Prosedur Sistematis dan Detail untuk Analisis Molekul Berdasarkan Teori VSEPR

Berikut adalah prosedur langkah demi langkah untuk menganalisis bentuk molekul, hibridisasi, dan kepolaran menggunakan teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion).

Prosedur ini mencakup penentuan atom pusat hingga kepolaran. Setiap langkah dijelaskan secara detail untuk memastikan analisis yang akurat.

Langkah-Langkah Prosedur

1. Penentuan Atom Pusat
   • Identifikasi atom pusat sebagai atom yang berada di tengah rumus molekul atau atom dengan elektronegativitas terendah (biasanya atom non-hidrogen yang terikat dengan atom lain).
     
   • Catat golongan atom pusat di tabel periodik untuk mengetahui jumlah elektron valensinya (misalnya, golongan 4A memiliki 4 elektron valensi).
     
   • Perhatikan pengecualian seperti atom dari periode 2 (seperti Be, B) yang mungkin tidak memenuhi aturan oktet.
     
     
2. Penentuan Pasangan Elektron Ikatan (PEI) dan Pasangan Elektron Bebas (PEB)
   • Hitung jumlah atom yang terikat dengan atom pusat untuk menentukan jumlah PEI (setiap ikatan tunggal, rangkap, atau ganda dihitung sebagai 1 PEI dalam VSEPR).
     
   • Hitung jumlah elektron yang digunakan untuk ikatan: Untuk ikatan tunggal, gunakan 1 elektron per ikatan dari atom pusat; untuk rangkap dua, 2 elektron; rangkap tiga, 3 elektron.
     
   • Hitung sisa elektron valensi: Elektron valensi atom pusat minus elektron untuk ikatan. Bagilah sisa tersebut dengan 2 untuk mendapatkan jumlah PEB (karena setiap pasangan terdiri dari 2 elektron).
     
   • Verifikasi total elektron di sekitar atom pusat sesuai aturan oktet (8 elektron) atau pengecualiannya.
     
     

Visual ini dibuat dari aplikasi Geomol. Lebih detail tentang contoh dapat diunduh dan diinstall di komputer.

3. Rumus VSEPR (Notasi AX_mE_n)
   • Notasi: A = atom pusat, X = jumlah PEI (m), E = jumlah PEB (n).
     
   • Contoh: Untuk molekul dengan 3 PEI dan 1 PEB, notasinya AX₃E₁.
     
   • Hitung total pasangan elektron: m + n.
     
     
4. Geometri Domain Elektron
   • Tentukan berdasarkan total pasangan elektron (PEI + PEB):
     • 2 pasangan: Linear
     • 3 pasangan: Trigonal planar
     • 4 pasangan: Tetrahedral
     • 5 pasangan: Trigonal bipiramida
     • 6 pasangan: Oktahedral
       
   • Geometri ini menggambarkan susunan semua pasangan elektron di sekitar atom pusat untuk meminimalkan tolakan.
     
     
5. Geometri/Bentuk Molekul
   • Tentukan berdasarkan jumlah PEI (abaikan PEB untuk bentuk molekuler, tetapi PEB memengaruhi distorsi).
     
   • Contoh berdasarkan notasi:
     • AX₂E₀: Linear
     • AX₃E₀: Trigonal planar
     • AX₄E₀: Tetrahedral
     • AX₃E₁: Trigonal piramida
     • AX₂E₂: Bengkok
       
   • Catat sudut ikatan ideal dan distorsi akibat PEB (tolakan PEB lebih besar daripada PEI).
     
     
6. Hibridisasi Atom Pusat
   • Tentukan berdasarkan geometri domain elektron (total pasangan elektron):
     • 2 pasangan: sp
     • 3 pasangan: sp²
     • 4 pasangan: sp³
     • 5 pasangan: sp³d
     • 6 pasangan: sp³d²
       
   • Hibridisasi menggambarkan campuran orbital untuk membentuk orbital hibrid yang sesuai dengan geometri domain elektron.
     
     
7. Kepolaran Molekul
   • Analisis ikatan: Periksa perbedaan elektronegativitas (EN) antara atom pusat dan atom terikat. Jika perbedaan > 0,4, ikatan polar.
     
   • Analisis simetri molekul:
     Jika geometri simetris dan semua ikatan identik, momen dipol saling meniadakan → nonpolar.
     Jika asimetris (misalnya karena PEB), momen dipol total ≠ 0 → polar.
     
   • Contoh: Molekul dengan PEB sering polar karena asimetri.

---

Contoh Penerapan Prosedur

Contoh 1: Molekul H₂O (Air)

1. Atom Pusat: O (golongan 6A, 6 elektron valensi).
2. PEI dan PEB: Berikatan dengan 2 H → 2 PEI. Sisa elektron: 6 - 2 = 4 → 2 PEB.
3. Rumus VSEPR: AX₂E₂.
4. Geometri Domain Elektron: Tetrahedral (4 pasangan).
5. Geometri Molekul: Bengkok, sudut ikatan ~104,5° (distorsi akibat 2 PEB).
6. Hibridisasi: sp³ (berdasarkan 4 pasangan).
7. Kepolaran: Ikatan O-H polar (EN O=3,5; H=2,1). Geometri asimetris → polar.
   
   

---

Contoh 2: Molekul CO₂ (Karbon Dioksida)

1. Atom Pusat: C (golongan 4A, 4 elektron valensi).
2. PEI dan PEB: Berikatan dengan 2 O (rangkap dua) → 2 PEI. Sisa elektron: 4 - 4 = 0 → 0 PEB.
3. Rumus VSEPR: AX₂E₀.
4. Geometri Domain Elektron: Linear (2 pasangan).
5. Geometri Molekul: Linear, sudut ikatan 180°.
6. Hibridisasi: sp (berdasarkan 2 pasangan).
7. Kepolaran: Ikatan C=O polar (EN C=2,5; O=3,5). Geometri simetris → nonpolar.
   
   

---

Contoh 3: Molekul NH₃ (Amonia)

1. Atom Pusat: N (golongan 5A, 5 elektron valensi).
2. PEI dan PEB: Berikatan dengan 3 H → 3 PEI. Sisa elektron: 5 - 3 = 2 → 1 PEB.
3. Rumus VSEPR: AX₃E₁.
4. Geometri Domain Elektron: Tetrahedral (4 pasangan).
5. Geometri Molekul: Trigonal piramida, sudut ikatan ~107° (distorsi akibat 1 PEB).
6. Hibridisasi: sp³ (berdasarkan 4 pasangan).
7. Kepolaran: Ikatan N-H polar (EN N=3,0; H=2,1). Geometri asimetris → polar.
   
   

---

Contoh 4: Molekul CH₄ (Metana)

1. Atom Pusat: C (golongan 4A, 4 elektron valensi).
2. PEI dan PEB: Berikatan dengan 4 H → 4 PEI. Sisa elektron: 4 - 4 = 0 → 0 PEB.
3. Rumus VSEPR: AX₄E₀.
4. Geometri Domain Elektron: Tetrahedral (4 pasangan).
5. Geometri Molekul: Tetrahedral, sudut ikatan 109,5°.
6. Hibridisasi: sp³ (berdasarkan 4 pasangan).
7. Kepolaran: Ikatan C-H nonpolar (EN C=2,5; H=2,1, perbedaan < 0,4). Geometri simetris → nonpolar.