Cara menentukan bentuk molekul ion poliatom baik anion maupun kation tidak berbeda dengan cara menentukan bentuk molekul netral. Memang pada contoh buku-buku pelajaran tidak cukup banyak memberikan contoh porsi untuk bentuk molekul dari suatu ion.
Pada tulisan ini akan diberikan contoh anion dan kation beserta cara termudah mulai dari menentukan hibridisasi (orbital hibrida) hingga kesimpulan bentuk molekul ion poliatom tersebut.
Generator (kalkulator) sistematis untuk menentukan PEB hingga Bentuk Molekul dan kepolaran dapat dilihat di sini.
Rumus cara termudah untuk menentukan jumlah orbital hibrida (∑or-hib):
2 orbital, (1 orbital s + 1 orbital p) = orbital hibrida sp,
3 orbital, (1 orbital s + 2 orbital p) = orbital hibrida sp2,
4 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p) = orbital hibrida sp3,
5 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 1 orbital d) = orbital hibrida sp3d,
6 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 2 orbital d) = orbital hibrida sp3d2,
7 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 3 orbital d) = orbital hibrida sp3d3.
Konversi orbital hibrida ke bentuk molekul ion poliatom:
Catatan:
Untuk menghafal bentuk molekul dari bentuk dasar (geometri elektron) orbital hibrida sp3d, sp3d2, sp3d3, setiap 1 atom berikatan yang digantikan PEB, biasa yang tergantikan adalah atom yang berada pada posisi pembentuk bidang.
Misal pada bentuk dasar bipiramida segitiga, yang tergantikan adalah atom yang berada pada pembentuk segitiga hingga semua tergantikan.
Akan lebih jelas pemvisualan bentuk molekul 3D-Interaktif dapat disimak menggunakan simulator Jmol yang sudah dibuat penulis weblog ini di sini.
Silakan pilih jenis hidrida atau rumus VSEPR-nya maka tampilan 3D bentuk molekul tertampil.
Dapat pula mengganti memutar bebas, memperbesar bahkan mengganti warna latar dan lain-lain dengan menu tersedia di tautan tersebut.
Visual bentuk video selengkapnya dapat disimak pada tautan berikut:
Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatom yang bermuatan positif (kation poliatom):
Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatom yang bermuatan negatif (anion poliatom):
Pada tulisan ini akan diberikan contoh anion dan kation beserta cara termudah mulai dari menentukan hibridisasi (orbital hibrida) hingga kesimpulan bentuk molekul ion poliatom tersebut.
Generator (kalkulator) sistematis untuk menentukan PEB hingga Bentuk Molekul dan kepolaran dapat dilihat di sini.
Rumus cara termudah untuk menentukan jumlah orbital hibrida (∑or-hib):
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
PEB (Y) = ∑or-hib – jumlah atom luar
- Atom pusat, atom yang berada pada pusat struktur molekul atau ion poliatom. Secara kasatmata, biasa jumlah atomnya hanya satu (atau lebih sedikit dibanding atom lain).
Atom pusat biasanya memiliki keelektronegatifan lebih kecil dibanding atom yang ada di sekitarnya (ini tidak kasatmata).
H tidak pernah berperan sebagai atau pusat meskipun jumlah tidak termasuk atom H.
- Atom luar (X), atom selain atom pusat, atom yang terikat pada atom pusat.
- Elektron valensi atom pusat (EV), jumlah elektron pada kulit terluar, biasa sama dengan golongan pada unsur-unsur golongan utama.
- Atom monovalen (MV), atom yang hanya menggunakan 1 elektronnya untuk berikatan kovalen. Contoh atom monovalen, H, F, Cl, Br, I.
- Muatan positif (Kation), jumlah muatan positif dari ion poliatom.
- Muatan negatif (Anion), jumlah muatan negatif dari ion poliatom.
2 orbital, (1 orbital s + 1 orbital p) = orbital hibrida sp,
3 orbital, (1 orbital s + 2 orbital p) = orbital hibrida sp2,
4 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p) = orbital hibrida sp3,
5 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 1 orbital d) = orbital hibrida sp3d,
6 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 2 orbital d) = orbital hibrida sp3d2,
7 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 3 orbital d) = orbital hibrida sp3d3.
