Bab 10 Bentuk – Bentuk Molekul
10.1 Menjelaskan Bentuk-Bentuk Molekul dan Ion Menurut Struktur Lewis
Hal pertama yang dilakukan untuk mengetahui bentuk dari suatu molekul ialah dengan mengubah
rumus suatu molekul tersebut menjadi struktur lewis (atau rumus lewis). Struktur dua dimensi ini terdiri
atas titik elektron sebagai penghubung antara atom yang satu dengan atom yang lain, garis ikatan yang
menghubungkan antara atom satu dengan atom lainnya dan pasangan elektron bebasyang memenuhi
setiap kulit terluar suatu atom (elektron valensi).
Menggunakan Aturan Oktet untuk Menuliskan Struktur Lewis
Untuk menuliskan struktur Lewis dari suatu rumus molekul, hal yang pertama kali dilakukan
adalah meletakkan atom-atom tersebut, yang mana atom tersebut akan berikatan dengan atom lain dan
membagi elektron valensi sebgai ikatan dan pasangan elektron bebas.
Struktur Lewis untuk Molekul Berikatan Tunggal
Langkah 1. Tempatkan setiap atom. Untuk senyawa dengan rumus molekul Abn, tempatkan atom dengan
nomor golongan terendah atau atom yang memiliki keelektronegatifan terendah ditengah karena atom
tersebut membutuhkan elektron lebih banyak untuk memenuhi aturan oktet.
Langkah 2. Tentukan jumlah elektron valensi dari molekul yang akan dibuat struktur Lewisnya. Hitung
semua elektron valensi dari semua atom. Untuk ion poliatomik, tambahkan 1e- untuk setiap muatan
negatif atau mengurangi 1e- untuk setiap muatan positif.
Langkah 3. Gambarkan ikatan tunggal dari atom pusat ke atom disekelilingnya dan kurangi 2e- di setiap
ikatan.
Langkah 4. Bagikan elektron yang tersisa sehingga setiap atom memiliki 8e- (2e- untuk H). Pertama,
tempatkan pasangan elektron bebas di sekitar atom. Jika masih ada elektron yang tersisa, tempatkan
elektron-elektron tersebut di atom pusat. Kemudian pastikan bahwa setiap atom memiliki 8 elektron.
Dengan menggunakan empat langkah tersebut, kita dapat menentukan struktur Lewis untuk
ikatan tunggal dengan atom pusat C, N atau O.
Atom Hidrogen membentuk satu ikatan
Atom Karbon membentuk empat ikatan
Atom Nitrogen membentuk tiga ikatan
Atom Oksigen membentuk dua ikatan
Atom Halogen membentuk satu ikatan
Struktur Lewis untuk Molekul dengan Ikatan Rangkap
Terkadang setelah menuliskan langkah 1 hingga 4, masih ditemukan electron yang tersisa karena
electron tersebut tidak cukup untuk dibagikan ke atom pusat untuk memenuhi aturan Oktet. Hal ini
menandakan bahwa dalam molekul tersebut terdapat ikatan rangkap. Maka, terdapat langkah tambahan :
Langkah 5. Melibatkan ikatan rangkap. Jika setelah langkah ke 4 atom pusat masih belum bias memenuhi
aturan Oktet, maka pasangan electron bebas diganti dengan ikaan rangkap. Contoh C2H4 :
Langkah 1-4 Langkah 5
Resonansi : Ikatan Elektron yang Terdelokalisasi
Menurut struktur Lewis, kita dapat meletakkan ikatan rangkap disebelah ikatan tunggal
contohnya O3 :
Pada struktur I, Oksigen B berikatan rangkap dengan Oksigen A dan berikatan tunggal dengan
Oksigen C. pada struktur II, ikatan tunggal dan ikatan rangkapnya berkebalikan dengan struktur I. struktur
I dan II menunjukkan perbedaan sruktur Lewis tetapi memiliki molekul yang sama. Molekul tersebut
menunjukkan dua struktu Lewis yang disebut Struktur Resonansi (atau bentuk resonansi). Struktur
resonansi memiliki atom yang ditempatkan di tempat yang sama, tetapi memiliki perbedaan dalam
penempatan ikatan dan pasangan electron bebas.
Struktur resonansi tidak menunjukkan ikatan yang sebenarnya : O3 tidak berubah dengan cepat dari
struktur I ke struktur II. Molekul yang sebenarnya adalah resonansi campuran, dimana adalah rata-rata
dari bentuk resonansi. Bentuk resonansi campuran O3 :
Muatan Stabil : Memilih Struktur Resonansi yang Lebih Penting
Karena resnansi campuran merupakan rata-rata dari suatu bentuk resonansi, maka dapat
dipastikan bahwa “berat” nya adalah rata-rata dari struktur resonansi tersebut. Cara yang lebih tepat untuk
meentukan bentuk resonansi adalah dengan menentukan muatan stabil setiap atom, muatan yang stabil
dapat diketahui jika ikatan tersebut memiliki jumlah electron yang sama untuk dibagikan dengan yang
diterimanya.
Muatan stabil setiap tom adalah jumlah electron valensi dikurangi dengan electron valensi yang
dimiliki dalam suatu molekul.
Muatan stabil suatu elektron =
No. electron valensi – (no. electron valensi yang tak dibagikan +
no. electron valensi yang dibagi)
Contoh O3 :
Bentuk I dan IIsama-sama memiliki muatan yang stabil tetapi perbedaan pada atom O, contoh
diatas adalah resonansi campuran. Muatan stabil harus memiliki jumlah yang pasti : nilai 0 untuk molekul
dan ion untuk muatan ion.
3 kriteria yang yang dapat membantu dalam menentukan struktur resonansi yang lebih penting :
Terdiri dari muatan positif atau negatif
Seperti muatan stabil
Atom yang memiliki keelektronegatifan yang lebih tinggi
Muatan stabil (digunakan untuk menentukan struktur resonansi) tidak sama dengan bilangan
oksidasi (digunakan untuk reaksi redoks) :
Untuk muatan stabil, elektron yang berikatan sama dengan atom-atomnya ( seperti ikatan
kovalen nonpolar)
Untuk ilangan oksidasi, elektron yang berikatan adalah atom yang memiliki
kelektronegatifan lebih tinggi (ikatan ionik) :
Setiap bilangan oksidasi tidak merubah suatu bentuk resonansi (karena keelektronegatifannya tidak
berubah). Tetapi, muatannya berubah (karena jumlah ikatan dan pasangan elektron bebasnya berubah).
Struktur Lewis untuk Pengecualian terhadap Aturan Oktet
Pengecualian yang paling signifikan terhadap aturan Oket adalah untuk molekul-molekul yang
kekurangan elektron, atom yang memiliki jumlah elektron yang ganjil, dan atom yang mengeluarkan
elektron terluarnya.
Molekul yang kekurangan elektron
Seperti Berilium dan Boron yang memiliki elektron kurang dari 8, jika bereaksi maka atom pusat
akan sering kekurangan elektron.
Molekul yang memiliki elektron ganjil
Beberapa molekul berisi atom pusat yang memiliki elektron berjumlah ganjil, sehingga tidak
semua elektronnya dapat berikatan atau dapat disebut radikal bebas,yang berisi elektron bebas, yang
bersifat paramaknetik dan sangat reaktif. Contohnya :
Molekul yang memperluas kulit terluar
Sebuah atom memperluas kulit terluarnya untuk membentuk ikatan lagi, dengan proses pelepasan
energi. Maka, sebuah atom memperluas kulit terluarnya hanya terjadi bila atom tersebut merupakan atom
nonlogam dari periode ketiga dan setereusnya, yang menduduki orbital d. contohnya Sulfur heksaflorida
SF6 :
Contoh lain adalah Fosforus pentaklorida PCl5 :
Pada SF6 dan PCl5 atom pusat mengikat lebih dari 4 atom.
10.2 Teori VSEPR dan Bentuk Molekul
Struktur Lewis adalah sebagai petunjuk untuk menggambar bentuk molekul. Untuk
menggambarkan bentuk molekul dari struktur Lewis, para kimiawan menggunakan teori VSEPR. Prinsip
umum dari teori VSEPR ini adalah setiap elektron valensi terletak sangat jauh dari atom pusat untuk
mencegah terjadinya tolakan.
Susunan Elektron dan Bentuk Molekul
Bentuk molekul ditentukan oleh posisi suatu atom pusat. Sudut suatu ikatan ditentukan oleh
nuclei yang terdapat di sekitar nucleus atom pusat.
Model VSEPR digunakan untuk menghitung bentuk molekul yang menurut dengan instrument
laboratorium. VSEPR digunakan hamper di setiap observasi.
Bentuk Molekul dengan Dua Grup Elektron (Susunan Linear)
Susunan linearadalah bentuk molekul dengan bentuk linear dengan sudut ikatan 1800. Contoh
Berilium klorida (BeCl2) dan Karbon dioksida (CO2) :
Bentuk Molekul dengan Tiga Grup Elektron (Susunan Trigonal Planar)
Susunan trigonal planar adalah bentuk molekul dengan bentuk trigonal planar dengan sudut
ikatan 1200. Contoh Boron triflorida BF3 dan ion nitrat NO3
- :
Bentuk Molekul dengan Empat Grup Elektron (Susunan Tetrahedral)
Susunan tetrahedral adalah bentuk molekul dengan bentuk tetrahedral dengan sudut ikatan 900.
Contoh NH4 :
Bentuk Molekul dengan Lima Grup Elektron (Susunan Trigonal Bipiramidal)
Susunan trigonal bipiramidal adalah bentuk molekul dengan bentuk trigonal bipiramidal dengan
sudut ikatan yang memiliki keelektronegatifan rendah 900 dan 120
0 untuk ikatan yang memiliki
keelektronegatifan tinggi. Contoh PCl5 :
Bentuk Molekul dengan Enam Grup Elektron (Susunan Oktahedral)
Susunan oktahedral adalah bentuk molekul dengan bentuk oktahedral dengan sudut ikatan 900.
Contoh SF6, IF5, dan XeF4 :
Menggunakan Teori VSEPR untuk Menentukan Bentuk Molekul
Langkah – langkah dalam metode VSEPR untuk menentukan bentuk molekul :
Langkah 1 : Menuliskan struktur Lewis
Langkah 2 : Susunlah electron dengan menghitung semua electron yang terdapat disekitar atom pusat.
Langkah 3 : Prediksikan sudut ikatan yang ideal untuk molekul tersebut.
Langkah 4 : Gambar dan beri nama bentuk molekul tersebut.
Bentuk Molekul dengan Atom Pusat Lebih dari Satu
Untuk molekul ini, kita dapat menentukan bentuk molekul disekitar satu atom pusat. Disaat suatu
molekul mempunyai atom pusat lebih dari satu,bentuknya hampir menyerupai satu sama lain,dan akan
membentuk V (AX2E2). Contoh CH3CH2OH :