Halo sobat, Pernahkah kalian melihat sebuah iklan air minum Di sebuah stasiun televisi? Atau Pernahkah kalian melihat sebuah film dokumenter ilmiah mengenai terjadinya pemanasan global di bumi? pada iklan tersebut dijelaskan bahwa air mineral tersebut disusun oleh gabungan molekul H2O yang tak kasat mata. Pada iklan tv tersebut molekul air (H2O) digambarkan sebagai 2 buah bola berwarna abu-abu (H) dan 1 buah bola merah (O) yang saling berikatan dengan membentuk “V”, yang mana unsur O (Oksigen) letaknya ada di Puncak.
Sedangkan pada film dokumenter ilmiah, Sebuah fenomena pemanasan global terjadi akibat berkurangnya lapisan Ozon (O3) yang ada di atmosfer bumi. Pada film tersebut molekul Ozon (O3) digambarkan sebagai 3 buah bola berwarna biru yang saling berikatan, Adapun gambar molekul H2O dan Ozon (O3) dapat sobat lihat pada gambar 1 dan gambar 2 berikut ini;
Pernahkah muncul dalam benakmu, pertanyaan “Bagaimanakah cara menyusun geometri molekul molekul tersebut?”,”Ada berapakah bentuk suatu geometri molekul?” atau “Apa sajakah teori yang mendasari peramalan geometri dari suatu molekul tersebut?”.
Nah, temukan jawabannya pada pembahasan kali ini..
Pengertian Molekul
Pada saat duduk di bangku SMP, Sobat mungkin sudah tak asing lagi dengan istilah molekul. Molekul yaitu kumpulan dua atom atau lebih yang ada dalam sebuah susunan tertentu yang terikat oleh gaya kimia. Molekul tersebut akan membentuk suatu Susunan ruang-ruang atom yang dikenal dengan sebutan geometri molekul. Geometri molekul tersebut dipengaruhi oleh pasangan elektron terikat (PEI), pasangan elektron bebas (PEB) dan domain elektron.
Untuk mengetahui pasangan elektron terikat (PEI), pasangan elektron bebas (PEB) dan domain elektron, maka sobat harus menggambarkan struktur Lewis pada suatu senyawa. Struktur Lewis yaitu struktur yang menggambarkan keadaan suatu elektron-elektron valensi atom-atom yang saling berpasangan serta saling berikatan secara kovalen. Di dalam struktur Lewis terdapat dan PEI dan PEB.
Pasangan elektron terikat (PEI) yaitu pasangan elektron yang saling terikat antara atom pusat dengan atom yang lain secara kovalen. Sedangkan pasangan elektron bebas (PEB) yaitu pasangan elektron bebas pada atom pusat yang tidak mempunyai ikatan dengan atom yang lain. Adapun domain elektron yaitu total dari pasangan elektron yang terikat dan bebas. Setiap pasangan elektron (ikatan rangkap dua, rangkap tiga) akan bernilai 1 domain. Berikut ini merupakan contoh pembentukan senyawa PEI, PEB dan domain elektron menggunakan struktur Lewis ;
Contoh 1
Dari gambar diatas terlihat bahwa pasangan elektron molekul HCL yaitu berupa;
1 pasangan elektron terikat (PEI), dan
3 pasangan elektron bebas (PEB)
Sehingga, jumlah total domain elektron yaitu sebanyak 3 + 1 = 4
Contoh 2
Dari gambar diatas terlihat bahwa pasangan elektron molekul H2O yaitu berupa;
2 pasangan elektron terikat (PEI), dan
2 pasangan elektron bebas (PEB)
Sehingga, jumlah total domain elektron yaitu sebanyak 2 + 2 = 4
Tipe Bentuk Molekul
Bentuk molekul mempunyai ikatan dengan Susunan ruang-ruang atom yang ada di dalam molekul. Bentuk geometri dari beberapa molekul adalah sebagai berikut;
Kita bisa menentukan bentuk untuk suatu molekul dari hasil percobaan atau bisa juga dengan meramalkan bentuk molekul menggunakan pemahaman struktur elektron dalam molekul. Beberapa teori yang membahas cara meramalkan bentuk suatu molekul menurut teori tolak-menolak elektron pada kulit terluar atom pusatnya di antaranya yaitu Teori VSEPR (Valence Shell Electron Repulsion), Teori Domain Elektron dan Teori Hibridisasi.
Selanjutnya…
Teori Bentuk Molekul
1). Teori VSEPR
Teori VSEPR yaitu sebuah teori yang menyatakan bahwa “Pasangan elektron dalam ikatan kimia maupun pasangan elektron yang tidak dipakai bersama (pasangan elektron yang mandiri) saling tolak menolak, pasangan elektron akan cenderung berjauhan satu dengan yang lain. Teori ini menggambarkan arah pasangan elektron terhadap inti dari suatu atom.