Konversi orbital hibrida ke bentuk molekul ion poliatom:
Catatan:
Untuk menghafal bentuk molekul dari bentuk dasar (geometri elektron) orbital hibrida sp3d, sp3d2, sp3d3, setiap 1 atom berikatan yang digantikan PEB, biasa yang tergantikan adalah atom yang berada pada posisi pembentuk bidang.
Misal pada bentuk dasar bipiramida segitiga, yang tergantikan adalah atom yang berada pada pembentuk segitiga hingga semua tergantikan.
Akan lebih jelas pemvisualan bentuk molekul 3D-Interaktif dapat disimak menggunakan simulator Jmol yang sudah dibuat penulis weblog ini di sini.
Silakan pilih jenis hidrida atau rumus VSEPR-nya maka tampilan 3D bentuk molekul tertampil.
Dapat pula mengganti memutar bebas, memperbesar bahkan mengganti warna latar dan lain-lain dengan menu tersedia di tautan tersebut.
Visual bentuk video selengkapnya dapat disimak pada tautan berikut:
Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatom yang bermuatan positif (kation poliatom):
- NH4+
Atom pusat N, N golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar H merupakan monovalen berjumlah 4, MV = 4.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 4 – 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 4
PEB (Y) = 0
AX4Y0 → tetrahedral.
- H3O+
Atom pusat O, O golongan VI-A/16, jumlah elektron valensi 6.
Atom luar H merupakan monovalen berjumlah 3, MV = 3.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (6 + 3 – 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3.
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 3
PEB (Y) = 1
AX3Y1 → piramida segitiga.
- NO2+
Atom pusat N, N golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 0 – 1)
∑or-hib = ½ × 4
∑or-hib = 2 → orbital hibrida sp.
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 2 – 2
PEB (Y) = 0
AX2Y0 → linier.
- XeF7+
Atom pusat Xe, Xe golongan VIII-A/18, jumlah elektron valensi 8.
Atom luar F merupakan monovalen berjumlah 7, MV = 7.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (8 + 7 – 1)
∑or-hib = ½ × 14
∑or-hib = 7 → orbital hibrida sp3d3.
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 7 – 7
PEB (Y) = 0
AX7Y0 → bipiramida segilima.
- H2F+
Atom pusat F, F golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar H merupakan monovalen berjumlah 2, MV = 2.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 2 – 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3.
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 2
PEB (Y) = 2
AX2Y2 → bengkok (bentuk V).
Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatom yang bermuatan negatif (anion poliatom):
- NO2–
Atom pusat N, N golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar O, bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 0 – (–1))
∑or-hib = ½ × (5 + 0 + 1)
∑or-hib = ½ × 6
∑or-hib = 3 → orbital hibrida sp2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 3 – 2
PEB (Y) = 1
AX2Y1 → bengkok
- CO32–
Atom pusat C, C golongan IV-A/14, jumlah elektron valensi 4.
Atom luar O, bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (4 + 0 – (–2))
∑or-hib = ½ × (4 + 0 + 2)
∑or-hib = ½ × 6
∑or-hib = 3 → orbital hibrida sp2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 3 – 3
PEB (Y) = 0
AX3Y0 → segitiga datar
- NH2–
Atom pusat N, N golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar H merupakan monovalen berjumlah 2, MV = 2.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 2 – (–1))
∑or-hib = ½ × (5 + 2 + 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 2
PEB (Y) = 2
AX2Y2 → bengkok.
- ICl2–
Atom pusat I, I golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar Cl berjumlah 2, Cl merupakan monovalen.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 2 – (–1))
∑or-hib = ½ × (7 + 2 + 1)
∑or-hib = ½ × 10
∑or-hib = 5 → orbital hibrida sp3d.
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 5 – 2
PEB (Y) = 3
AX2Y3 → linier.
