Moslem.Blog

I. TUJUAN PERCOBAAN :
1. Menggambarkan bentuk molekul dalam tiga dimensi
2. Memberikan gambaran tentang setereo kimia

II. LANDASAN TEORI :
Dalam menggambarkan bentuk molekul senyawa kimia sering kali kita menemui kesulitan karena bentuk senyawa kimia berkembang dalam tiga dimensi. Terlebih lagi untuk senyawa – senyawa rantai karbon, baik rantai karbon lurus ataupun rantai lingkaran. Untuk mengatasi hal di atas dapat kita gunakan suatu model.
Hal yang perlu diperhatikan dalam penyususnan bentuk molekul antara lain valensi adri atom penyusunan molekul yang bentuk geometri dari masing – masing atom. Valensi dalam hal ini menunjukkan jumlah ikatan yang dapat dibentuk oleh atom bersangkutan. Bentuk geometri atom yang satu berbeda dengan atom yang lain karena perbedaan struktur elektoniknya, seperti misalnya atom C mempunyai pusat geometri yang tetrahedral, B dalam BF3 pusat geometrinya trigonal. Dalam penyusunan bentuk molekul akan digunakan pusat atom, yang warna dan bentuk geometriknya berbeda dengan pipa – pipa plastik yang menggambarkan ikatan, sering kali plastik yang digunakan untuk ikatan dapat pula menggambarkan atom. Dalam penyusunan bentuk molekul hanya tersedia beberapa pusat yang liner, trigonal planar, trogonal bipiramid dan oktahedral.
Untuk ikatan yang akan digunakan panjang pipa plastik yang standar adalah panjang 3,5 cm untuk ikatan C-C, C=C, C-O, C=O dan C-N sedangkan yang panjangnya 2 cm untuk menunjukan ikatan C-H. Ikatan tunggal C-C dapat mengalami rotasi sehingga kedudukan atom lain yang terikat pada karbon posisinya akan bervariasi atau akan terdapat berbagai konformasi.
Pada senyawa CH3-CH3 akan didapatkan dua konformasi yang ekstrim yaitu konformasi eklip dan konformasi stagger. Konformasi eklip adalah kedudukan dimana atom hidrogen pada atom yang didepan tepat didepan hidrogen pada atom yang dibelakang. Sedangkan pada konformasi stagger, hidrogen pada karbon yang satu terletak diantara kedua hidrogen pada hidrogen lain.
Terdapat beberapa cara untuk menyatakan konformasi diantaranya cara sawhorse, cara dimensional dan cara newton.








SAWHORSE






DIMENSIONAL







NEWMANN
Bentuk geometri molekul adalah cara – cara atom penataan tiga dimensi dari suatu atom dalam molekul. Beberapa sifat fisik dan sifat kimia, seperti titik leleh, titik didih, densitas dan jenis reaksi yang molekul alami dipengaruhi oleh geometri molekulnya. Namun, struktur Lewis tidak dapat menentukan bentuk molekul sehingga diperlukan teori lain untuk menjelaskan bentuk molekul ada dua cara yang umum dipakai untuk menentukan geometri molekuler, khususnya senyawa kovalen, yakni

TEORI VSEPR
Teori unsur yang saling berikatan memiliki bentuk molekul berbeda – beda tergantung jumlah pasangan elektron yang terlibat. Bentuk molekul dipengaruhi oleh susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) pada atom pusat suatu molekul. Teori Domain elektron menyatakan bahwa “pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas saling tolak menolak sehingga tiap pasangan elektron cenderung berjauhan satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan tersebut”. Teori ini juga disebut terori VSEPR (valence shell electron pair repulsion) atau teori tolakan pasangan elektron valensi. Teori ini pertama kalli dikembangkan oleh ahli kimia Kanada, R.J Gilespie (1957) berdasarkan ide ahli kimia Inggris , N. Sigdwick dan H. Powell. Teori Domain Elektron menggambarkan arah pasangan elektron baik PEI maupun PEB terhadap inti atom urutan berdasarkan besarnya gaya tolakan pasangan elektron adalah PEB – PEB > PEB – PEI > PEI – PEI.
Domain elektron yang berupa pasangan elektron ikatan (PEI) baik ikatan tunggal, ikatan rangkap, maupun ikatan rangkap 3 dianggap sebagai 1 domain. Berdasarkan teori Domain Elektron terdapat 5 macam bentuk dasar molekul kovalen yaitu linier, segitiga datar, tetrahedral, trogonal bipiramida, dan oktahedral.
Bentuk molekul senyawa kovalen ditentukan eleh susunan ruang pasangan elektron disekitar atom pusat. Teori Domain Elektron memfokuskan perhatian pada area terdapatnya elektron, sehingga ikatan rangkap dianggap satu area elektron atau sekelompok elektron sebagai mana pada ikatan tunggal.Gagasan ini diterapkan terhadap struktur Lewis molekul COCl2 :
Cl Cl
C O atau C = O
Cl Cl
Oleh karena ikatan rangkap merupakan sekelompok elektron sebagaimana pada ikatan tunggal maka bentuk geometri COCl2 adalah segitiga datar.
Cl
C = O
Cl
Jumlah
Domain Orientasi
Domain Jumlah pasangan elektron Bentuk Molekul Contoh Notasi
VSEPR
Ikatan Bebas
2 Linier 2 - Linier
BeCl2 AX2
3 Segitiga 3




2 1




1

Segitiga Datar

Bangkokan
BeCl3




SO2 AX3




AX2E
4 Tetrahedral 4



3



2 -



1



2 Tetrahedral

Trigonal Piramida

Bangkokan
CH4



NH3



H2O AX4



AX3E



AX2E2
5 Trigonal Bipiramida 5



4



3




2
-



1



2




3 Trigonal Bipiramida

Tetrahedral Beraturan

Bentuk T

Linier







PCl5



FeCl4



ClF3




XeF2 AX5



AX4E



AX3E2




AX2F3
6 Oktahedral 6





5




4 -





1




2 Oktahedral

Piramida segi empat

Segi empat datar
SF6





IF5




XeF2 AX6





AX5E




AX4E2
Kelima bentuk dasar molekul kovalen hanya menggambarkan bentuk geometri domain elektron yang mengandung PEI. Namun, dalam teori VSEPR, gaya tolakan yang dihasilkan oleh pasangan elektron bebas berpengaruh terhadap bentuk molekul. Berdasarkan teori VSEPR, setiap molekul diberikan notasi khusus untuk menunjukkan jumlah PEI dan PEB molekul tersebut, notasinya sebagai berikut :
PEI PEB

Atom Pusat AXnEn
Bilangan Bulat


KETERANGAN :
LINEAR : Disusun oleh tiga atom yang berikatan dalam satu garis lurus dan sebuah atom menjadi atom pusatnya. Jadi, terdapat 2 pasang elektron ikatab (2 domain) dengan sudut ikat 1800C.
SEGITIGA DATAR : Segitiga sama sisi yang disusun oleh 4 buah atom. Sebuah atom sebagai pusat yang berikatan dengan 3 atom lainnya dengan sudut ikat sebesar 1200C. Jadi, terdapat 3 pasang elektron ikatan (3 domain).
TETRAHEDRAL : Bentuk piramida. Ada 4 permukaan segitiga dan 4 sudut.
TRIGONAL BIPIRAMIDA : Terdiri dari dua piramida yang mempunyai 3 sisi yang dihubungkan oleh satu permukaan bersama suatu bidang segitiga yang melalui pusat,
OKTAHEDRAL : Gambar/ bentuk yang mempunyai delapan sisi dengan enam sudut. Gambar ini terdiri dari 2 piramida segiempat yang mempunyai satu dasar segiempat bersama.


