Atom Pusat dalam Struktur Lewis

Dari beberapa referensi dan tutorial yang ada di layanan video dalam jaringan (online) youtube dapat disimpulkan beberapa pola atom yang akan berperan sebagai atom pusat dalam struktur Lewis suatu molekul. Atom H dan F tidak pernah berperan sebagai atom pusat.

Mengapa H dan F tidak pernah berperan sebagai atom pusat? Setidaknya ada dua faktor yang saling terkait, saling melengkapi sehingga tidak memungkinkan H dan F bertindak sebagai atom pusat yaitu jari-jari atom dan keelektronegatifan. Dari keduanya yang cukup dominan menjadi penyebab tidak memungkinkannya adalah jari-jari atom.

Pertama, ukuran jari-jari atom keduanya relatif kecil. Jari-jari yang dimaksud di sini meliputi jari-jari hasil hitung teoritis, juga jari-jari berdasar data empiris, jari-jari kovalen, dan jari-jari Van der Waals. Berikut ini tabel jari-jari yang dapat dijadikan pembanding dengan beberapa atom lain. Dalam tabel berikut semua jari-jari menggunakan satuan pm (pikometer atau 10^–12 m)

Jenis Jari-jari	H	F	O	N	C
Hasil hitung	53	42	48	56	67
Empiris	25	50	60	65	70
Kovalen	37	71	73	75	77
Van der Waals	120	147	152	155	170

Lebih lanjut datanya dapat dilihat di sini.

Kedua, keelektronegatifan, keelektronegatifan menurut skala Pauling F paling besar yaitu sebesar 4,0 dan keelektronegatifan H 2,20.

Dapat dibayangkan bila ada atom yang ukuran jari-jarinya relatif besar (sebagai atom luar) mengerubungi atom yang relatif kecil (sebagai atom pusat) tentu akan terjadi tolakan awan elektron di sekitar atom luar itu sendiri sehingga struktur molekulnya menjadi tidak stabil, cenderung berubah menjadi spesi lain yang lebih stabil. Oleh karenanya H dan F tidak pernah menjadi atom pusat dalam molekul.

---

Berikut ini beberapa urutan untuk menentukan atom pusat dalam suatu molekul:

1. Molekul yang memiliki atom tunggal maka atom tunggal itu yang biasanya akan berperan sebagai atom pusat.
   Contoh:
   H₂O → O
   CH₄ → C
   NO₃^– → N
   XeF₄ → Xe
   MnO₄^– → Mn
   CrO₂F₂^– → Cr
   ClO₄^- → Cl
   → (dibaca "atom pusatnya adalah")
   
   
   
   
2. Molekul yang memiliki atom tunggal lebih dari 1 maka yang berperan adalah atom tunggal yang valensinya lebih tinggi, jika terdapat logam transisi sebagai atom tunggal maka ia yang dapat prioritas sebagai atom pusat.
   Contoh:
   POCl₃ → P.
   P atom trivalen, O atom divalen, Cl atom monovalen.
   NCO^– → C
   VOCl₃ → V
   
   
   Valensi di sini dimaknai sebagai jumlah elektron yang digunakan untuk berikatan dengan atom lain dalam suatu molekul/ion. C atom tetravalen, N dan P atom trivalen, O atom divalen, F, Cl, biasa sebagai monovalen.
   
   
3. Molekul yang memiliki 2 atom tunggal atau lebih namun valensinya sama maka atom yang lebih besar (berada di periode lebih besar pada sistem periodik unsur) akan lebih berhak sebagai atom pusat.
   Contoh:
   
   
   SOCl₂ → S, S satu golongan dengan O, sama-sama atom divalen, S berada di bawah O (S berada di periode 3 sementara itu O berada di periode 2 atau boleh dengan alasan S memiliki jari-jari atom lebih besar).
   
   
4. Perkecualian:
   N₂O → N
   Meskipun O jumlahnya 1 tetapi jari-jari N lebih besar atau elektronegativitas N (3,04 skala Pauling) lebih kecil dibanding O (3,44 skala Pauling).
   CNO^- (ion fulminat) → N
   Ketiganya jumlah atomnya sama, pada ion fulminat N mengambil posisi sebagai atom pusat walaupun ini tidak stabil (secara fakta memang ada ion fulminat ini), berbeda pada ion sianat (NCO^-) yang lebih stabil. Mengapa N sebagai atom pusat pada ion fulminat ini, penulis belum mendapatkan argumen yang meyakinkan?
   S₂O → S
   Meskipun O jumlahnya 1 tetapi jari-jari S lebih besar atau elektronegativitas S (2,58 skala Pauling) lebih kecil dibanding O (3,44 skala Pauling).
   S₂O₃^2– → S
   Alasannya karena S memiliki jari-jari atom lebih besar atau elektronegativitasnya lebih kecil dibandingkan O.
   NSF → S
   Alasannya karena S memiliki jari-jari atom lebih besar atau elektronegativitasnya lebih kecil dibandingkan N dan F.
   
   

Demikian semoga bermanfaat untuk pemelajar kimia jenjang SMA.