan dengan 2 atom H maka Be harus menyediakan 2 orbital pada kulit valensi yang masing-masing orbital mengandung 1e-

Be

2s 2p

Hibridasi sp s p Orbital 2p yang unhibrid

Gambar pembentukan orbital hibrid sp

Gambar ikatan BeH2 menurut teori ikatan valensi

Hibrida lain yang dibentuk dari orbital s dan p

Gambar : sifat-sifat langsung orbital hibrid sp, sp

Latihan : BCl3, CH4

Gambar : gambaran ikatan valensi pada BCl3

Gambar : karbon tetrahedral dari model CH4

Gambar :Ikatan pada molekul

etana (C2H6)

Gambar : 3 konfirmasi atom-atom dalam molekul pertama (C5H12)

Hibridasi bila atom pusat mempunyai lebih dari oktet

Gambar : orientasi hibrid yang melibatkan orbital Atom d (a) orbital hibrid sp3 d (b) sp3 d2 orbital hibrid

Latihan : Jelaskan orbital hibrid dari SF6, AsCl5

Penggunaan teori VSEPR untuk memprediksi Hibridasi

CH4 tetrahedral hibridasi sp3

SF6 oktahedral hibridasi sp3 d2

Latihan : SiH4, PCl5

Hibridasi dalam molekul yang mempunyai pasangan elektron bebas

CH4 adalah molekul tetrahedral hibridasi sp3 orbital karbonSudut ikatan H - C - H = 109,5

NH3, sudut ikatan H - N - H = 107H2O, sudut ikatan H - O - H = 104,5

Sudut ikatan H – X – H mendekati sudut untuk molekulyang atom pusat mempunyaihibrid sp3

Hibrid sp3 oleh O dan N, digunakan untuk menjelaskan geometri H2O dan NH3

O

2s 2p

sp3

Hibridasi dan pembentukan ikatan

O (dalam H2O)

Gambar :

N

Hibridasi dan pembentukan ikatan

N (dalam NH3)

2s 2 p

Latihan : molekul SF4, PCl3, ClF3 ?

Ikatan kovalen koordinat dan orbital hibrid

BF3 + F BF4

Ion tetrafluoroborat

Diagram reaksi :

FF B

F+ F

-

F

FF B F

Hibridasi :

Diagram orbital :

B

B

B (dalam BF4-)

Sepasang e- dan F-

Latihan : PCl6-

2s 2 p

sp2

sp3

7.15. Ikatan Rangkap Dua dan Tiga“Overlap” orbital-orbital s, p, atau orbital hibrid disebutIkatan Sigma atau Ikatan

a) overlap dari orbital sb) overlap dari orbital p dari ujung ke ujungc) overlap dari orbital hibrid

Gambar :Ikatan Sigma

Ikatan yang terjadi overlap dari orbital p dari ujungke ujung secara aksial yang menghasilkan densitas e-yang dibagi diantara 2 daerah yang berlawanan pada 2 inti yang bergabung disebut ikatan pi (ikatan )

C C

H H

H H

Hibridisasi sp2

Gambar : pembentukan ikatan

Gambar :Ikatan rangkapKarbon-karbon

Hibridisasi

Orbital 2p yang tidak berhibridisasi(digunakan untuk membentuk ikatan

sp2

2s 2p

C

C

Gambar : rotasi restribusi pada ikatan rangkap

sp2 Orbital 2p yang tidak berhibridisasi

(Keadaan dasar oksigen)

sp2 2 p

Pembentukan hibrid sp2

sp2 Orbital yang tidak terhibridisasi

C

O

O

Gambar :Ikatan pada formaldehid

2s 2px 2py 2pz

Hibridisasi

sp 2py 2pz

( Tidak berhibridisasi )

C

C

H – C C – HAsetilen

Gambar : ikatan rangkap tiga C – C dalam asetilen

Gambar : Ikatan rangkap tiga Dalam N2

7.16. Teori Orbital Molekul

Memandang bahwa suatu molekul mirip dengan atom dalamSatu respek yang penting level energi tergantung kepada Variasi orbital yang dipopulasikan oleh e-.

Atom orbital atomMolekul orbital molekul

Orbital molekul yang dibentuk = orbital atom-atom yangBerkombinasi

Molekul terdiri dari susunan inti atom tertentu, dan di sekitar Inti tersebut tersebar satu set orbital molekul.

Gambar : Interaksi orbital atom 1s pada molekul H2 untuk menghasilkanOrbital molekul ikatan dan anti ikatan

Orbital molekul anti ikatan :Cenderung untuk tidak menstabilkan suatu molekul bila ditempati elektron

Teori orbital molekul dapat digunakan untuk menghitungKeberadaan molekul tertentu

Mengapa beberapa molekul ada dan yang lain tidak ?

Gambar :Diagram level energi orbital molekul H2

Gambar : diagram level energi orbital molekul He2

Pada molekul He2 e- ikatan = e- anti ikatan tidak stabil

Jika kehilangan 1e- anti ikatan He2 He2+ maka masih adaElektron ikatan netro ion tersebut bisa ada walaupun tidak Stabil dan tidak dapat diisolasi.

