geometri molekul

Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul. Molekul-molekul sederhana dapat diramalkan bentuknya berdasarkan pemahaman tentang struktur elektron dalam molekul. Cara meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori tolak menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusatnya, yang disebut teori domain elektron.

a.       Teori Domain Elektron

Teori domain elektron adalah suatu cara meramalkan bentuk molekul bentuk molekul berdasarkan tolak menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat. Teori ini merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR (valence shell electron pair repulsion). Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan elektron. Jumlah domain elektron ditentukan sebagai berikut :

ü  Setiap elektron ikatan (apakah ikatan tunggal, rangkap, atau rangkap tiga) berarti 1 domain.

ü  Setiap pasangan elektron bebas berarti 1 domain.

Prinsip-prinsip dasar teori domain elektron adalah sebagai berikut :

ü  Antar domain elektron pada kulit luar atom pusat saling tolak menolak sehingga domain elektron akan mengatur diri (mengambil formasi) sedemikian rupa sehingga tolak menolak di antaranya menjadi minimum.

ü  Urutan kekuatan tolak menolak di antara domain elektron adalah sebagai berikut:

Tolakan antardomain elektron bebas > tolakan antardomain elektron bebas dengan domain elektron ikatan > tolakan antardomain elektron ikatan. Perbedaan daya tolak ini terjadi karena pasangan elektron bebas hanya terikat pada satu atom saja, sehingga bergerak lebih leluasa dan menempati ruang lebih besar daripada pasangan elektron ikatan. Akibat dari perbedaan daya tolak tersebut adalah mengecilnya sudut ikatan karena desakan dari pasangan elektron bebas.

ü  Bentuk molekul hanya ditentukan oleh pasangan elektron terikat.

Tabel : Susunan ruang domain elektron yang menghasilkan tolakan minimum

Jumlah domain elektron	Susunan ruang (geometri)	Besar sudut ikatan
2	Linear	180°
3	Segitiga sama sisi	120°
4	Tetrahedron	109,5°
5	Bipiramida trigonal	Ekuatorial=120° Aksial=90°
6	Oktahedron	90°

b.      Merumuskan Tipe Molekul

Jumlah domain (pasangan elektron) dalam suatu molekul, dapat dinyatakan sebagai berikut :

ü  Atom pusat dinyatakan dengan lambing A,

ü  Domain elektron ikatan dinyatakan dengan X, dan

ü  Domain elektron bebas dinyatakan dengan E

Tabel : Berbagai emungkinan bentuk molekul yang atom pusatnya mempunyai 4, 5, atau 6 pasangan elektron

Jumlah PEI	Jumlah PEB	Rumus	Bentuk molekul	Contoh
4	0	AX4	Tetrahedron	CH4
3	1	AX3E	Piramida trigonal	NH3
2	2	AX2E2	Planar bentuk V	H2O
5	0	AX5	Bipiramida trigonal	PCl5
4	1	AX4E	Bidang empat	SF4
3	2	AX3E2	Planar bentuk T	IF3
2	3	AX2E3	Linear	XeF2
6	0	AX6	Oktahedron	SF6
5	1	AX5E	Piramida sisiempat	IF5
4	2	AX4E2	Segiempat planar	XeF4

Tipe molekul dapat ditentukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

ü  Tentukan jumlah elektron valensi atom pusat (EV)

ü  Tentukan jumlah domain elektron ikatan (X)

ü  Tentukan jumlah domain elektron bebas (E)

Cara penetapan tipe molekul tersebut hanya berlaku untuks enyawa biner berikatan tunggal. Untuk senyawa biner yang berikatan rangkap atau ikatan kovalen koordinat (misalnya dengan oksigen), maka jumlah elektron yang digunakan untuk membentuk pasangan terikat menjadi 2 kali jumlah ikatan.

Selanjutnya, langkah-langkah untuk meramalkan geometri adalah sebagai berikut :

ü  Menentukan tipe molekul

ü  Menggambar susunan ruang domain-domain elektron di sekitar atom pusat yang memberi tolakan minimum.

ü  Menetapkan pasanagn terikat dengan menuliskan lambing atom yang bersangkutan.

ü  Menentukan geometri molekul setelah mempertimbangkan pasangan elektron bebas.

c.       Molekul polar dan nonpolar

Suatu molekul akan bersifat polar jika memenuhi 2 syarat nerikut :

ü  Ikatan dalam molekul bersifat polar. Secara umum, ikatan antaratom yang berbeda dapat dianggap polar.

ü  Bentuk molekul tidak simetris, sehingga pusat muatan positif tidak berimpit dengan pusat muatan negatif.

1.      Hibridisasi

Bentuk molekul dapat diramalkan dengan teori domain elektron. Namun demikian, teori tersebut tidak menjelaskan bagaimana suatu molekul dapat berbentuk seperti itu.

Hibridisasi adalah peleburan orbital-orbital dari tingkat energy yang berbeda menjadi orbital-orbital yang setingkat. Jumlah orbital hibrida (hasil hibridisasi) sama dengan jumlah orbital yang terlibat pada hibridisasi itu.

Tabel : Berbagai macam tipe hibridisasi

Orbital asal	Orbital hibrida	Bentuk orbital hibrida	Besar sudut ikatan
s, p	Sp	Linear	180°
s, p, p	sp2	Segitiga sama sisi	120°
s, p, p, p	sp3	Tetrahedron	109,5°
s, p, p, p, d	sp3d	Bipiramida trigonal	Ekuatorial=120° Aksial=90°
s, p, p, p, d, d	sp3d2	oktahedron	90°