III. ALAT :
1. Model Pusat Atom
2. Pipa – pipa Plastik

IV. LANGKAH KERJA :
1. Susunlah model molekul berikut :
a) HCl :
Ambilah suatu pusat atom untuk inti hidrogen dan pusat untuk inti klor hubungkan dengan pipa plastik untuk menunjukkan ikatan.


b) BeCl2 :
Bentuk molekulnya linier dalam wujud gas. Gunakan pusat atom yang cabangnya linier sebagai Be.
Dua buah pipa plastik dimasukkan pada cabang ini sebagai ikatan kemudian hubungkan dengan inti Cl.



c) BF3 :
Bentuk molekulnya segitiga datar, semua ikatan adalah equivalen dengan sudut FBF besarnya 1200C. Gunakan sebagai pusat atomnya bentuk seperti gambar (1b).


d) CH4, NH3 dan H2O
Pada penyusunan molekul – molekul diatas digunakan model yang bentuk dasarnya tetrahedral.
CH4 bentuknya tetrahedral gunakan pusat atom yang cabangnya tetrahedral. Pada NH3 terdapat 3 ikatan antara N dengan H dan 1 pasang elektron bebas. Bagian NH3 mempunyai bentuk piramid, dan pasangan elektron bebasnya akan menempati bagian yang keempat dari posisi tetrahedral.
Pada H2O terdapat 2 pasang elektron bebas dan dua pasang elektron ikatan


CH4 NH3 H2O

e) [PtCl4]2-
Ion yang bentuknya segiempat datar semua ikatannya sama dengan ikatan klor terletak pada sudut segiempatnya Pt pada pusat.


f) PF5
Gunakan bentuk trigonal bipiramid.
Terdapat tida ikatan equivalen dan dua ikatan yang aksial.

2. Buatlah bentuk molekul etana (C2H6) gunakan dua pusat inti yang tetrahedral hubungan kedua inti C dengan pipa plastik.
Aturlah kedudukan hidrogen dengan jalan memutar ikatan C-C, agar didapatkan kedudukan dimana H pada atom C yang satu tepat dibelakang H atau C yang lain dan kedudukan lainnya dimana atom H pada atom yang satu tepat diantara kedua atom H pada C yang lain.



3. Hidro Karbon Siklik
Susunlah molekul sikloheksana C6H12 aturlah kedudukan rantai karbonnya agar didapatkan bentuk seperti kapal dan bentuk seperti kursi.

4. Benzena
C6H6 mempunyai bentuk heksagonal datar. Panjang ikatan C-C semuanya sama dengan sudut C-C-C adalah 120 :
Dalam penyusunan benzena gunakan pusat atom yang trigonal.
Lingkaran yang didalam menunjukkan delokalisasi enam elektron dalam orbital p yang saling berintikan. Struktur diatas dapat dianggap sebagai keadaan rata – rata dari 2 bentuk benzena kekule.

5. Isomer optik
Isomer optik mempunyai struktur dimana bayangan cerminnya tidak saling menutupi salah satu sama lain. Hubungan yang sama seperti tangan kanan dan tangan kiri. Disebut isomer optik karena dia bersifat optik aktif sehingga dia memiliki kemampuan untuk memutar bidang polarisasi dari sinar yang terpolarisasi.
Untuk pusat karbon yang tetrahedral molekulnya bersifat optik aktif bila tidak memiliki pusat simetri. Atom ini disebut asimetri atau chiral dalam hal ini karbon mengikat 4 gugus yang berbeda.
Untuk mendapatkan gambar ini disusun bentuk molekul CH2, Cl2, CH2ClBr dan CHFBrCl.









V. HASIL PENGAMATAN :
1. a.) HCl
Bentuk molekulnya linier.
b) BeCl2
Bentuk molekulnya linier, dimana Be sebagai atom pusat dan Cl sebagai atom terminal tersusun berikatan dalam satu garis lurus, sudut ikat yang terbentuk 1800C.
c) BF3
Bentuk molekulnya segitiga datar dengan sudut ikat yang terbentuk 1200C. Yang berperan sebagai atom pusat adalah B dan F sebagai atom terminal.
d) - CH4
Bentuk molekulnya adalah tetrahedral dengan sudut ikat 109,50C. Berperan sebagai atom pusat dan atom H sebagai atom terminal.
- NH3
Bentuk molekulnya trigonal piramida. Atom pusatnya adalah N dan atom terminal adalah H.
- H2O
Bentuk molekulnya adalah bengkokan, atom O sebagai atom pusat dan atom H sebagai atom terminal.
e) [PtCl4]2-
Bentuk molekulnya segiempat datar. Atom Pt sebagai atom pusat dan atom Cl sebagai atom terminal.
f) PF5
Bentuk molekulnya trigonal bipiramida. Atom P sebagai atom pusat dan F sebagai atom terminal.
2. C2H6
Molekul C2H6 terdiri dari 2 pusat inti yaitu CH3 – CH3. Maka akan diketahui bentuk molekulnya yaitu tetrahedral.
3. Hidrokarbon Siklik
Setelah bentuk dasarnya dipecah yang tadinya berupa segienam, akan diperoleh bentuk molekul yang tetrahedral. kedudukan rantai karbon C sikloheksana dapat diubah – ubah sehingga menghasilkan bentuk seperti kapak / biduk dan seperti kursi.
4. Benzena
Mempunyai bentuk heksagonal datar. Panjang ikatan C – C semuanya sama dengan sudut C – C - C adalah 1200C.
5. Isomer Optik
a. CH2Cl2 :
• Mempunyai bidang simetris
• Bayangan cernrminnya dapat saling menutupi
• Tidak optik aktif
b. CH2ClBr :
• Mempunyai bidang simetri
• Bayangan cerminnya dapat saling menutupi
• Tidak optik aktif
c. CHFClBr :
• Tidak mempunyai bidang simetri


VI. PEMBAHASAN :
Jawaban pertanyaan :
1. Dalam wujud cair HCl akan terurai menjadi H+ dan Cl-
H Cl DALAM AIR H + Cl -
H Cl H Cl
Ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen polar. Ikatan kovalen pada molekul HCl terjadi karena adanya pemakaian pasangan elektron bersama sedangkan kepolaran ikatan dalam HCl terjadi karena perbedaan keelektronegatifan atom – atom yang berikatan.
Meskipun atom H dan atom Cl sama – sama menarik pasangan elektron, namun atom Cl menarik pasangan elektron lebih kuat dibandingkan dengan atom H karena keelektronegatifan Cl lebih besar dari keelektronegatifan H, sehingga pasangan elektron ikatan akan tertarik ke arah klorin (terpusatkan pada klorin) . akibatnya terjadi kutub positif pada hidrogen atau membentuk ikatan dipol.
2. Susunan elektron Lewis dari senyawa BF3
• Atom pusat : B
• Atom terminal : 3F
• Jumlah elektron : 3 + 3.7 = 24
Struktur :
F F
F B F B
F F
BF3 tidak mengikuti aturan oktet karena jumlah elektron pada kulit terluar B hanya terdiri dari 6 elektron dan bukannya 8 elektron. Agar stabil, BF3 nantinya akan menyumbangkan tempat kosong, sedangkan senyawa lain menyumbangkan pasangan elektron bebas untuk dipakai bersama – sama.
Bentuk BF3 trigonal datar karena mempunyai tiga pasang elektron pada atom pusatnya dan terdiri dari 4 atom dimana tempat atom itu berada pada stu bidang datar terjadinya kesamaan dari sudut ikatan ini disebabkan oleh gaya tolak – menolak antara pasangan elektron ikatan yang sama.

3. Terjadinya perbedaan pada CH4 dengan NH3 dan H2O karena ketiganya memiliki jumlah pasangan elektron mandiri yang berbeda – beda.
• CH4
Yang terjadi pada ikatan ini adalah ikatan kovalen non polar karena tidak ada pasangan elektron mandiri sehingga molekul yang dibentuk adalah simetris, dimana pasangan elektron yang dipakai sama – sama tertarik sama kuat ke semua atom sehingga membentuk sudut yang sama yaitu 109,50 dengan bentuk molekul tetrahedral.



