Hibridisasi orbital dan teori domain elektron merupakan dua pendekatan berbeda dalam menjelaskan struktur dan bentuk molekul.
Hibridisasi dijelaskan melalui Teori Ikatan Valensi (Valence Bond Theory / VB) yang berfokus pada cara orbital atomik berinteraksi dan membentuk ikatan kimia.
Sementara itu, teori domain elektron dijelaskan melalui Teori Tolakan Pasangan Elektron di Sekitar Inti (VSEPR),
yang berfokus pada jumlah dan susunan pasangan elektron di sekitar atom untuk menentukan bentuk molekul.
Pada molekul diatomik (yang hanya terdiri dari dua atom), kedua teori ini dapat dibandingkan secara menarik karena bentuk molekulnya selalu linear, tetapi alasan teoritis di balik bentuk dan ikatannya berbeda. Contoh molekul yang akan dibahas di sini meliputi HF, O2, N2, dan CO.
A. Kajian Menurut Teori Ikatan Valensi (VB)
Dalam Teori Ikatan Valensi, ikatan kimia terjadi karena tumpang tindih antar orbital atomik yang masing-masing mengandung elektron tak berpasangan. Konsep hibridisasi digunakan untuk menjelaskan orientasi dan arah ikatan dalam ruang.
- HF (Hidrogen Fluorida):
Hidrogen memiliki orbital 1s¹, sedangkan fluor memiliki konfigurasi 2s²2p⁵ dengan satu elektron tak berpasangan.
Ikatan σ terbentuk dari tumpang tindih langsung orbital 1s (H) dan 2p (F). Tidak terjadi hibridisasi karena hanya ada satu ikatan dan bentuknya linear. - O2 (Oksigen Molekuler):
Setiap atom O (2s²2p⁴) memiliki dua elektron tak berpasangan. Satu orbital p tumpang tindih ujung ke ujung membentuk ikatan σ, sementara orbital p lainnya tumpang tindih sisi ke sisi membentuk ikatan π. Karena ikatan dapat terbentuk langsung antar orbital p, tidak diperlukan hibridisasi.
- N2 (Nitrogen Molekuler):
Setiap N (2s²2p³) melakukan hibridisasi sp untuk membentuk dua orbital linier. Satu orbital sp digunakan untuk ikatan σ, satu lagi menyimpan pasangan elektron bebas.
Dua orbital p yang tersisa membentuk dua ikatan π, menghasilkan total tiga ikatan (σ + 2π) yang sangat kuat.
Menurut data terbaru mengindikasikan pada N2 tidak terjadi pencampuran orbital s dan p, artinya memang tidak terjadi hibridisasi orbital s dan p. - CO (Karbon Monoksida):
Karbon (2s²2p²) dan oksigen (2s²2p⁴) masing-masing melakukan hibridisasi sp. Orbital sp dari C dan O tumpang tindih membentuk ikatan σ, sedangkan dua orbital p tak terhibridisasi membentuk dua ikatan π.
Sisa orbital sp pada masing-masing atom menampung pasangan elektron bebas. Ikatan ini bersifat polar dan sebagian memiliki karakter ikatan koordinasi (donasi elektron dari O ke C).
B. Kajian Menurut Teori Domain Elektron
Teori domain elektron menyatakan bahwa pasangan elektron di sekitar atom pusat saling tolak-menolak dan akan mengatur diri sejauh mungkin untuk meminimalkan gaya tolak. Setiap ikatan tunggal, ikatan ganda, atau rangkap tiga dihitung sebagai satu domain elektron.
- HF:
Fluorin memiliki empat domain elektron (1 ikatan + 3 pasangan bebas). F di sini dianggap sebagai atom pusat. Geometri elektron di sekitar F adalah tetrahedral, tetapi bentuk molekulnya tetap linear karena hanya dua atom. - O2:
Setiap atom oksigen memiliki tiga domain (1 ikatan ganda + 2 pasangan bebas). Geometri elektron di sekitar masing-masing O bersifat trigonal planar (lokal), sedangkan bentuk molekul keseluruhan tetap linear. - N2:
Setiap atom nitrogen memiliki dua domain (1 ikatan rangkap tiga + 1 pasangan bebas), menghasilkan geometri elektron dan bentuk molekul yang sama-sama linear. - CO:
Baik atom C maupun O memiliki dua domain (1 ikatan rangkap tiga + 1 pasangan bebas), sehingga geometri elektron dan bentuk molekulnya juga linear.
C. Perbandingan Teori VB dan Teori Domain Elektron
Berikut perbandingan hasil analisis berdasarkan kedua teori untuk keempat molekul diatomik:
| Molekul | Penjelasan Teori VB |
Hibridisasi Teori VB |
Jenis Ikatan Teori VB |
Penjelasan Teori Domain Elektron |
Jumlah Domain Elektron |
Geometri Elektron |
Bentuk Molekul |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HF | Tumpang tindih 1s(H)–2p(F); tiga pasangan elektron bebas pada F. |
Tidak ada | σ (1s–2p) | 4 domain (1 ikatan + 3 PEB) di sekitar F |
4 | Tetrahedral | Linear |
| O2 | 1 σ dan 1 π dari tumpang tindih p–p tanpa hibridisasi. |
Tidak ada | 1 σ + 1 π | 3 domain (1 ikatan ganda + 2 PEB) per atom |
3 | Trigonal planar | Linear |
| N2 | sp-hybrid pada tiap atom N; 1 σ (sp–sp) + 2 π (p–p). |
sp *) | 1 σ + 2 π | 2 domain (1 ikatan rangkap tiga + 1 PEB) per atom |
2 | Linear | Linear |
| CO | sp-hybrid pada C dan O; 1 σ (sp–sp) + 2 π (p–p); ada kontribusi koordinasi. |
sp (C & O) | 1 σ + 2 π | 2 domain (1 ikatan rangkap tiga + 1 PEB) per atom |
2 | Linear | Linear |
Analisis:
- Teori VB menjelaskan asal-usul ikatan dan jenis orbital yang digunakan untuk membentuknya (σ dan π).
- Teori Domain Elektron menjelaskan bagaimana pasangan elektron tersusun untuk menentukan bentuk molekul.
- Pada molekul diatomik, bentuk keseluruhan selalu linear, tetapi alasan linearitasnya berbeda menurut kedua teori.
D. Kesimpulan
- Molekul diatomik seperti HF, O2, N2, dan CO memiliki bentuk linear, tetapi proses pembentukan ikatannya berbeda menurut teori yang digunakan.
- Pada HF dan O2, ikatan terbentuk dari tumpang tindih orbital murni tanpa hibridisasi.
- Pada N2 dan CO, hibridisasi sp terjadi untuk menghasilkan ikatan rangkap tiga dan orientasi linear.
- Teori VSEPR mengaitkan bentuk linear dengan jumlah domain elektron (2 domain → geometri linear).
- Kedua teori saling melengkapi: VB menjelaskan bagaimana ikatan terbentuk, sementara VSEPR menjelaskan seperti apa bentuk molekul tersebut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar