Trik Cepat Penentuan Kemagnetan, Orde Ikatan, Panjang Ikatan, HOMO-LUMO (Teori Orbital Molekul)

Teori Orbital Molekul (TOM) menjelaskan ikatan kimia dengan menggabungkan orbital atom membentuk orbital molekul (ikatan, non‑ikatan, anti‑ikatan). Dalam soal ujian, sering ditanyakan sifat magnetik (paramagnetik/diamagnetik), orde ikatan, panjang ikatan, serta posisi HOMO dan LUMO. Berikut panduan kilat tanpa perlu menggambar diagram MO lengkap.

1. Sifat Magnetik: Paramagnetik vs Diamagnetik

Aturan emas:
Jika terdapat elektron tidak berpasangan → paramagnetik (tertarik medan magnet).
Semua elektron berpasangan → diamagnetik.

⚡ Langkah super cepat:

1. Hitung total elektron valensi kedua atom (perhatikan muatan jika ion).
2. Gunakan urutan orbital molekul untuk molekul periode 2 (Li sampai F).
3. Isi elektron mengikuti aturan Hund → cek elektron tak berpasangan di orbital tertinggi.

---

Simulasi interaktif tentang Teori Orbital Molekul ini dapat dicoba di:
Simulasi Diagram Orbital Molekul Homonuklir (Atom Sejenis)

---

Urutan Orbital MO (diatomik homonuklir periode 2)

• Untuk Li₂, Be₂, B₂, C₂, N₂ (golongan 1A hingga 5A):

  \(\sigma 2s \;<\; \sigma^* 2s \;<\; \pi 2p_x = \pi 2p_y \;<\; \sigma 2p_z \;<\; \pi^* 2p_x = \pi^* 2p_y \;<\; \sigma^* 2p_z\)
  Susunan jumlah orbital dari bawah 1-1* — 2-1 — 2*-1*
  
  

• Untuk O₂, F₂, Ne₂ (golongan 6A hingga 8A):

  \(\sigma 2s \;<\; \sigma^* 2s \;<\; \sigma 2p_z \;<\; \pi 2p_x = \pi 2p_y \;<\; \pi^* 2p_x = \pi^* 2p_y \;<\; \sigma^* 2p_z\)
  Susunan jumlah orbital dari bawah 1-1* — 1-2 — 2*-1*
  

Hafalan praktis sifat magnetik homonuklir:

Molekul	Elektron valensi	Sifat magnetik	Elektron tak berpasangan
H2, Li2, Be2	2, 2, 4	Diamagnetik	0
B2	6	Paramagnetik	2
C2	8	Diamagnetik (semua berpasangan)	0
N2	10	Diamagnetik	0
O2	12	Paramagnetik	2
F2	14	Diamagnetik	0

Contoh 1 (homonuklir) : O₂
Total elektron valensi = 12.
Konfigurasi MO: \(\sigma 2s^2 \sigma^*2s^2 \sigma 2p_z^2 \pi 2p_x^2 \pi 2p_y^2 \pi^*2p_x^1 \pi^*2p_y^1\).
Dua elektron di \(\pi^*\) tidak berpasangan → paramagnetik.

Molekul heteronuklir (misal NF, CN, CO) – trik isoelektronik

Cari molekul/ion homonuklir yang memiliki jumlah elektron valensi sama. Sifat magnetiknya identik.

Molekul heteronuklir	Total e− valensi	Isoelektronik dengan	Sifat magnetik
NF	5 + 7 = 12	O2	Paramagnetik
CN	4 + 5 = 9	N2+	Paramagnetik (1 e− tak berpasangan)
CO	4 + 6 = 10	N2	Diamagnetik
NO	5 + 6 = 11	O2+	Paramagnetik

2. Orde Ikatan dan Panjang Ikatan

Rumus orde ikatan (OI):

\[ \text{Orde Ikatan} = \frac{N_b - N_a}{2} \]

dengan \(N_b\) = elektron dalam orbital ikatan, \(N_a\) = elektron dalam orbital anti‑ikatan.

Tips cepat OI heteronuklir:
gunakan pasangan isoelektronik homonuklir yang sudah diketahui OI-nya.
Contoh:
CN (9 e⁻) isoelektronik dengan N₂⁺.
OI N₂⁺ = (8−3)/2 = 2,5 → OI CN = 2,5.

Panjang ikatan berbanding terbalik dengan orde ikatan: OI besar → ikatan pendek. Namun jika OI sama, molekul dengan atom lebih besar cenderung lebih panjang.

Contoh 2:
Bandingkan panjang ikatan CO, N₂, dan NO⁺
Ketiganya isoelektronik (10 e⁻) → OI = 3.
Panjang ikatan (Å): N₂ (1,10) < CO (1,13) < NO⁺ (1,15) karena efek muatan inti dan ukuran.
Urutan singkat: semakin besar muatan inti efektif, semakin pendek.

3. Menentukan HOMO dan LUMO dengan Cepat

HOMO = orbital molekul tertinggi yang terisi elektron.
LUMO = orbital molekul terendah yang kosong.
Sifat ini menentukan reaktivitas kimia (HOMO tinggi → mudah melepas elektron; LUMO rendah → mudah menerima elektron).

Panduan praktis berdasarkan jumlah elektron (molekul diatomik periode 2)

Jumlah e− valensi	Contoh molekul	HOMO	LUMO	Sifat magnetik
6	B2	\(\pi 2p\) (2 e− tak berpasangan)	\(\pi^* 2p\)	Paramagnetik
8	C2	\(\pi 2p\) (terisi penuh)	\(\pi^* 2p\)	Diamagnetik
9	CN, N2+	\(\pi^* 2p\) (1 e−)	\(\sigma^* 2p_z\)	Paramagnetik
10	N2, CO	\(\sigma 2p_z\) (terisi penuh)	\(\pi^* 2p\)	Diamagnetik
11	NO, O2+	\(\pi^* 2p\) (1 e−)	\(\sigma^* 2p_z\)	Paramagnetik
12	O2, NF	\(\pi^* 2p\) (2 e− tak berpasangan)	\(\sigma^* 2p_z\)	Paramagnetik

Ingat:
Untuk molekul heteronuklir, identifikasi HOMO/LUMO berdasarkan pasangan isoelektronik.
Contoh: NF (12 e⁻) → HOMO = \(\pi^* 2p\) (anti‑ikatan), LUMO = \(\sigma^* 2p_z\).
Sifat HOMO anti‑ikatan membuat NF reaktif.

4. Contoh Soal Lengkap & Penyelesaian

Soal 1: Tentukan sifat magnetik, orde ikatan, dan HOMO dari molekul CN (sianida netral).
Penyelesaian:

• Total elektron valensi = C(4) + N(5) = 9 e⁻.
• Isoelektronik dengan N₂⁺ (9 e⁻). N₂⁺ bersifat paramagnetik (1 e⁻ tak berpasangan) → CN juga paramagnetik.
• Orde ikatan: dari N₂⁺, elektron ikatan = 8, anti‑ikatan = 3 → OI = (8-3)/2 = 2,5.
• HOMO: berdasarkan isoelektronik N₂⁺ memiliki konfigurasi ... \(\pi^* 2p^1\) → HOMO = \(\pi^* 2p\) (orbital anti‑ikatan).

Jawaban: Paramagnetik, OI = 2,5, HOMO = \(\pi^* 2p\).

Soal 2: Manakah yang memiliki ikatan lebih pendek, NF atau OF⁺? Jelaskan.
Penyelesaian:

• NF: total e⁻ = 12 → OI = 2 (isoelektronik O₂). OF⁺: O(6) + F(7) -1 = 12 e⁻ juga → OI = 2.
• Karena OI sama, bandingkan ukuran atom pusat. NF (N–F) dengan OF⁺ (O–F).
• Jari‑jari N ≈ 75 pm, O ≈ 73 pm, sehingga ikatan O–F lebih pendek sedikit.

Jadi OF⁺ lebih pendek dari NF.

Soal 3: Prediksikan HOMO dan LUMO dari molekul NO (nitrit oksida).
Penyelesaian:

• NO memiliki 11 elektron valensi. Isoelektronik dengan O₂⁺ (11 e⁻).
• O₂⁺ mempunyai konfigurasi: \(\sigma 2s^2~\sigma^*2s^2~\sigma 2p_z^2~\pi 2p_x^2~\pi 2p_y^2 ~\pi^*2p_x^1\).
• HOMO = \(\pi^*~2p_x\) (atau \(\pi^*~2p_y\), satu elektron tidak berpasangan).
• LUMO = orbital anti‑ikatan berikutnya, yaitu \(\pi^*~2p_y\) (jika yang satu terisi) atau \(\sigma^* 2p_z\).
• Untuk O₂⁺, setelah \(\pi^*2p^1\), orbital kosong terendah adalah \(\pi^*2p\) yang lain (satu slot) atau \(\sigma^*2p_z\) (energi lebih tinggi).
• Urutan MO untuk O₂⁺ : \(\pi^*\) masih terdegenerasi, jadi LUMO adalah \(\pi^*2p\) (kedua) yang kosong.

Kesimpulan: HOMO = \(\pi^* 2p\) (setengah terisi), LUMO = \(\pi^* 2p\) (pasangannya) atau lebih tepatnya LUMO = orbital \(\pi^*\) yang lain, karena pada 11 elektron, satu orbital \(\pi^*\) berisi 1 elektron, satu lagi kosong. Jadi HOMO dan LUMO sama-sama berjenis \(\pi^*\).

5. Ringkasan Tabel Super Cepat

Molekul Ion	Jumlah e− val	Magnetik	Orde ikatan	HOMO	LUMO
N2, CO	10	Diamagnetik	3	\(\sigma 2p_z\)	\(\pi^* 2p\)
O2, NF	12	Paramagnetik	2	\(\pi^* 2p\) (2 e− tak berpasangan)	\(\sigma^* 2p_z\)
CN, N2+	9	Paramagnetik	2,5	\(\pi^* 2p\) (1 e−)	\(\sigma^* 2p_z\)
NO, O2+	11	Paramagnetik	2,5	\(\pi^* 2p\) (1 e−)	\(\pi^* 2p\) (orbital kedua)

Inti kesuksesan:
Hafalkan pola isoelektronik dan urutan MO untuk homonuklir. Dengan trik ini, Anda dapat menjawab soal magnetik, orde ikatan, panjang ikatan, serta HOMO-LUMO dalam hitungan detik tanpa menggambar diagram MO penuh.

© 2026 · urip.info · Panduan cepat TOM untuk molekul diatomik periode 2.