Orde ikatan

0,5 2

1 - 2 ikatan orde : HeIon

0 2

2 - 2 ikatan orde : He Molekul

1 2

0 - 2 ikatan orde : H Molekul

2

e -ikatan e ikatan Orde

2

2

2

--

Ikatan molekul diatonik periode 2

• Kulit terluar unsur periode 2 mengandung subkulit 2s dan 2p• Bila atom-atom pada periode 2 berikatan, maka subkulit orbital atom-atom berinteraksi kuat untuk menghasilkan orbital-orbital molekul

Gambar : bentuk orbital molekul ikatan dan anti ikatanyang dihasilkan dari “overlap” orbital 2p

Gambar : energi relatif orbital molekul pada molekul diatomik periode 2

Konfigurasi e- orbital molekul diperoleh dengan aturanyang sama seperti pengisian orbital atom dalam atom

1. Pengisian e- dimulai dari orbital energi terendah

2. Dalam setiap orbital, diisi maksimal 2e- dengan spin berlawanan

3. Penyebaran e- dengan spin tidak berpasangan di atas orbital yang mempunyai energi yang sama

Tabel 8.1 populasi orbital molekul dan orde ikatan untuk molekul diatomik periode 2

Teori orbital molekul memprediksikan molekul Be2 dan Ne2

tidak ada lain orde ikatan = 0 Orde ikatan meningkat dari B C N dan berkurang dari N O F Teori orbital molekul dapat menjelaskan struktur e- molekul O2

- Dari eksperimen O2 : paramagnetik ( terikat lemah dengan magnet )- Mempunyai 2e- yang tidak berpasangan- panjang ikatan O2 ikatan ikatan O - O

dengan teori e- valensi hal tersebut telah dapat dijelaskanex : struktur lewis :

O O

O O

( tidak diterima berdasarkan eksperimen karena semua elektron berpasangan)

( tidak diterima berdasarkan eksperimen karena ikatan tunggal O – O )

Dengan teori orbital molekul, bila aturan Hund dilaksankan,2e- dalam orbital * O2 disebar di atas orbital ini dengan spinyang tidak berpasangan karena kedua orbital mempunyaienergi yang sama e- dalam 2 orbital anti ikatan * menghilangkanpengaruh e- dalam 2 orbital ikatan , sehingga orde ikatan adalah 2 dan ikatan adalah efektif ikatan rangkap dua.

Latihan : NO ?

7.17. Orbital Molekul Delokalisasi

Teori orbital molekul menghindari konsep resonansi konsep delokalisasi e-

Ex :

O C- -

O C

O C- -

O C

Resonansi menurut teori ikatan valensi

Gambar :

O C-O

O

Delokalisasi e- teori orbital molekul

Gambar :

energi resonansi = energi delokalisasi

resonansi berbeda dengan delokalisasi dalam hal pendekatan teori ikatan

Gambar :

7.18. Ikatan PadatanUnsur logam

nonlogammetaloid

Perbedaan kemampuan konduksi(dari sifat kelistrikan) / konduktivitas

Gambar : energi dalampadatan Na

Pada pita 3s 1e- dapat dipindahkan dari satu atomKe atom lain dengan mudah sehinggaNa bersifat konduksivitas yang baik

Pita vaelnsi : pita yang mengandung e- pada kulit terluar (kulit valensi)

Pita konduksi : beberapa pita yang kosong atau terisi sebagian e-,karena e- ini dapat dipindahkan melalui padatan dan mudah membawa sifat kelistrikan.

Pada logam Na pita valensi = pita konduksi sehingga sebagai konduktor yang baik

Pada logam Mg pita valensi = 3s terisi penuh sehingga tidak dapat digunakan untuk transfer e-

Pita konduksi 3p yang kosong sebenarnya “overlap” pada valensi Dan dengan mudah dapat memindahkan e- bila diberi muatan Bersifat konduktor.

Insulator gelas, permata, karet Semua elektron valensi digunakan untuk membentuk

Ikatan kovalen sehingga semua orbital pita valensi terisi dan tidak dapat menghasilkan sifat konduksivitas

adanya pemisahan energi (“band gap”) yang besarantara pita valensi dan pita konduksi terdekat (pita kosong), sehingga tidak dapat mengalami konduksidengan baik

Gambar

Semi konduktor Si, Ge pita valensi terisi, tetapi band gap antara

pita valensi yang terisi dengan pita konduksiterdekat adalah kecil

- Temperatur energi “thermal” e- dengan energi yang cukup untuk populasi pita konduksi

- Si dapat menjadi semikonduktor tipe – p apabila dilapisi unsur gol IIIA, seperti B muatan dibawa oleh “hole” positif

- Si dapat menjadi semikonduktor tipe – n apabila dilapisi unsur gol VA, seperti As muatan dibawa oleh elektron

Gambar 8.40 konstruksi batere solar Si “p – n junction”