Gaya tolak menolak antara dua pasang elektron akan menjadi semakin kuat dengan semakin mengecilnya jarak antara kedua pasangan elektron tersebut. Sedangkan gaya tolakan akan menjadi semakin kuat apabila sudut diantara kedua pasangan elektron tersebut besarnya 900. Selain itu, tolakan yang melibatkan pasangan elektron tunggal lebih kuat dibandingkan yang melibatkan pasangan ikatan. Berikut ini merupakan urutan besarnya gaya tolakan di antara 2 pasang elektron berdasarkan teori VSEPR ;
2). Teori Domain Elektron
Teori domain elektron merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR. adapun arti dari Domain Elektron yaitu kedudukan suatu elektron atau daerah keberadaan suatu elektron, bisa ditentukan dengan jumlah domain sebagai berikut;
- Setiap elektron ikatan (baik itu ikatan tunggal, rangkap dua, ataupun rangkap tiga) mempunyai 1 domain
- Setiap elektron yang bebas, mempunyai nilai 1 domain
Berikut ini adalah prinsip-prinsip dasar dari teori domain elektron;
a). Antar domain elektron pada atom pusat saling tolak-menolak sehingga mengatur diri sedemikian rupa sehingga tolakannya menjadi minimum
b). Urutan kekuatan tolakan dari domain elektron. Berikut ini merupakan urutannya;
- PEB-PEB > PEB – PEI > PEI – PEI
- Akibat dari adanya perbedaan kekuatan ini yakni mengecilnya sudut ikatan pada bentuk molekulnya.
c). Bentuk molekul hanya ditentukan oleh pasangan elektron ikatan (PEI)
Cara menentukan geometri molekul
Cara yang dapat dilakukan untuk menentukan geometri suatu molekul yaitu;
A). menentukan tipe molekul
Atom pusat dilambangkan dengan “A”
Elektron ikatan dengan “X” sedangkan
Domain elektron bebas dinyatakan dengan “E”.
Tipe molekul bisa ditentukan menggunakan rumus domain elektron bebas yakni ;
Keterangan;
EV = Jumlah elektron valensi atom pusat
X = Jumlah Atom yang terikat pada atom pusat, sedangkan
E = Jumlah domain elektron bebas
Contoh soal
Tentukanlah tipe molekul untuk senyawa berikut ini;
a. SF4
b. XeO4
jawab;
a. SF4 mempunyai ikatan tunggal, sehingga;
Jumlah elektron valensi atom pusatnya(s) = 6 kemudian,
Jumlah domain elektron ikatan (x) = 4, dan
Jumlah domain elektron bebas(e) =
Sehingga tipe molekul SF4 yaitu AX4E
b. Ikatan antara atom Xenon dengan atom oksigen dalam molekul ini yaitu ikatan rangkap 2, maka
Jumlah dari elektron valensi atom pusat = 8
Jumlah domain elektron ikatan (X)= 4, namun jumlah elektron yang digunakan atom pusat sebesar 4 x2 = 8
B). Menentukan geometri domain-domain elektron disekitar atom pusat yang memberi tolakan minimum
C). Menetapkan domain elektron terikat dengan menggunakan lambang atom yang bersangkutan
D). menentukan geometri molekul setelah mempertimbangkan pengaruh pasangan elektron bebas
Contoh soal
Contoh soalnya yaitu menentukan geometri molekul H2O maka;
Langkah Untuk menentukannya;
- Mula-mula menentukan tipe molekul H2O yaitu AX2E2 (4 domain)
- Kemudian susunan ruang pasangan-pasangan elektron yang memberi tolakan minimum yakni tetrahedron seperti berikut:
- Kemudian tentukanlah pasangan terikat dengan cara menuliskan lambang Atom yang terikat (atom H)
- molekul berbentuk V (bentuk bengkok)
Bentuk molekul, rumus, serta contoh senyawa yang bisa diramalkan menggunakan teori Domain Elektron diantaranya dapat dilihat pada tabel berikut ini;
3). Teori Hibridisasi
Peramalan geometri pada suatu molekul juga bisa dijelaskan dengan teori Hibridisasi. Teori Hibridisasi menjelaskan bahwa ikatan terjadi karena adanya pembentukan orbital hibrida. Orbital hibrida yaitu orbital yang terbentuk dari hasil penggolongan dua atau lebih orbital atom. Sebagai contohnya, penggabungan orbital s dan p pada karbon di dalam metana (CH4) sebagai berikut;
Keempat dari orbital ini berhibridisasi dan membentuk empat orbital sp3. Masing-masing orbital hibrid dari atom c inilah yang selanjutnya dipakai untuk berikatan dengan 4 orbital s dari 4 atom H yang membentuk molekul CH4 dengan bentuk molekul tetrahedron. Berikut ini merupakan bentuk molekul CH4 pada gambar 6;
Beberapa macam bentuk geometri molekul pada teori hibridisasi bisa diamati pada gambar 7 yang diantaranya berupa linier, segitiga sama sisi, tetrahedron, piramida, trigonal,dan oktahedron seperti berikut;
Nah sobat sudah mulai memahami geometri dan bentuk molekul? Ternyata sangat menarik mempelajari konsep-konsep molekul yang tak kasat mata, namun kita bisa meramalkan bentuk dan rupa dari molekul tersebut.
Demikian sobat, sedikit materi yang dapat kami sampaikan, Semoga bermanfaat dan Sampai jumpa pada kesempatan yang lain 🙂 🙂