• NH3
Yang terjadi pada senyawa ini adalah ikatan kovalen polar karena NH3 terdapat sebuah pasangan elektron mandiri yang menyebabkan terjadinya perubahan sudut ikatan dan perubahan bentuk ikatan pasangan elektron atom N menekan atom H ke bawah. Hal ini disebabkan oleh gaya tolakan yang dialami oleh pasangan elektron mandiri dengan atom H lebih besar daripada atom antara atom H dengan atom H. Sehingga terbentuk molekul segitiga bipiramida dengan sudut ikatnya 1070. HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH


• H2O
Pada H2O terjadi ikatan kovalen polar karena pada H2O terdapat dua pasangan elektron mandiri. Pasangan elektron mandiri menyebabkan terjadinya perubahan sudut ikatan dan perubahan bentuk molekul pula, seperti pada NH3 karena tolak – menolak antara pasangan elektron mandiri dengan pasangan elektron mandiri sangat besar, maka pasangan elektron mandiri pada atom pusat O menekan atom H sedangkan gaya tolak – menolak antara pasangan elektron mandiri dengan atom H lebih lemah dan antara atom H dengan atom H paling lemah sehingga jarak antara atom H dengan atom H paling dekat karena dari atom lain. Bentuk molekulnya adalah bengkokan dengan sudut ikatnya 1040.



Jadi, sudut ikat yang paling besar adalah CH4 yaitu sebesar 109,50 dan yang paling kecil adalah pada H2O yaitu sebesar 1040.

4. Bilangan oksidasi Pt dalam [PtCl4]-2 adalah :
Biloks Pt + 4 biloks Cl = -2
Biloks Pt + 4(-1) = -2
Biloks Pt = -2 + 4 = 2
Ikatan antara Pt dan Cl adalah ikatan kovalen koordinasi karena adanya pemakaian bersama pasangan elektron dari Cl karena pada Pt terdapat pasangan elektron bebas dan atom Cl mempunyai orbital kosong.
Bentuk [PtCl4]-2 berupa segiempat datar karena pada atom pusat Pt terdapat 4 atom yang berikatan dengan Cl dan 2 atom bebas. Terbentuknya segiempat datar karena juga agar memperoleh bentuk yang paling stabil.

5. Pada senyawa PF5 tidak terdapat pasangan elektron bebas disekitar atom P.
Struktur Lewis :
• Atom pusat : P
• Atom terminal : 5 atom F
• Jumlah elektron : 5 + 5. 7 = 40
F
P + 5 F F P F
F F

Berdasarkan struktur tersebut terlihat bahwa senyawa PF5 menyimpang dari aturan oktet karena pada senyawa ini pasangan elektron yang digunakan bersama – sama lebih dari delapan tetapi hal ini tidak disalahkan karena PF5 termasuk oktet yang diperluas.
PF5 berbentuk trigonal bipiramida karena pada atom pusat P terdapat 5 atom terminal F. Ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen karena hanya terdapat penggunaan bersama pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan saja.

6. Untuk mendapatkan bentuk molekul dari C2H6, kita harus memecahkan menjadi CH3 – CH3. Pada senyawa CH3 yang terikat dengan CH3 lain terlihat ada 3 atom hidrogen yang terikat dengan atom C dan satu tangan karbon lainnya terikat dengan atom C lainnya. Berarti ada 4 atom terminal yang terikat pada atom C, sehingga bentuk molekul C2H6 adalah tetrahedral.
Ganbar molekul 1,2 diklor etana : Gambar molekul 1,2 diklor etena :
H H H H

H C C H C C

Cl Cl Cl Cl

7. Isomer optik mempunyai struktur dimana bayangan cerminnya tidak saling menutupi salah satu sama lain. Hubungan yang sama seperti tangan kanan dan kiri disebut isomer optik, karena sia bersifat optif aktif sehingga dia memiliki kemampuan untuk memutar bidang polarisasi dari sinar yang terpolarisasi.
Untuk pusat karbon yang tetrahedral molekulnya bersifat optik aktif bila tidak memiliki pusat simetri atau bidang simetri atom ini disebut asimetri atau chival. Dalam hal ini karbon mengikat 4 gugus yang berbeda. Dari senyaw – senyawa yang dibutuhkan. Dari senyawa – senyawa yang diberikan yaitu CH2Cl2, CH2ClBr dan CHFClBr, maka : jm
• Senyawa yang mempunyai bidang simetri adalah CH2Cl2 dan CH2ClBr
H Cl
Cl C Cl H C H
H Brjjjjjjjj
• Senyawa yang bersifat optik aktif adalah CHFClBr
H
Cl C F
Br
• Senyawa yang bayangan cerminnya saling menutupi adalah CH2ClBr, maka :
A A’
Cl Cl

