Simulasi Animasi 3D Pembentukan Ikatan Koordinasi (Asam-Basa Lewis)

Simulasi interaktif berikut ini akan menunjukkan tiga contoh penting pembentukan ikatan koordinasi melalui pendekatan asam-basa Lewis, dengan visualisasi tiga dimensi yang memungkinkan pemahaman lebih mendalam tentang perubahan geometri molekul dan mekanisme reaksi yang terjadi.

Ikatan koordinasi atau ikatan kovalen koordinasi merupakan jenis ikatan khusus dalam kimia ketika pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan berasal sepenuhnya dari satu atom saja, sedangkan atom lainnya hanya menyediakan orbital kosong untuk menerima pasangan elektron tersebut. Konsep ini pertama kali dikemukakan oleh Gilbert N. Lewis pada tahun 1923 melalui teori asam-basa Lewis, yang mendefinisikan asam sebagai akseptor pasangan elektron dan basa sebagai donor pasangan elektron.

Dalam reaksi asam-basa Lewis, basa Lewis (spesi dengan pasangan elektron bebas) akan menyumbangkan pasangan elektronnya kepada asam Lewis (spesi dengan orbital kosong), membentuk ikatan koordinasi yang menghasilkan senyawa kompleks atau aduk. Ikatan koordinasi ini ditandai dengan tanda panah (→) yang menunjukkan arah donasi elektron dari basa ke asam. Setelah terbentuk, ikatan koordinasi memiliki sifat yang sama dengan ikatan kovalen biasa, namun asal-usul elektronnya berbeda.

Contoh klasik reaksi asam-basa Lewis adalah reaksi antara amonia (NH₃) dengan boron trifluorida (BF₃). Amonia bertindak sebagai basa Lewis karena atom nitrogennya memiliki pasangan elektron bebas, sedangkan BF₃ bertindak sebagai asam Lewis karena atom boron memiliki orbital p kosong yang dapat menerima pasangan elektron. Pasangan elektron dari nitrogen akan didonasikan ke orbital kosong boron, membentuk ikatan koordinasi N→B dan menghasilkan kompleks NH₃·BF₃.

Konsep ikatan koordinasi sangat penting dalam memahami berbagai fenomena kimia, termasuk pembentukan kompleks logam transisi, reaksi dalam kimia organologam, katalisis homogen, serta berbagai proses biologis seperti pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Kemampuan suatu senyawa untuk bertindak sebagai asam atau basa Lewis bergantung pada struktur elektroniknya, keberadaan orbital kosong, dan ketersediaan pasangan elektron bebas.

SIMULASI PEMBENTUKAN IKATAN KOORDINASI (ASAM-BASA LEWIS)
Dirancang oleh urip.info

Pembentukan Ikatan Koordinasi

NH₃ (trigonal piramida) + H⁺ → NH₄⁺ (tetrahedral)

Putar menggunakan jari/mouse • Cubit untuk zoom +/- • Klik Animasikan untuk mulai animasi

Keterangan:
Amonia (NH₃) bertindak sebagai basa Lewis karena memiliki pasangan elektron bebas pada atom nitrogen.
Ion H⁺ bertindak sebagai asam Lewis karena menerima pasangan elektron tersebut.

Mekanisme Reaksi:

1. NH₃ memiliki geometri trigonal piramida dengan sudut ikatan ~107°
2. Atom N memiliki pasangan elektron bebas (lone pair)
3. Ion H⁺ mendekati dari arah pasangan elektron bebas
4. Pasangan elektron bebas dari N digunakan untuk berikatan dengan H⁺
5. Terbentuk NH₄⁺ dengan geometri tetrahedral sempurna (sudut 109,5°)

Pembentukan Ikatan Koordinasi

AlCl₃ (trigonal planar) + Cl^– → AlCl₄^– (tetrahedral)

Putar menggunakan jari/mouse • Cubit untuk zoom +/- • Klik Animasikan untuk mulai animasi

Keterangan:
AlCl₃ bertindak sebagai asam Lewis karena atom Al memiliki orbital kosong.
Ion Cl^– bertindak sebagai basa Lewis karena memiliki pasangan elektron bebas.

Mekanisme Reaksi:

1. AlCl₃ memiliki geometri trigonal planar dengan sudut 120°
2. Atom Al memiliki orbital p kosong (asam Lewis)
3. Ion Cl^– memiliki 4 pasangan elektron bebas (basa Lewis)
4. Cl^– mendekati AlCl₃ sepanjang sumbu tegak lurus bidang
5. Terbentuk AlCl₄^– dengan geometri tetrahedral (sudut 109,5°)

Pembentukan Ikatan Koordinasi

NH₃ (trigonal piramida) + BF₃ (trigonal planar) → NH₃·BF₃ (tetrahedral)

Putar menggunakan jari/mouse • Cubit untuk zoom +/- • Klik Animasikan untuk mulai animasi

Keterangan:
Asam Lewis: Penerima pasangan elektron (BF₃)
Basa Lewis: Pendonor pasangan elektron (NH₃)
Hasil: Senyaᴡa hasil reaksi asam-basa Lewis.

Mekanisme Reaksi:

1. Amonia (NH₃) memiliki pasangan elektron bebas (lone pair) pada atom nitrogen
2. BF₃ memiliki orbital kosong pada atom boron (asam Lewis)
3. Pasangan elektron bebas dari N menyumbangkan elektron ke orbital kosong B
4. Terbentuk ikatan koordinasi N→B (ikatan dativ)
5. Struktur berubah: NH₃ tetap trigonal piramida, BF₃ berubah dari trigonal planar ke tetrahedral
6. Hasil: Kompleks NH₃·BF₃ dengan struktur tetrahedral di sekitar B
7. Ikatan N-B memiliki karakter ikatan koordinasi murni

Catatan:

• NH₃ awal memiliki geometri trigonal piramida (sudut ~107°), setelah berikatan dengan H⁺ menjadi NH₄⁺ tetrahedral (sudut 109,5°)
• AlCl₃ awal memiliki geometri trigonal planar (sudut 120°), setelah berikatan dengan Cl^– menjadi AlCl₄^– tetrahedral
• Animasi menunjukkan transisi geometri molekul saat pembentukan ikatan koordinasi