Teori Pasangan Elektron (Vsepr)
Semua zat intinya terdiri atas atom-atom. Atom-atom sejenis akan berikatan membentuk molekul unsur, sedangkan atom-atom yang berbeda jenis akan berikatan membentuk molekul senyawa. Pada tiap molekul tersebut terdapat gaya tarik menarik antar atom yang disebut dengan ikatan kimia.
Pada dikala atom-atom berikatan membentuk molekul maka atom-atom tersebut akan menempatkan dirinya dalam posisi tertentu. Cara atom-atom saling berikatan, jenis ikatan antar atom dan gaya-gaya yang terjadi antar atom mempengaruhi penempatan atom-atom tersebut dalam ruang sehingga menghasilkan bentuk-bentuk molekul tertentu. Para pakar kimia telah menggolongkan bentuk molekul ke dalam beberapa bentuk ruang tiga dimensi atau disebut dengan geometri molekul.
Ada 2 cara dalam memilih geometri molekul senyawa kovalen sederhana, yaitu dengan teori jumlah pasangan elektron di sekitar kulit atom yang dikenal dengan nama teori VSEPR (Valence Shell Elektron Pairs Repolsion) dan dengan teori hibridisasi.
Teori VSEPR
Dalam suatu molekul, atom diikat oleh atom yang lainnya dengan memakai pasangan elektron yang berada dalam kulit terluar atom pusat. Pasangan-pasangan elektron ini akan berusaha saling menjauhi sehingga gaya tolak menolak pasangan elektron menjadi minimum. Hal ini menjadi dasar Teori VSEPR yang dikemukakan oleh Sidgwick Powell dan Nylholm Gillespie. Teori VSEPR disebut juga teori domain elektron atau teori tolakan pasangan elektron kulit terluar atom.
Teori VSEPR pertanda beberapa hal, diantaranya ialah sebagai berikut;
1. Pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom sentra baik pasangan elektron bebas (PEB) maupun pasangan elektron terikat (PEI) akan tolak menolak satu sama lain sejauh mungkin sehingga gaya tolakannya menjadi minimum.
2. Kekuatan tolakan antar pasangan elektron berbeda-beda. Tolakan PEB-PEB > tolakan PEB-PEI > PEI-PEI. Hal ini terjadi lantaran PEB hanya terdapat pada satu atom saja, sehingga sanggup bergerak bebas dan menempati ruang lebih besar dibandingkan PEI. Akibat dari tolakan dari PEB tersebut maka sudut ikatan PEI menjadi lebih kecil.
3. Teori ini tidak memakai orbital atom, yang penting kita mengetahui banyaknya pasangan elektron terluar di sekitar atom pusat, baik PEB maupun PEI dengan memakai struktur titik elektronnya (struktur lewis) kemudian memilih posisi PEI untuk meramalkan geometri molekulnya.
Beberapa geometri suatu molekul yang sanggup diramalkan dengan memakai teori VSEPR ialah sebagai berikut;
1. Geometri linier
Geometri linier ialah bangkit ruang molekul yang atom-atom penyusun molekulnya berada dalam suatu garis lurus. Contoh geometri linier contohnya pada berilium Florida (BeF2). Berilium (Be) mempunyai nomor atom 4. Konfigurasi Be = [He] 2s2 jadi elektron terluarnya = 2. Dua elektron ini dipakai Be untuk berikatan dengan F, sehingga Be menjadi atom sentra yang mempunyai dua pasang elektron ikatan pada kulit terluarnya. Struktur lewis BeF2 ialah sebagai berikut;
Kedua pasangan elektron ikatan tersebut akan menempati posisi yang berlawanan untuk meminimalkan tolakan. Sudut F-Be-F yang terbentuk sebesar 1800 atau membentuk garis lurus. Geometri molekulnya ialah linier menyerupai tampak pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 geometri molekul BeF2
2. Geometri trigonal planar
Geometri trigonal planar merupakan bangkit ruang suatu molekul dimana atom pusatnya dikelilingi oleh tiga atom lainnya. Ketiga atom tersebut menempati sudut-sudut segitiga datar. Contoh geometri trigonal planar contohnya pada boron triflorida (BF3). Boron (B) mempunyai nomor atom 5. Konfigurasi elektron B = [He] 2s2 2p1. Jumlah elektron terluar = 3. Ketiga elektron ini dipakai untuk berikatan dengan F, sehingga B sebagai atom sentra mempunyai tiga pasang elektron ikatan pada kulit terluarnya. Struktur lewis BF3 sebagai berikut;
Untuk meminimalkan tolakan maka ketiga pasangan elektron tersebut masing-masing akan menempati sudut pada segitiga sama sisi pada bidang datar. Sudut yang terbentuk sebesar 1200. Geometri molekulnya ialah segitiga datar atau trigonal planar menyerupai yang terdapat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. geometri BF3
3. Geometri tetrahedral
Geometri tetrahedral ialah bangkit ruang limas empat sisi dengan muka segitiga equilateral. Contoh geometri tetrahedral contohnya pada molekul metana (CH4). Atom karbon (C) dengan nomor atom 6, mempunyai konfigurasi elektron [He] 2s2 2p2. elektron terluarnya ialah empat. Keempat elektron tersebut dipakai untuk melaksanakan ikatan dengan H, sehinggga atom C sebagai atom sentra mempunyai empat pasang elektron ikatan di sekitar kulit terluarnya. Keempat pasang elektron tersebut meminimalkan tolakan dengan menempatkan dirinya pada sudut-sudut tetrahedral. Semua sudut ikatan H-C-H sebesar 109,50. Geometri molekulnya ialah tetrahedral.
