Bentuk Molekul, Hibridisasi, Kepolaran Molekul, 50 Soal dan Pembahasannya

Berikut ini soal dan pembahasannya yang dapat digunakan untuk berlatih dan menguji pemahaman tentang bentuk molekul, hibridisasi orbital dalam molekul, serta beberapa sifat kepolaran molekul. Soal disusun dari tingkat kesulitan paling mudah hingga tingkat lebih sulit.

Soal 1: Molekul H₂O memiliki dua pasangan elektron ikatan dan dua pasangan elektron bebas pada atom pusatnya. Menurut teori VSEPR, bentuk molekul H₂O adalah...

Bentuk molekul H₂O adalah bengkok (bent V). Teori VSEPR menyatakan bahwa bentuk molekul ditentukan oleh jumlah pasangan elektron di sekitar atom pusat. Dalam H₂O, atom O memiliki 4 pasangan elektron (2 ikatan, 2 bebas), sehingga domain elektronnya tetrahedral, tetapi karena ada 2 pasangan bebas, bentuk molekul menjadi bengkok.

Soal 2: Berapakah sudut ikatan pada molekul CH₄ menurut teori VSEPR?

Sudut ikatan pada molekul CH₄ adalah 109,5°. Molekul CH₄ memiliki 4 pasangan elektron ikatan tanpa pasangan bebas, sehingga bentuknya tetrahedral dengan sudut ikatan ideal 109,5°.

Soal 3: Tentukan tipe hibridisasi atom pusat pada molekul BeCl₂.

Tipe hibridisasi atom pusat (Be) pada BeCl₂ adalah sp. BeCl₂ memiliki 2 pasangan elektron ikatan dan bentuk linier, yang sesuai dengan hibridisasi sp.

Soal 4: Apakah molekul CO₂ bersifat polar atau nonpolar? Jelaskan alasannya.

Molekul CO₂ bersifat nonpolar. Meskipun ikatan C=O polar karena perbedaan elektronegativitas, bentuk molekul linier menyebabkan momen dipol saling meniadakan.

Soal 5: Molekul NH₃ memiliki berapa pasangan elektron bebas, dan bagaimana pengaruhnya terhadap bentuk molekul?

Molekul NH₃ memiliki 1 pasangan elektron bebas. Atom N memiliki 4 pasangan elektron (3 ikatan, 1 bebas), sehingga domain elektronnya tetrahedral, tetapi bentuk molekul menjadi piramida trigonal karena pasangan bebas mendorong ikatan ke bawah.

Soal 6: Bandingkan sudut ikatan pada molekul H₂O dan H₂S. Mengapa ada perbedaan?

Sudut ikatan H₂O adalah ~104,5°, sedangkan H₂S ~92°. Perbedaan terjadi karena elektronegativitas O lebih besar daripada S, sehingga pasangan elektron bebas pada H₂O lebih dekat ke atom pusat dan memberikan repulsi lebih kuat dibandingkan H₂S.

Soal 7: Tentukan tipe hibridisasi atom pusat pada molekul SF₆.

Tipe hibridisasi atom pusat (S) pada SF₆ adalah sp³d². Molekul ini memiliki 6 pasangan elektron ikatan, bentuk oktahedral, yang sesuai dengan hibridisasi sp³d².

Soal 8: Mengapa molekul BF₃ bersifat nonpolar meskipun ikatan B-F polar?

Molekul BF₃ bersifat nonpolar karena bentuknya trigonal planar simetris. Momen dipol dari tiga ikatan B-F saling meniadakan akibat sudut 120° yang simetris.

Soal 9: Jika sebuah molekul memiliki 3 pasangan elektron ikatan dan 1 pasangan elektron bebas, prediksi bentuk molekulnya menurut teori VSEPR.

Bentuk molekulnya adalah piramida trigonal. Total 4 pasangan elektron (3 ikatan, 1 bebas) memberikan domain elektron tetrahedral, tetapi pasangan bebas menyebabkan bentuk molekul menjadi piramida trigonal, seperti pada NH₃.

Soal 10: Jelaskan mengapa molekul PCl₅ memiliki bentuk trigonal bipiramida dan tipe hibridisasi apa yang mendukungnya.

