Teori Domain Elektron

Dalam kegiatan belajar ini Anda akan mempelajari bentuk molekul dari atom-atom yang berikatan.

Sebelum Anda mempelajari materi-materi berikut ini, sebaiknya Anda mengingat kembali modul Kim X.04 tentang Ikatan Kimia Bagian Struktur Lewis.

Struktur Lewis menggambarkan susunan elektron dari atom-atom yang berikatan dan dapat menunjukkan jumlah pasangan elektron bebas dan jumlah pasangan elektron ikatan sekitar atom pusat.

Teori Domain Elekton akan menjelaskan susunan elektron dalam suatu atom yang berikatan. Posisi elektron ini akan mempengaruhi bentuk geometri molekulnya dan bentuk geometri ini akan dijelaskan melalui teori VSEPR.

Geometri (bentuk) molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron atom dalam pusat dalam molekul, pasangan elektron ini baik yang berikatan maupun yang bebas.

Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pain Repulsion) yaitu teori tolak menolak pasangan – pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat.

Teori ini menekankan pada kekuatan tolak menolak diantara pasangan -pasangan elektron pada atom pusat urutan kekuatannya adalah sebagai berikut :
Pasangan Elektron Terikat (PET) ; Pasangan Elektron Bebas (PEB)

A. Bentuk Molekul Senyawa Sederhana
Perbedaan kekuatan daya tolak menolak, dapat menyebabkan sudut ikatan mengecil sehingga bentuk molekulnya mengalami penyimpangan dari susunan ruang pasangan elekron pada kulit terluar atom pusat yang seharusnya “Perhatikanlah table 2.1” yang menunjukkan susunan ruang pasangan elektron pada kulit terluar dan sudut ikatan dalam molekul.

Tabel 1. Susunan ruang pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat
Jumlah Pasangan Elektron
Susunan Ruang
Bentuk Molekul
Sudut Ikatan
2
Linear
180°
3
Segitiga Samasisi
120°
4
Tetrahedron
109,5°
5
Bipiramidal
Trigonal
90°
120°
6
Oktahedron
90°

Dimana A merupakan atom pusat

Dapatkah Anda membayangkan bentuk molekulnya ?

Bentuk molekul Linear diumpamakan seperti garis lurus. Bentuk molekul segitiga sama sisi, atom pusat terletak pada pusat diagonal sisi-sisi segitiga, Sedangkan atom yang berikatan dengan atom pusat terletak pada sudut-sudut segitiga. Bentuk molekul tetrahedron dapat dibayangkan seperti limas yang alasnya berbentuk segitiga, atom pusatnya terletak diantara puncak dan alas limas (tengah). Sedangkan atom yang berikatan terletak pada puncak dan sudut-sudut dari alas limas.

Bentuk molekul bipiramidal trigonal dapat Anda bayangkan seperti dua buah tetrahedron yang ditumpuk, satu menghadap ke atas sedangkan yang lain menghadap ke bawah. Dan bentuk molekul oktahedron dapat dibayangkan seperti dua alas limas yang alasnya berbentuk segiempat dan ditumpuk sedemikian rupa sehingga satu menghadap ke atas dan yang lainnya menghadap ke bawah.

Buatlah maket dan model yang menggambarkan bentuk tetrahedron dan oktahedron berkelompok. Bagilah menjadi dua kelompok, kelompok satu membuat dengan kertas karton dan kelompok lainnya dengan besi atau kawat.

Untuk kelompok yang membuat dengan kertas karton buatlah jaring-jaring bentuk limas segitiga sebanyak 3 buah, satu buah untuk menunjukkan bentuk tetrahedron yang lainnya tumpuklah menjadi satu bipiramidal trigonal.

Perbesarlah jaring-jaring berikut ini dengan panjang sisi (AF, AB, AC, BC, CD, CE, CA, BF) sama panjang.


Gambar 1. Jaring-jaring Limas Segitiga (Tetrahedron)

Apakah anda mengalami kesulitan untuk membuatnya ? Mintalah bantuan guru bina untuk memperjelas proses pembuatannya.