- ICl4–
Atom pusat I, I golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar Cl merupakan monovalen berjumlah 4, MV = 4.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 4 – (–1))
∑or-hib = ½ × (7 + 4 + 1)
∑or-hib = ½ × 12
∑or-hib = 6 → orbital hibrida sp3d2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 6 – 4
PEB (Y) = 2
AX4Y2 → segiempat datar
- SO42–
Atom pusat S, S golongan VI-A/16, jumlah elektron valensi 6.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (6 + 0 – (–2))
∑or-hib = ½ × (6 + 0 + 2)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 4
PEB (Y) = 0
AX4Y0 → tetrahedral
- SO32–
Atom pusat S, S golongan VI-A/16, jumlah elektron valensi 6.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (6 + 0 – (–2))
∑or-hib = ½ × (6 + 0 + 2)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 3
PEB (Y) = 1
AX3Y0 → piramida segitiga.
- NO3–
Atom pusat N, N golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 0 – (–1))
∑or-hib = ½ × (5 + 0 + 1)
∑or-hib = ½ × 6
∑or-hib = 3 → orbital hibrida sp2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 3 – 3
PEB (Y) = 0
AX3Y0 → segitiga datar.
- PO43–
Atom pusat P, P golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 0 – (–3))
∑or-hib = ½ × (5 + 0 + 3)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 4
PEB (Y) = 0
AX4Y0 → tetrahedral.
- ClO3–
Atom pusat Cl, Cl golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 0 – (–1))
∑or-hib = ½ × (7 + 0 + 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 3
PEB (Y) = 1
AX3Y1 → piramida segitiga
- I3–
Atom pusat I, I golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar I merupakan monovalen berjumlah 2, MV = 2.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 2 – (–1))
∑or-hib = ½ × (7 + 2 + 1)
∑or-hib = ½ × 10
∑or-hib = 5 → orbital hibrida sp3d
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 5 – 2
PEB (Y) = 3
AX2Y3 → linier
- PF4–
Atom pusat P, P golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar F merupakan monovalen berjumlah 4, MV = 4.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 4 – (–1))
∑or-hib = ½ × (5 + 4 + 1)
∑or-hib = ½ × 10
∑or-hib = 5 → orbital hibrida sp3d
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 5 – 4
PEB (Y) = 1
AX4Y1 → jungkat-jungkit
- [PCl6]–
Atom pusat P, P golongan V-A/15, jumlah elektron valensi 5.
Atom luar Cl merupakan monovalen berjumlah 6, MV = 6.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (5 + 6 – (–1))
∑or-hib = ½ × (5 + 6 + 1)
∑or-hib = ½ × 12
∑or-hib = 6 → orbital hibrida sp3d2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 6 – 6
PEB (Y) = 0
AX6Y0 → oktahedral
- XeF3–
Atom pusat Xe, Xe golongan VIII-A/18, jumlah elektron valensi 8.
Atom luar F merupakan monovalen berjumlah 3, MV = 3.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (8 + 3 – (–1))
∑or-hib = ½ × (8 + 3 + 1)
∑or-hib = ½ × 12
∑or-hib = 6 → orbital hibrida sp3d2
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 6 – 3
PEB (Y) = 3
AX3Y3 → bentuk T.
- ClO2–
Atom pusat Cl, Cl golongan VII-A/17, jumlah elektron valensi 7.
Atom luar O, O bukan merupakan monovalen, MV = 0.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (7 + 0 – (–1))
∑or-hib = ½ × (7 + 0 + 1)
∑or-hib = ½ × 8
∑or-hib = 4 → orbital hibrida sp3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 4 – 2
PEB (Y) = 2
AX2Y2 → bengkok
- TeF7–
Atom pusat Te, Te golongan VI-A/16, jumlah elektron valensi 6.
Atom luar F merupakan monovalen berjumlah 7, MV = 7.
∑or-hib = ½ × (EV + MV – Muatan)
∑or-hib = ½ × (6 + 7 – (–1))
∑or-hib = ½ × (6 + 7 + 1)
∑or-hib = ½ × 14
∑or-hib = 7 → orbital hibrida sp3d3
PEB (Y) = ∑or-hib – X
PEB (Y) = 7 – 7
PEB (Y) = 0
AX7Y0 → bipiramida segilima
Tidak ada komentar:
Posting Komentar