Pasangan elektron bebas di sekitar kulit terluar atom sentra sanggup mempengaruhi geometri molekulnya, contohnya pada molekul amoniak (NH3). Pada molekul amoniak, nitrogen (N) mempunyai lima elektron pada kulit terluarnya. tiga elektron dipakai untuk berikatan dengan H sedangkan dua elektron membentuk pasangan elektron bebas. Kaprikornus N sebagai atom sentra tiga pasangan elektron ikatan dan satu pasang elektron bebas. Tolakan minimal dicapai jikalau tiga pasang elektron ikatan berada pada sudut segitiga equilateral dan atom sentra N berada di bab atas segitiga equilateral. Geometri molekulnya ialah trigonal piramida atau limas segitiga. Karena tolakan PEB-PEI > PEI-PEI maka PEB membutuhkan ruang lebih besar daripada PEI sehingga sudut ikatan H-N-H mengecil menjadi 1070.
Pada molekul air (H2O), pasangan elektron ikatannya hanya dua pasang, dua pasang lainnya ialah pasangan elektron bebas. Adanya dua pasang elektron bebas ini akan semakin menciptakan kecil sudut ikatan H-O-H menjadi 105,30. Geometri molekul H2O ialah V atau bengkok. Geometri molekul CH4, NH3 dan H2O sanggup dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 geometri molekul CH4 , NH3 dan H2O
4. Geometri trigonal bipiramida
Geometri trigonal bipiramida merupakan bangkit ruang yang tersusun atas dua buah limas segitiga dengan bab mukanya dipersekutukan. Contoh molekulnya ialah pospor pentaklorida (PCl5). Pospor (P) mempunyai lima elektron terluar yang seluruhnya dipakai untuk berikatan dengan Cl membentuk lima pasang elektron ikatan. Kelima pasang elektron tersebut menempati dua posisi yang tidak ekivalen untuk meminimalkan tolak menolak antara pasangan elektron. Tiga pasang elektron masing-masing akan menempati posisi di puncak segitiga equilateral dengan sudut Cl-P-Cl sebesar 1200 sedangkan dua pasang ikatan lainnya masing-masing menempati puncak aksial dengan sudut Cl-P-Cl sebesar 900.
Jika suatu molekul mempunyai pasangan elektron bebas diantara kelima pasangan elektronnya, maka pasangan elektron bebas akan menempati posisi equatorial. Hal ini dikarenakan pasangan elektron bebas selalu ingin menempati tempat yang lebih luas. Semakin banyak pasangan elektron bebasnya maka sudut ikatannya semakin kecil. Sebagai pola pada molekul SF4, jawaban adanya satu pasang elektron bebas, sudut ikatan F-S-F pada posisi aksial mengecil menjadi 86.80 dan pada posisi equatorial menjadi 101,50. Beberapa pola adanya imbas pasangan elektron bebas pada bentuk geometri sanggup dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. geometri untuk PCl5, SF4, ClF3 dan I3-
5. Geometri oktahedral
Geometri oktahedral merupakan suatu bangkit ruang yang mempunyai delapan muka segitiga, dibuat dari dua buah limas dengan bantalan segiempat yang dipersekutukan. Contoh molekul dengan geometri oktahedral ialah welirang heksaflorida (SF6). Dalam molekul ini, terdapat enam pasang elektron kulit terluar pada atom sentra welirang (S). Tolakan antar pasangan elektron akan minimal jikalau keenam pasang elektron itu berada pada sudut-sudut oktahedral. Geometri oktahedral mempunyai enam puncak dan delapan muka berupa segitiga equilateral yang identik. Semua sudut F-S-Fnya sama yaitu sebesar 900. Perubahan geometri jawaban adanya pasangan elektron bebas sanggup dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 geometri molekul SF6, ClF5 dan XeF4
6. Geometri molekul yang mempunyai ikatan rangkap berdasarkan model VSEPR dianggap sebagai satu deretan elektron menyerupai ikatan tunggal. Contohnya molekul CO2. Geometrinya linier menyerupai pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. geometri molekul CO2
7. Pada Senyawa ion, kedudukan muatan ion dalam geometri tidak sanggup ditunjukkan alasannya ialah muatan ion bukan milik salah satu spesi dalam molekul itu, tetapi menjadi satu kesatuan dengan spesi yang terdapat pada ion itu, sehingga untuk menunjukkan bahwa geometri itu ialah ion, hanya sanggup ditunjukkan pada struktur lewisnya saja. Contoh pada molekul H3O+,
Gambar 2.7. geometri molekul ion H3O+
Geometri suatu molekul berdasarkan teori VSEPR sanggup pula diramalkan dengan menghitung jumlah pasangan elektron yang terlibat dalam pembentukan ikatan.
Perumusan umum yang sanggup dipakai adalah
Keterangan :
A = Atom pusat
X = atom yang terikat pada atom pusat
m = jumlah pasangan elektron yang terikat (PEI)
E = pasangan elektron bebas yang kuat pada bentuk molekul lantaran akan mendorong pasangan elektron ikatan untuk lebih saling mendekat satu sama lain sehingga membentuk suatu struktur tidak sesuai dengan bentuk molekul dasar.
n = jumlah pasangan elektron bebas (PEB). n = (EV – X)/2 jikalau ikatannya tunggal dan n =(EV – 2X)/2 jikalau ikatannya rangkap.
EV = jumlah elektron valensi atom pusat
Contoh soal:
Tentukan tipe molekul dan geometri molekul dari senyawa-senyawa biner berikut ini;
a. BF3 b. XeO4
Jawab.
a. Atom sentra pada BF3 = B, Konfigurasi 5B = [He] 2s2 2p1 dan 9F = [He] 2s2 2p5 maka BF3 ikatannya kovalen tunggal, jadi Jumlah elektron valensi B (EV) = 3, Jumlah pasangan elektron ikatan (m) = 3
Jumlah pasangan elektron bebas (n) = (3-3)/2 = 0
Jadi tipe molekul = AX3 Geometri molekulnya = segitiga datar
a. Atom sentra pada XeO4 = Xe, konfigurasi elektron 54Xe = [Kr] 5s2 4d10 3p6 dan 8O =[He] 2s2 2p4 maka XeO4 ikatannya rangkap, jadi Jumlah elektron valensi Xe (EV) = 8, jumlah pasangan elektron ikatan (m) = 4
Jumlah pasangan elektron bebas (n) = (8-2x4)/2 = 0
Jadi tipe molekul = AX4 Geometri molekulnya = tetrahedral
Secara umum, hasil perumusan dengan teori VSEPR untuk meramalkan geometri molekul sederhana ditunjukkan pada tabel 2.1.
Pasangan elektron | Struktur pasangan elektron | Geometri molekul | Tipe molekul | Contoh senyawa | ||
Ikatan | Bebas | Total | ||||
2 | 0 | 2 | Linier | Linier | AX2 | BeCl2 |
3 2 | 0 1 | 3 | Segitiga datar | Segitiga datar Bengkok atau V | AX3 AX2E | BCl3 SnCl2 |
4 3 2 | 0 1 2 | 4 | tetrahedral | Tetrahedral Segitiga piramida Bengkok atau V | AX4 AX3E AX2E2 | CCl4 & SiH4 NH3 & PCl3 H2O & SCl2 |
5 4 3 2 | 0 1 2 3 | 5 | Segitiga bipiramida | Segitiga bipiramida Jungkat-jungkit Bentuk T linier | AX5 AX4E AX3E2 AX2E2 | PCl5 & PF5 SF4 ClF3 XeF2 |
6 5 4 | 0 1 2 | 6 | oktahedral | Oktahedral Segiempat piramida Segiempat datar | AX6 AX5E AX4E2 | SF6 ClF5 XeF4 |
Tabel 2.1 Geometri molekul berdasarkan teori VSEPR
Sumber http://sembilandewi.blogspot.com
0 Response to "Teori Pasangan Elektron (Vsepr)"
Posting Komentar