Bahasan ikatan kovalen dan struktur Lewis kadang dianggap sulit dipahami siswa. Simulasi interaktif ini memberi alternatif sebagai media belajar memahami bahasan tersebut. Baca dulu landasan teorinya, lalu pilih molekul dan seret atom-atomnya untuk menyusun struktur Lewis.
Tautan singkat daftar simulasi interaktif belajar Kimia untuk MA/SMA/SMK lainnya dapat diakses melalui s.id/simkim
Landasan Teori: Struktur Lewis
Atom berikatan agar elektron di kulit terluarnya, yaitu elektron valensi, menjadi stabil seperti gas mulia. Gilbert N. Lewis menggambarkan elektron valensi sebagai titik di sekeliling lambang atom, dan ikatan kovalen sebagai pasangan elektron yang dipakai bersama. Gambar seperti ini disebut struktur Lewis.
1. Elektron valensi
Jumlah elektron valensi sama dengan nomor golongan A unsur tersebut. Elektron inilah yang dipakai untuk berikatan.
| Unsur | Golongan | Elektron valensi | Ikatan yang lazim |
|---|---|---|---|
| H | IA | 1 | 1 |
| B | IIIA | 3 | 3 |
| C | IVA | 4 | 4 |
| N | VA | 5 | 3 |
| O | VIA | 6 | 2 |
| F, Cl | VIIA | 7 | 1 |
| P | VA | 5 | 3 atau 5 |
| S | VIA | 6 | 2, 4, atau 6 |
2. Aturan duplet dan oktet
Duplet: atom H cukup memiliki 2 elektron di sekelilingnya, seperti He.
Oktet: atom lain berusaha memiliki 8 elektron di sekelilingnya, seperti Ne dan Ar.
Elektron yang dihitung adalah elektron milik atom itu sendiri ditambah elektron ikatan yang dipakai bersama.
3. Jenis pasangan elektron
PEI (pasangan elektron ikatan): pasangan yang dipakai bersama dua atom, digambar sebagai garis.
PEB (pasangan elektron bebas): pasangan milik satu atom saja dan tidak dipakai berikatan.
Ikatan tunggal (–) = 1 PEI, rangkap dua (=) = 2 PEI, rangkap tiga (≡) = 3 PEI.
4. Pengecualian oktet
Kekurangan elektron: B pada BH3 hanya dikelilingi 6 elektron.
Oktet diperluas: atom periode 3 ke bawah seperti P dan S boleh dikelilingi lebih dari 8 elektron, misalnya PCl5 (10 elektron) serta SF6 dan H2SO4 (12 elektron).
Atom periode 2 (C, N, O, F) tidak pernah melebihi 8 elektron.
Langkah menggambar struktur Lewis
- Hitung jumlah elektron valensi semua atom dalam molekul.
- Tentukan atom pusat: atom yang dapat membentuk ikatan paling banyak, dan bukan H. Atom H hanya dapat membentuk 1 ikatan sehingga selalu berada di tepi.
- Hubungkan atom pusat dengan atom-atom di sekelilingnya memakai ikatan tunggal. Pada molekul berantai seperti C2H6, atom-atom pusatnya dihubungkan lebih dulu.
- Lengkapi oktet atom di tepi dengan PEB (atom H cukup duplet).
- Letakkan elektron yang masih tersisa pada atom pusat sebagai PEB.
- Jika atom pusat belum oktet, ubah PEB atom di tepi menjadi PEI sehingga terbentuk ikatan rangkap.
- Periksa: jumlah elektron dalam struktur harus sama dengan jumlah elektron valensi pada langkah 1.
Contoh: struktur Lewis CO2
- Elektron valensi total: 1 × 4 + 2 × 6 = 16 elektron (1 atom C dan 2 atom O).
- Atom pusat adalah C. Hubungkan O–C–O. Dua ikatan tunggal memakai 4 elektron, sisanya 16 − 4 = 12 elektron.
- Lengkapi oktet tiap atom O dengan 3 PEB (6 elektron). Dua atom O memakai 2 × 6 = 12 elektron, jadi elektron sisa habis.
- Atom C baru dikelilingi 4 elektron, belum oktet. Jadikan 1 PEB dari tiap atom O menjadi PEI, sehingga terbentuk O=C=O. Sekarang C dikelilingi 8 elektron, dan tiap O dikelilingi 8 elektron (2 PEI dan 2 PEB).
- Periksa: 2 (PEI + PEB) = 2 (4 + 4) = 16, sama dengan langkah 1.
Cara memakai simulasi
- Pilih molekul, lalu seret atom-atomnya. Saat kulit valensi dua atom bertumpang tindih, elektron mereka dipakai bersama dan ikatan terbentuk.
- Titik berwarna adalah elektron valensi (warnanya sesuai atom asal). Garis putus-putus menandai batas tumpang tindih dua kulit, tempat pasangan elektron ikatan berada.
- Tarik atom menjauh untuk memutus ikatan.
- Lihat panel di bawah gambar: apakah setiap atom sudah memenuhi duplet atau oktet?
Tidak ada komentar:
Posting Komentar