H C C H
H H
Br Br
Apabila keduanya diputar 900 ke kiri :
A A’
C C
H H
H Br H Br
Apabila disusun didepan – dibelakang akan dapat saling menutupi.
8. Molekul etana (C2H6)
Bentuk molekul ini menyajikan susunan atom – atom molekul dalam ruang. 2 atom c dalam etana terhibridisasi sp3 atom – atom tersebut terikat melalui ikatan sigma. Ikatan sigma mempunyai simetri berbentuk silinder yaitu tumpang tindih orbital. Orbital sp3 adalah sama. Terlepas dari adanya rotasi ikatan C-C, namun rotasi ikatan ini tidak sepenuhnya bebas karena ada interaksi antara atom H pada atom C yang berbeda. Susunan model molekul seperti gambar pada hasil pengamatan pasangan molekul etana dan proyeksi Nowman dari konformasi terbuka dan konformasi gerhana.
H
H H


H H
H

Pada konformasi terbuka sudutnya adalah sebesar 600 sedangkan pada konformasi gerhana sudutnya adalah sebesar 00. Ikatan C-C diputar sedikit dalam proyeksi NEWMAN dengan bentuk gerhana agar atom H yang berpusat pada atom C belakang dapat terlihat. Atom – atom yang berdekatan pada kedua atom C dalam bentuk gerhana menyebabkan tolak – menolak yang lebih besar dan karena itu menyebabkan ketidakstabilan relatif terhadap konformasi terbuka. Tetapi analitis baru – baru ini menunjukkan bahwa keadaannya lebih rumit daripada hanya sekedar tolakan. Walaupun demikian kita tetap menganggap bahwa konformasi terbuka lebih stabil dibandingkan konformasi gerhana.




VII. KESIMPULAN :
Untuk menggambarkan bentuk molekul dapat menggunakan 2 metode, yaitu :
1. Berdasarkan teori VSEPR yakni menjelaskan susunan geometri berdasarkan tolakan pasangan elektron kulit valensi.
2. Berdasarkan konsep hibridisasi (distribusi orbital atom pusat)
Pada metode VSEPR tolak – menolak pada pasangan elektron bebas dengan pasangan elektron bebas > dari pasangan elektron bebas dengan pasangan elektron ikatan > pasangan elektron ikatan dengan pasangan elektron ikatan.
Bentuk Geometri molekul mempengaruhi sifat kimia dan sifat fisika seperti titik didih, titik leleh, kerapatan dan jenis reaksinya.


Tabel susunan pasangan elektron, bentuk molekul dan hibridisasinya adalah :
Senyawa Pasangan Elektron Susunan
Elektron Bentuk
Molekul Hibridisasi
Atom Pusat
Ikatan Non-ikatan Jumlah
BeCl2 2 0 2 Linear Linear SP
BF3 3 0 3 Segitiga Segitiga SP2
CH4 4 0 4 Tetrahedral Tetrahedral SP3
NH3 3 1 4 Tetrahedral Piramida SP3
H2O 2 2 4 Tetrahedral Bengkokan SP3
PF5 5 0 5 Trigonal Bipiramida Trigonal Bipiramida SP3d
[PtCl4]2- 4 2 6 Oktahedral Segiempat Datar SP3d2


VIII. DAFTAR PUSTAKA :
• Tim laboratorium Kimia Dasar.2007.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Udayana : Bukit Jimbaran, Bali
• Achamad, Hiskia dan M. S. Tupamahu. 1992. Struktur Atom Struktur Molekul Sistem Periodik .PT. Citra Aditya:Bali