Molekul PCl₅ memiliki 5 pasangan elektron ikatan tanpa pasangan bebas, sehingga menurut teori VSEPR bentuknya trigonal bipiramida. Hibridisasi atom pusat (P) adalah sp^3d, yang memungkinkan 5 orbital hibrida untuk membentuk ikatan dengan 5 atom Cl.

Soal 11: Molekul XeF₂ memiliki berapa pasangan elektron bebas pada atom pusatnya, dan bagaimana bentuk molekulnya?

Molekul XeF₂ memiliki 3 pasangan elektron bebas pada atom Xe. Total ada 5 pasangan elektron (2 ikatan, 3 bebas), dengan domain elektron trigonal bipiramida. Karena 3 pasangan bebas berada pada posisi ekuatorial, bentuk molekulnya menjadi linier.

Soal 12: Tentukan tipe hibridisasi atom pusat pada molekul IF₇ dan prediksi bentuk molekulnya.

Hibridisasi atom pusat (I) pada IF₇ adalah sp³d³. Molekul ini memiliki 7 pasangan elektron ikatan tanpa pasangan bebas, sehingga bentuknya pentagonal bipiramida.

Soal 13: Mengapa sudut ikatan pada molekul PF₃ lebih kecil dibandingkan sudut ikatan pada molekul BF₃?

Sudut ikatan PF₃ (~96°) lebih kecil daripada BF₃ (120°) karena PF₃ memiliki 1 pasangan elektron bebas yang memberikan repulsi lebih besar terhadap pasangan ikatan, sedangkan BF₃ tidak memiliki pasangan bebas sehingga bentuknya trigonal planar dengan sudut ideal.

Soal 14: Apakah molekul CH₂Cl₂ bersifat polar atau nonpolar? Jelaskan berdasarkan bentuk dan momen dipol.

Molekul CH₂Cl₂ bersifat polar. Bentuknya tetrahedral dengan 4 pasangan elektron ikatan, tetapi perbedaan elektronegativitas antara C-H dan C-Cl menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan akibat asimetri molekul.

Soal 15: Molekul ClF₃ memiliki bentuk apa? Jelaskan distribusi pasangan elektronnya.

Bentuk molekul ClF₃ adalah T-shape. Atom Cl memiliki 5 pasangan elektron (3 ikatan, 2 bebas), dengan domain elektron trigonal bipiramida. Dua pasangan bebas menempati posisi ekuatorial, meninggalkan 3 ikatan dalam konfigurasi T.

Soal 16: Tentukan hibridisasi atom pusat pada ion SO₄^2- dan bentuk molekulnya.

Hibridisasi atom pusat (S) pada SO₄^2- adalah sp³. Ion ini memiliki 4 pasangan elektron ikatan tanpa pasangan bebas, sehingga bentuknya tetrahedral.

Soal 17: Mengapa molekul SF₄ bersifat polar meskipun memiliki ikatan kovalen?

Molekul SF₄ bersifat polar karena bentuknya seesaw (4 ikatan, 1 pasangan bebas) yang asimetris. Pasangan elektron bebas dan perbedaan elektronegativitas S-F menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 18: Jika sebuah molekul memiliki domain elektron oktahedral dengan 2 pasangan elektron bebas, prediksi bentuk molekulnya.

Bentuk molekulnya adalah segiempat planar. Domain elektron oktahedral memiliki 6 pasangan elektron; jika 2 di antaranya bebas dan terletak pada posisi berlawanan (trans), maka 4 ikatan tersisa membentuk segiempat planar, seperti pada XeF₄.

Soal 19: Bandingkan kepolaran molekul H₂O dan H₂Se. Apa yang memengaruhi perbedaannya?

Kedua molekul polar, tetapi H₂O lebih polar daripada H₂Se. Elektronegativitas O (3,5) lebih besar daripada Se (2,4), sehingga momen dipol H₂O lebih besar. Selain itu, sudut ikatan H₂O (104,5°) lebih besar daripada H₂Se (~90°), memengaruhi distribusi dipol.

Soal 20: Jelaskan mengapa molekul BrF₅ memiliki bentuk piramida segiempat dan apa tipe hibridisasinya.

Molekul BrF₅ memiliki 6 pasangan elektron (5 ikatan, 1 bebas) dengan domain elektron oktahedral. Pasangan bebas menempati satu posisi, sehingga bentuknya piramida segiempat. Hibridisasi atom Br adalah sp³d².

Soal 21: Molekul ICl₄^- memiliki berapa pasangan elektron bebas, dan apa bentuk molekulnya?

Molekul ICl₄^- memiliki 2 pasangan elektron bebas. Atom I memiliki 6 pasangan elektron (4 ikatan, 2 bebas) dengan domain elektron oktahedral. Dua pasangan bebas berada pada posisi trans, sehingga bentuknya segiempat planar.

Soal 22: Tentukan tipe hibridisasi atom pusat pada molekul TeF₆ dan jelaskan mengapa molekul ini nonpolar.

Hibridisasi atom pusat (Te) pada TeF₆ adalah sp³d². Bentuknya oktahedral dengan 6 ikatan Te-F. Molekul ini nonpolar karena simetri oktahedral menyebabkan momen dipol saling meniadakan, meskipun ikatan Te-F polar.

Soal 23: Bandingkan sudut ikatan pada molekul NF₃ dan NCl₃. Apa faktor penyebab perbedaannya?

Sudut ikatan NF₃ (~102°) lebih kecil daripada NCl₃ (~107°). Faktor penyebabnya adalah elektronegativitas F (4,0) lebih besar daripada Cl (3,0), sehingga pasangan elektron ikatan pada NF₃ lebih tertarik ke F, meningkatkan repulsi pasangan bebas N dan mengecilkan sudut.

Soal 24: Molekul XeF₄ memiliki domain elektron oktahedral. Jelaskan distribusi pasangan elektron dan pengaruhnya terhadap kepolaran.

XeF₄ memiliki 6 pasangan elektron (4 ikatan, 2 bebas) dengan domain oktahedral. Dua pasangan bebas berada pada posisi trans, sehingga bentuknya segiempat planar. Molekul ini nonpolar karena simetri bentuk menyebabkan momen dipol saling meniadakan.

Soal 25: Mengapa molekul PCl₃F₂ bersifat polar meskipun memiliki 5 pasangan elektron ikatan?

PCl₃F₂ memiliki bentuk trigonal bipiramida dengan F pada posisi aksial dan Cl pada posisi ekuatorial. Molekul ini polar karena perbedaan elektronegativitas P-Cl dan P-F serta asimetri bentuk menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 26: Tentukan bentuk dan tipe hibridisasi ion BrF₄^-.

Ion BrF₄^- memiliki 6 pasangan elektron (4 ikatan, 2 bebas) dengan domain oktahedral. Bentuknya segiempat planar karena 2 pasangan bebas trans. Hibridisasi atom Br adalah sp³d².

Soal 27: Jika sebuah molekul memiliki domain elektron tetrahedral dengan 2 pasangan elektron bebas, prediksi bentuk dan sifat kepolarannya.

Bentuk molekulnya adalah bengkok (bent V), seperti H₂O. Domain tetrahedral dengan 2 ikatan dan 2 bebas memberikan bentuk asimetris, sehingga molekul ini polar jika atom perifer memiliki elektronegativitas berbeda dengan atom pusat.

Soal 28: Jelaskan mengapa sudut ikatan pada molekul SF₂ lebih kecil daripada sudut ikatan pada molekul OF₂.

Sudut ikatan SF₂ (~98°) lebih kecil daripada OF₂ (~103°). Meskipun O lebih elektronegatif, atom S lebih besar, sehingga pasangan elektron bebas pada SF₂ memiliki repulsi lebih lemah akibat jarak yang lebih jauh dari inti, tetapi ukuran atom S menyebabkan ikatan lebih terdesak.

Soal 29: Molekul XeOF₄ memiliki bentuk apa? Tentukan hibridisasinya.

Molekul XeOF₄ memiliki 6 pasangan elektron (5 ikatan, 1 bebas) dengan domain oktahedral. Bentuknya piramida segiempat karena pasangan bebas pada salah satu posisi. Hibridisasi atom Xe adalah sp³d².

Soal 30: Bandingkan kepolaran molekul CHCl₃ dan CCl₄. Jelaskan alasannya berdasarkan bentuk molekul.

CHCl₃ polar, sedangkan CCl₄ nonpolar. CHCl₃ tetrahedral dengan 1 H dan 3 Cl, asimetris, sehingga momen dipol tidak saling meniadakan. CCl₄ tetrahedral simetris dengan 4 Cl, sehingga momen dipol saling meniadakan.

Soal 31: Molekul XeF₆ memiliki berapa pasangan elektron bebas, dan mengapa bentuknya sering dianggap distorsi oktahedral?

XeF₆ memiliki 1 pasangan elektron bebas. Total 7 pasangan elektron (6 ikatan, 1 bebas) dengan domain elektron pentagonal bipiramida. Bentuknya distorsi oktahedral karena pasangan bebas menyebabkan penyimpangan dari simetri oktahedral ideal.

Soal 32: Tentukan tipe hibridisasi dan bentuk molekul KrF₂. Mengapa molekul ini nonpolar?

Hibridisasi atom Kr pada KrF₂ adalah sp^3d. Total 5 pasangan elektron (2 ikatan, 3 bebas), bentuknya linier karena 3 pasangan bebas pada posisi ekuatorial. Molekul ini nonpolar karena simetri linier menyebabkan momen dipol saling meniadakan.

Soal 33: Bandingkan sudut ikatan aksial pada molekul PF₅ dan PCl₅. Apa yang memengaruhi perbedaannya?

Sudut ikatan aksial PF₅ (~90°) sedikit lebih kecil daripada PCl₅ (~90°). Elektronegativitas F lebih besar daripada Cl, menyebabkan pasangan ikatan P-F lebih tertarik ke F, meningkatkan repulsi dengan ikatan ekuatorial, meskipun bentuk trigonal bipiramida sama.

Silakan penjelasan interaksi 90 derajat dalam molekul dengan 5 domain di sini.

Soal 34: Molekul SF₅Cl memiliki bentuk apa? Jelaskan kepolarannya berdasarkan simetri.

SF₅Cl memiliki 6 pasangan elektron ikatan, bentuknya oktahedral. Molekul ini polar karena penggantian satu F dengan Cl mengganggu simetri oktahedral, sehingga momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 35: Jelaskan mengapa molekul XeO₃ bersifat polar meskipun memiliki ikatan kovalen polar.

XeO₃ memiliki 4 pasangan elektron (3 ikatan, 1 bebas), bentuknya piramida trigonal. Molekul ini polar karena bentuk asimetris dan pasangan bebas pada Xe menyebabkan momen dipol dari ikatan Xe-O tidak saling meniadakan.

Soal 36: Tentukan hibridisasi dan bentuk ion IOF₅. Apa yang membuatnya polar?

Hibridisasi atom I pada IOF₅ adalah sp³d². Bentuknya oktahedral dengan 6 ikatan. Molekul ini polar karena penggantian satu F dengan O menyebabkan asimetri dan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 37: Jika sebuah molekul memiliki domain elektron trigonal bipiramida dengan 2 pasangan elektron bebas pada posisi ekuatorial, prediksi bentuk dan kepolarannya.

Bentuk molekulnya adalah T-shape, seperti ClF₃. Total 5 pasangan elektron (3 ikatan, 2 bebas), dengan 2 bebas pada ekuatorial. Molekul ini polar karena bentuk asimetris menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 38: Mengapa molekul BrF₃ memiliki sudut ikatan lebih kecil dari 90° meskipun domain elektronnya trigonal bipiramida?

BrF₃ memiliki bentuk T-shape (3 ikatan, 2 bebas). Sudut ikatan aksial (~86°) lebih kecil dari 90° karena 2 pasangan bebas pada posisi ekuatorial memberikan repulsi kuat terhadap ikatan aksial, menekan sudut ikatan.

Soal 39: Molekul TeCl₂F₂ memiliki bentuk seesaw. Tentukan hibridisasi dan jelaskan kepolarannya.

Hibridisasi atom Te adalah sp^3d. Bentuk seesaw (4 ikatan, 1 bebas) dengan domain trigonal bipiramida. Molekul ini polar karena perbedaan elektronegativitas Cl dan F serta asimetri bentuk menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 40: Bandingkan kepolaran molekul XeF₂ dan XeF₄. Apa yang menyebabkan perbedaan sifatnya?

XeF₂ (linier, 3 bebas) dan XeF₄ (segiempat planar, 2 bebas) keduanya nonpolar. Tidak ada perbedaan kepolaran karena simetri masing-masing bentuk (linier dan segiempat planar) menyebabkan momen dipol saling meniadakan, meskipun jumlah pasangan bebas berbeda.

Soal 41: Molekul XeO₂F₂ memiliki bentuk apa? Tentukan hibridisasi dan jelaskan kepolarannya.

Bentuk XeO₂F₂ adalah seesaw. Total 5 pasangan elektron (4 ikatan, 1 bebas), hibridisasi Xe adalah sp^3d. Molekul ini polar karena bentuk asimetris dan perbedaan elektronegativitas O dan F menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 42: Jika sebuah molekul memiliki domain elektron pentagonal bipiramida dengan 1 pasangan elektron bebas, prediksi bentuk dan tipe hibridisasinya.

Bentuk molekulnya adalah distorsi oktahedral, seperti XeF₆. Total 7 pasangan elektron (6 ikatan, 1 bebas), hibridisasi adalah sp³d³. Pasangan bebas menyebabkan penyimpangan dari oktahedral sempurna.

Soal 43: Molekul IF₅ memiliki sudut ikatan aksial kurang dari 90°. Jelaskan mengapa dan tentukan hibridisasinya.

IF₅ memiliki bentuk piramida segiempat (5 ikatan, 1 bebas), hibridisasi sp³d². Sudut aksial (~84°) kurang dari 90° karena pasangan bebas pada posisi oktahedral memberikan repulsi kuat terhadap ikatan aksial.

Soal 44: Bandingkan kepolaran molekul XeO₃F₂ dan XeO₄. Apa faktor penentu utamanya?

XeO₃F₂ (trigonal bipiramida, polar) memiliki asimetri karena 3 O dan 2 F, sedangkan XeO₄ (tetrahedral, nonpolar) simetris. Faktor utama adalah simetri bentuk; XeO₃F₂ tidak simetris, sedangkan XeO₄ simetris.

Soal 45: Molekul SF₄Cl₂ memiliki dua isomer berdasarkan posisi Cl (cis dan trans). Tentukan bentuk dan kepolaran masing-masing.

SF₄Cl₂ (oktahedral): Cis (Cl berdekatan) adalah polar karena asimetri momen dipol; Trans (Cl berlawanan) adalah nonpolar karena simetri menyebabkan momen dipol saling meniadakan.

Soal 46: Jelaskan mengapa molekul TeF₄ memiliki sudut ikatan yang lebih kecil dibandingkan SF₄, meskipun keduanya seesaw.

TeF₄ (~90°) vs SF₄ (~101°). Atom Te lebih besar daripada S, sehingga pasangan bebas TeF₄ lebih jauh dari inti, mengurangi repulsi terhadap ikatan ekuatorial, menyebabkan sudut lebih kecil.

Soal 47: Molekul XeO₃F₄ tidak ada dalam bentuk stabil. Jika hipotetis ada, prediksi hibridisasi, bentuk, dan kepolarannya.

Hibridisasi sp³d³, bentuk pentagonal bipiramida (7 ikatan). Kepolaran polar karena asimetri antara 3 O dan 4 F menyebabkan momen dipol tidak saling meniadakan.

Soal 48: Jika sebuah molekul memiliki domain elektron oktahedral dengan 3 pasangan elektron bebas, prediksi bentuk dan berikan contoh molekulnya.

Bentuknya linier. Total 6 pasangan elektron (3 bebas, 3 ikatan), 3 bebas pada ekuatorial, seperti XeF₂ (meskipun trigonal bipiramida). Dalam oktahedral, contoh hipotetis sulit, tetapi bentuk linier mungkin.

Soal 49: Molekul PCl₂F₃ memiliki dua isomer (F aksial atau ekuatorial). Tentukan hibridisasi, bentuk, dan kepolaran masing-masing.

Hibridisasi sp^3d, bentuk trigonal bipiramida. F aksial (2F aksial, 3Cl ekuatorial): polar (asimetris). F ekuatorial (3F ekuatorial, 2Cl aksial): nonpolar (simetris).

Soal 50: Molekul hipotetis XeF₈ memiliki domain elektron dodekahedral. Prediksi hibridisasi, bentuk, dan kepolarannya jika stabil.

Hibridisasi sp³d⁵ (8 orbital). Bentuk segiempat antiprisma, kepolaran nonpolar karena simetri tinggi menyebabkan momen dipol saling meniadakan, meskipun ikatan Xe-F polar.