1 Ikatan Kimia II: VSEPR dan prediksi geometri Molekular, teori ...

Presentasi Powerpoint Pengajar oleh Penerbit ERLANGGA Divisi Perguruan Tinggi 2010 dimodifikasi oleh Dr. Indriana Kartini

Chapter 3c

Ikatan Kimia II: VSEPR dan prediksi geometri Molekular, teori ikatan valensi dan Hibridisasi Orbital Atom; teori orbital atom 10.1

Model Tolakan pasangan-elektron kulit-valensi (VSEPR, Valence Shell Electron Pair Repulsion) : Meramalkan bentuk geometris molekul dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan elektron.

Rumus

Jumlah pasangan elektron

Jumlah ps. bebas pd atom pusat

Susunan pasangan elektron

Geometri Molekul

AB2

2

0

linier

linier B

B

Cl

Be

Cl

0 ps bebas pd pusat atom 10.1

2 ikatan atom pd pusat atom

10.1

VSEPR

Rumus



AB2

2

0

AB3

3

0

Susunan pasangan elektron linier Segitiga datar

Geometri Molekul linier Segitiga datar

10.1

10.1

1

VSEPR

Rumus



AB2

2

0

linier

linier segitiga datar tetrahedral


AB3

3

0

segitiga datar

AB4

4

0

tetrahedral

Geometri Molekul

10.1

10.1

VSEPR

Rumus



AB2

2

0

linier

linier segitiga datar


Geometri Molekul

AB3

3

0

segitiga datar

AB4

4

0

tetrahedral

tetrahedral

0

segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida

AB5

5

10.1

10.1

VSEPR

Rumus



AB2

2

0

linier

linier segitiga datar


Geometri Molekul

AB3

3

0

segitiga datar

AB4

4

0

tetrahedral

tetrahedral Segitiga bipiramida oktahedral

AB5

5

0

segitiga bipiramida

AB6

6

0

oktahedral

10.1

10.1

2

10.1

ps elektron bebas vs. ps. elektron bebas

VSEPR

Rumus



AB3

3

0

AB2E

2

1

>

ps elektron bebas vs. ps. elektron ikatan

>

ps elektron ikatan vs. ps. elektron ikatan

VSEPR Susunan pasangan elektron

Geometri Molekul

trigonal planar trigonal planar

trigonal planar menekuk

Rumus



AB4

4

0

tetrahedral

tetrahedral

AB3E

3

1

tetrahedral

segitiga bipiramida


10.1

10.1

VSEPR

Rumus



AB4

4

0

AB3E

3

AB2E2

2

Geometri Molekul

VSEPR

Rumus



tetrahedral

AB5

5

0

Segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida

tetrahedral

segitiga bipiramida

AB4E

4

1

Segitiga bipiramida

Tetrahedron terdistorsi

tetrahedral

menekuk


Geometri Molekul

tetrahedral

1 2


Geometri Molekul

O H

H

10.1

10.1

3

VSEPR

Rumus



AB5

5

0

AB4E AB3E2

4

1 3

2


Geometri Molekul

Segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida


Bentuk T F F

Rumus



AB5

5

0

AB4E

4


1

AB3E2

3

2

AB2E3

2

3

Geometri Molekul

Segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida

Segitiga bipiramida Segitiga bipiramida


Bentuk T

Segitiga bipiramida

Cl

linier I

F

I I

10.1

VSEPR

Rumus



AB6

6

0

AB5E

5

1

10.1


Geometri Molekul

oktahedral

oktahedral

oktahedral

Segiempat piramida F F F

Rumus



AB6

6

0

oktahedral

oktahedral

AB5E

5

1

oktahedral

AB4E2

4

2

oktahedral

Segiempat piramida Segiempat datar


Geometri Molekul

Br F

F F

F Xe

F

F

10.1

10.1

Panduan untuk menerapkan model VSEPR 1. Tulis struktur Lewis molekul tersebut. 2. Hitung jumlah pasangan elektron disekitar atom pusat. 3. Gunakan VSEPR untuk meramalkan geometri molekulnya. Apakah geometri molekul dari SO2 dan SF4? O

S AB2E

menekuk

10.1

F

O F

S F

AB4E F

tetrahedron terdistorsi 10.1

4

Momen Dipol

Daerah miskin elektron

Daerah kaya elektron

H

F

δ+

δ−

µ=Qxr Q adalah muatan r jarak antar muatan 1 D = 3,36 x 10-30 C m

10.2

10.2

Yang manakah dari molekul berikut yang memiliki momen dipol? H2O, CO2, SO2, and CH4 O H H Momen dipol Molekul polar

S O O Momen dipol Molekul polar H

O

C

O

Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar

H

C

H

H Tdk ada momen dipol Molekul nonpolar

10.2

10.2

10.2

10.2

Apakah CH2Cl2 memiliki momen dipol?