Setelah selesai, buatlah 3 buah Limas segi empat dengan jaring-jaring sebagai berikut :


Gambar 2. Jaring-jaring Limas segi empat (Oktahedron)

Apakah Anda mengalami kesulitan ?
Jika Anda mengalami kesulitan tanyakanlah pada guru bina.

Sedangkan untuk kelompok yang membuat dengan kawat dan besi. Ikuti langkah sebagai berikut :

1. Membuat limas segitiga (tetrahedron), siapkanlah :







Potonglah 3 buah kawat A cm untuk alas
Potonglah 3 buah kawat B cm untuk sisi miring
Potonglah 3 buah kawat C cm untuk diagonal ruang
Bola pimpong 1 buah.
Tahap pembuatan :
Satukanlah kawat A menjadi bentuk segitiga sama sisi sebagai alas
Ikatkanlah kawat B pada masing-masing sudut alas segitiga
Hubungkanlah ujung kawat B yang lainnya ke atas dan satukanlah, sehingga membentuk limas
Ikatkanlah bola pimpong dan satu buah kawat C
Letakkan bola pimpong yang terikat dengan kawat dengan ujung puncak limas, 1/3 dari alas segitiga
Ikatkanlah sudut-sudut alas segitiga dengan bola pimpong

Jika digambarkan sebagai berikut :

2. Membentuk limas segi empat (oktahedron), langkah-langkahnya:

Apakah bayangan Anda sudah sesuai keterangan dengan bentuk limas tersebut?

Jika sudah, selamat, pengetahuan Anda tentang struktur ruang atau tiga dimensi sangat baik. Tetapi jika Anda belum dapat membayangkannya, silahkan Anda meminta guru untuk menjelaskannya.

Jika semua sudut limas mengikat atom lain, maka table 3.1 seperti maket yang Anda buat. Tetapi bila salah satu sudut limas tidak mengikat atom lain dan merupakan elektron bebas maka terjadi perubahan sudut antar atom yang berikatan. Perhatikan gambar 3 untuk membedakan sudut ikatan pada molekul CH4, NH3, dan H2O.


Sudut HCH = 109,5°

Sudut HNH = 107,3°
Sudut HNE = 109,5°

Sudut HNH = 104,5°
Sudut HNE = 109,5°
di mana :
C : tanda atom karbon
H : tanda atom hidrogen
O : tanda atom oksigen
N : tanda atom nitrogen
E : Pasangan elektron bebas

Gambar 3 : Fakta bahwa sudut ikatan dalam molekul H2O dan NH3
lebih kecil dari pada sudut CH4 tetrahedral.

Fakta ini menunjukkan bahwa tolakan pasangan elektron berikatan dalam orbital ikatan lebih kecil daripada orbital pasangan elektron bebas.

Dengan adanya pasangan elektron bebas inilah, maka bentuk molekul dari atom-atom yang berikatan tidak sama dengan bentuk geometri yang merupakan susunan ruang elektron .

Perhatikanlah tabel 2 untuk melihat pengaruh pasangan elektron bebas terhadap bentuk molekul.

Tabel 2. Berbagai kemungkinan bentuk molekul berdasarkan PEI dan PEB
Jumlah Elektron yang Ada
Jumlah Pasangan Elektron Berikatan
Jumlah Pasangan Elektron Bebas
Susunan Ruang Elektron
Bentuk Molekul
2
2
0
Linear
Linear
3
3
0
Segitiga sama sisi
Segitiga datar
4
4
0
Tetrahedron

Tetrahedral
4
3
1
Segitiga piramidal
4
2
2
Huruf ‘V’
5
5
0
Bipiramidal Trigonal
Segitiga piramidal
5
4
1
Tetrahedral tak simetris (bidang 4)
5
3
2
Huruf ‘T’
5
2
3
Linear
6
6
0
Oktahedron
Oktahedral
6
5
1
Segiempat Bipiramidal
6
4
2
Segiempat datar
6
2
4
Linear

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: