Dalam menghadapi soal-soal ujian dengan waktu terbatas, diperlukan cara cepat untuk menghitung orde ikatan (OI) dan jumlah struktur resonansi. Catatan ini berlaku untuk anion sisa asam okso yang tidak mengandung hidrogen, hanya terdiri dari atom pusat, atom oksigen, dan muatannya.
Rangkuman Ultimate: Orde Ikatan & Resonansi Anion Sisa Asam Oksi
1. Menghitung Orde Ikatan (OI)
Rumus:
$ OI = 2 - \dfrac{\text{Muatan Anion } (q)}{\text{Jumlah Oksigen } (n)} $
Keterangan:
- Angka 2 = valensi standar oksigen.
- Jika OI berupa pecahan, ini menunjukkan adanya delokalisasi elektron (resonansi).
Contoh:
- NO3- (q = -1, n = 3):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{1}{3} \\ &= \dfrac{5}{3} \\ &\approx 1,67 \end{aligned} $ - CO32- (q = -2, n = 3):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{2}{3} \\ &= \dfrac{4}{3} \\ &\approx 1,33 \end{aligned} $ - SO42- (q = -2, n = 4):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{2}{4} \\ &= 1,5 \end{aligned} $ - PO43- (q = -3, n = 4):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{3}{4} \\ &= 1,25 \end{aligned} $ - MnO4- (q = -1, n = 4):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{1}{4} \\ &= 1,75 \end{aligned} $ - Cr2O72- (q = -2, n = 6 terminal):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{2}{6} \\ &= \dfrac{5}{3} \\ &\approx 1,67 \text{ (untuk oksigen terminal)} \end{aligned} $
2. Menghitung Jumlah Resonansi (ΣR) dengan Rumus Kombinasi/C
Rumus Umum:
Untuk anion simetris dengan satu atom pusat (XOnm-):
$ \Sigma R = C(n,k) = \dfrac{n!}{k!(n-k)!} $
Keterangan variabel:
\( n \) = jumlah atom oksigen.
\( k \) = jumlah ikatan rangkap dalam satu struktur resonansi.
Untuk anion dengan dua atom pusat (misalnya, Cr2O72-), hitung \( C(n,k) \) untuk setiap pusat, lalu kalikan.
Cara Menentukan \( k \):
- \( k = OI - 1 \), di mana OI dihitung dari rumus orde ikatan, dibulatkan ke bilangan bulat terdekat berdasarkan struktur Lewis.
- Untuk SO42- (OI = 1,5), \( k = 2 \) karena struktur Lewis menunjukkan dua ikatan rangkap per struktur resonansi untuk memenuhi aturan oktet dan muatan.
- Untuk Cr2O72-, \( k = 2 \) per kromium (berdasarkan struktur Lewis).
Contoh:
- NO3- (n = 3, OI = 1,67 ⇨ k = 1):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(3,1) \\ &= \dfrac{3!}{1!(3-1)!} \\ &= \dfrac{3!}{1!2!} \\ &= \dfrac{6}{2} \\ &= 3 \end{aligned} $ - CO32- (n = 3, OI = 1,33 ⇨ k = 1):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(3,1) \\ &= \dfrac{3!}{1!(3-1)!} \\ &= \dfrac{3!}{1!2!} \\ &= \dfrac{6}{2} \\ &= 3 \end{aligned} $ - SO42- (n = 4, OI = 1,5 ⇨ k = 2, berdasarkan struktur Lewis: ada dua ikatan rangkap):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(4,2) \\ &= \dfrac{4!}{2!(4-2)!} \\ &= \dfrac{4!}{2!2!} \\ &= \dfrac{24}{4} \\ &= 6 \end{aligned} $ - PO43- (n = 4, OI = 1,67 ⇨ k = 1):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(4,1) \\ &= \dfrac{4!}{1!(4-1)!} \\ &= \dfrac{4!}{1!3!} \\ &= \dfrac{24}{6} \\ &= 4 \end{aligned} $ - MnO4- (n = 4, OI = 1,75 ⇨ k = 1):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(4,1) \\ &= \dfrac{4!}{1!(4-1)!} \\ &= \dfrac{4!}{1!3!} \\ &= \dfrac{24}{6} \\ &= 4 \end{aligned} $ - Cr2O72- (n = 3 per kromium, OI = 1,67 ⇨ k = 2, dua kromium):
$ \begin{aligned} \Sigma R &= C(3,2) \times C(3,2) \\ &= \dfrac{3!}{2!(3-2)!} \times \dfrac{3!}{2!(3-2)!} \\ &= \dfrac{3!}{2!1!} \times \dfrac{3!}{2!1!} \\ &= \dfrac{6}{2} \times \dfrac{6}{2} \\ &= 3 \times 3 \\ &= 9 \end{aligned} $
Catatan:
- Pastikan semua oksigen ekivalen (kecuali oksigen jembatan pada Cr2O72-).