5

Kimia dalam Kehidupan: Microwave Ovens

Bagaimana teori Lewis menerangkan ikatan pd H2 dan F2?

Pembagian dua elektron antar dua atom. Energi Ikatan yg terdisosiasi

Panjang Ikatan

Tumpang-tindih

H2

436,4 kJ/mol

74 pm

2 1s

F2

150,6 kJ/mol

142 pm

2 2p

Teori ikatan valensi – mengasumsikan bahwa elektron-elektron dalam molekul menempati orbitalorbital atom yang mengambil peranan dalam pembentukan ikatan. 10.2

10.3

Perubahan pada kerapatan elektron ketika dua atom hidrogen saling mendekat.

10.4

10.3

Hibridisasi– istilah yang digunakan untuk pencampuran orbital2 atom dalam satu atom.

Teori ikatan valensi dan NH3 N – 1s22s22p3

1. Tidak diterapkan pd atom yg terisolasi.

3 H – 1s1

2. Merupakan pencampuran dari sedikitnya dua orbital atom yang tidak setara.

Jika ikatan terbtk akibat kelebihan 3 orbital 2p pd nitrogen dengan orbital 1s pada tiap atom hidrogen, akan berbentuk apakah geometri molekul dari NH3? Jika digunakan 3 orbital 2p perkiraan adalah 900 Sudut ikatan aktual H-N-H adalah 107,30 10.4

3. Jumlah orbital hibrida yg dihasilkan sama dengan jumlah orbital atom asli yang terlibat dalam proses hibridisasi 4. Hibridisasi membutuhkan energi; tetapi sistem memperoleh kembali energi ini, bahkan lebih selama pembentukan ikatan. 5. Ikatan kovalen terbentuk akibat tumpang-tindihnya orbital hibrida dengan orbital yang tidak terhibridisasi. 10.4

6

10.4

10.4

Pembentukan Orbital Hibrida sp

Meramalkan sudut ikatan yang tepat

10.4

Pembentukan Orbital Hibrida sp2

10.4

Bagaimana meramalkan hibridisasi pusat atom? Hitung jumlah pasangan bebas DAN jumlah dari atoms yang terikat pada pusat atom # ps.bebas + # ikatan atom

10.4

Hibridisasi

Contoh

2

sp

BeCl2

3

sp2

BF3

4

sp3

CH4, NH3, H2O

5

sp3d

PCl5

6

sp3d2

SF6 10.4

7

10.4

10.5

Ikatan Pi (π) – kerapatan elektron diatas dan dibawah inti dari ikatan atom Sigma bond (σ) – kerapatan elektron antar 2 atom 10.5

10.5

10.5

10.5

8

Ikatan Sigma (σ) dan Pi (π) Ikatan tunggal

1 ikatan sigma

Ikatan ganda

1 ikatan sigma dan ikatan 1 pi

Ikatan rangkap tiga

1 ikatan sigma dan 2 ikatan pi

Berapa jumlah ikatan σ dan π terdapat pada molekul asam asetat (cuka) CH3COOH? O

H

H C

C

O

H

ikatan σ = 6 + 1 = 7 ikatan π = 1

H 10.5

O

O

Percobaan menunjukkan O2 adalah paramagnetik

10.5

Tingkat energi orbital molekul ikatan dan orbital molekul antiikatan pada hidrogen (H2).

Tidak ada e- yang tdk berpasangan Maka disebut diamagnetik

Teori Orbital Molekul – menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yg dihasilkan dr interaksi orbital2 atom dr atom2 yang berikatan dan yg terkait dg molekul secara keseluruhan.

Orbital molekul ikatan memiliki energi yg lbh rdh dan kestabilan yg lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya.

10.6

Orbital molekul antiikatan memiliki energi yg lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan orbital2 atom pembentuknya. 10.6

10.6

10.6

9

10.6

Konfigurasi Orbital Molekul (OM) 1. Jumlah orbital molekul yg terbentuk selalu sama dg jumlah orbital atom yg bergabung.

10.6

1 Orde ikatan = 2

(

Jumlah elektron pada OM ikatan

-

Jumlah elektron pada OM antiikatan

)

2. Semakin stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan yang berkaitan. 3. Pengisian orbital molekul dimulai dr energi rendah ke energi tinggi. 4. Setiap orbital molekul dpt menampung hingga dua elektron. 5. Gunakan aturan Hund ketika elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama. 6. Jumlah elektron dalam orbital molekul sama dg jumlah semua elektron pada atom-atom yg berikatan. 10.7

Orde Ikatan

½

1

½

0 10.7

Delokalisasi Orbital Molekul tidak hanya terbatas antar dua ikatan atom yang berdekatan, tetapi sesungguhnya terjadi antar tiga atau lebih atom.

10.7

10.8

10

Kerapatan elektron diatas dan dibawah permukaan molekul benzena.

10.8

10.8

Kimia dalam Kehidupan: Buckyball Anyone?

10.8

11