- Untuk Cr2O72-, hanya oksigen terminal dihitung dalam resonansi.
| Anion | Muatan (q) |
Jumlah O (n) |
OI | Resonansi (ΣR) |
|---|---|---|---|---|
| NO3- | -1 | 3 | 1,67 | 3 |
| CO32- | -2 | 3 | 1,33 | 3 |
| SO42- | -2 | 4 | 1,5 | 6 |
| PO43- | -3 | 4 | 1,25 | 4 |
| MnO4- | -1 | 4 | 1,75 | 4 |
| Cr2O72- | -2 | 6 (terminal) | 1,67 | 9 |
3. Langkah Cepat untuk Ujian
- Hitung OI: Gunakan rumus $ OI = 2 - \dfrac{q}{n} $.
- Tentukan k: Hitung \( k = OI - 1 \), dibulatkan ke bilangan bulat terdekat berdasarkan struktur Lewis.
- Hitung ΣR:
- Untuk satu atom pusat: Gunakan $ \Sigma R = C，C(n,k) = \dfrac{n!}{k!(n-k)!} $.
- Untuk dua atom pusat (misalnya, Cr2O72-): Hitung \( C(n,k) \) per pusat, lalu kalikan.
4. Contoh Soal
- ClO3- (q = -1, n = 3):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{1}{3} \\ &= \dfrac{5}{3} \\ &\approx 1,67 \\ k &= 1 \\\\ \Sigma R &= C(3,1) \\ &= \dfrac{3!}{1!2!} \\ &= 3 \end{aligned} $ - CrO42- (q = -2, n = 4):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{2}{4} \\ &= 1,5 \\ k &= 2 \\\\ \Sigma R &= C(4,2) \\ &= \dfrac{4!}{2!2!} \\ &= \dfrac{24}{4} \\ &= 6 \end{aligned} $ - Cr2O72- (q = -2, n = 3 per kromium):
$ \begin{aligned} OI &= 2 - \dfrac{2}{6} \\ &= \dfrac{5}{3} \\ &\approx 1,67 \text{ (terminal)} \\ k &= 2 \text{ per kromium} \\ \Sigma R &= C(3,2) \times C(3,2) \\ &= \dfrac{3!}{2!1!} \times \dfrac{3!}{2!1!} \\ &= \dfrac{6}{2} \times \dfrac{6}{2} \\ &= 3 \times 3 \\ &= 9 \end{aligned} $
5. Kesimpulan
- OI dihitung dari muatan dan jumlah oksigen menggunakan $ OI = 2 - \dfrac{q}{n} $.
- Resonansi dihitung dengan $ C(n,k) $, di mana \( k = OI - 1 \), dibulatkan ke bilangan bulat terdekat.
- Tidak perlu menggambar struktur Lewis jika rumus kombinasi diterapkan dengan benar.
- Untuk ion kompleks seperti Cr2O72-, perhatikan jumlah oksigen terminal per atom pusat.
Trik lain terkait orde ikatan silakan simak di sini.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar