Konfigurasi Elektron Kofigurasi electron adalah susunan electron pada atom. Konfigurasi electron pada atom nantinya akan menentukan letak atom tersebutdalam table susunan berkala. Menurut Niels Bohr, untuk mengetahui jumlah maksimum electron dalam setiap kulit, dapat menggunakan rumus : 2n² n = nomor kulit Kulit K adalah kulit ke- 1 ( n = 1 ), maka jumlah maksimum electron yang dapat mengisinya adalah sebanyak 2 x 1² = 2 elektron. Kulit L adalah kulit ke – 2 ( n = 2 ), maka jumlah maksimum electron yang dapat mengisi kulit L adalah : 2 x 2² = 8 elektron Secara sederhana, aturan electron adalah sebagai berikut : Aturan 1 : Jumlah maksimum electron pada setiap kulit adalah 2n², dimana n adalah nomor kulit atom Aturan 2 : Jumlah maksimum electron pada kulit paling luar adalah 8 electron Aturan 3 : Jika jumlah electron kulit terluar lebih dari delapan, maka pindahkanlah ke kulit sebelumnya dengan jumlah electron maksimum sama dengan jumlah maksimum kulit sebelumnya tersebut. Contoh : a. atom natrium m( Na ) mempunyai 11 elektron, berarti natrium mempunyai tiga kulit atom, yaitu kulit K, L dan M b. atom kalsium ( Ca ) mempunyai 20 elektron, berarti Ca akan mempunyai empat kulit atom yaitu kulit K, L dan N. penyelesaian : A. Kulit atom = K L M N Natrium ( Na ) = 2 8 1 – Atom Natrium mempunyai 3 Kulit atom, pada kulit terluar terdapat 1 elektron B. kulit Atom = K L M N = 2

8 8 2 Atom Ca mempunyai 4 kulit atom, pada kulit terluar terdapat 2 buah Pada susunan berkala Jumlah kulit atom menunjukkan periode. Jumlah electron pada kulit terluar menunjukkan golongan elektron.

A. Macam-macam Bilangan Kuantum

Ada empat bilangan kuantum yang akan kita kenal, yaitu bilangan kuantum utama

(n), bilangan kuantum Azimut (I), bilangan kuantum magnetik (m) dan bilangan kuantum

spin (s).

1. Bilangan kuantum utama

Dalam model atom Bohr, elektron dikatakan berada di dalam lintasan stasioner

dengan tingkat energi tertentu. Tingkat energi ini berkaitan dengan bilangan kuantum

utama dari elektron. Bilangan kuantum utama dinyatakan dengan lambang n sebagaimana

tingkat energi elektron pada lintasan atau kulit ke-n.

Bisa dikatakan bahwa bilangan kuantum utama berkaitan dengan kulit elektron di

dalam atom. Bilangan kuantum utama membatasi jumlah elektron yang dapat menempati

satu lintasan atau kulit berdasarkan persamaan berikut.

Jumlah maksimum elektron pada kulit ke-n adalah 2n2

Tabel 1. Hubungan jenis kulit dan nilai bilangan kuantum utama.

Jenis Kulit Nilai (n) K 1L 2M 3N 4

2. Bilangan Kuantum Azimut (I)

Elektron yang bergerak mengelilingi inti atom memiliki momentum sudut. Efek

Zeeman yang teramati ketika atom berada di dalam medan magnet berkaitan dengan

orientasi atau arah momentum sudut dari gerak elektron mengelilingi inti atom.

Terpecahnya garis spektrum atomik menandakan orientasi momentum sudut elektron

yang berbeda ketika elektron berada di dalam medan magnet. Bilangan kuantum azimut

menyatakan sub kulit tempat elektron berada dan bentuk orbital, serta menentukan

besarnya momentum sudut elektron terhadap inti. Banyaknya subkulit tempat elektron

berada tergantung pada nilai bilangan kuantum utama (n). Nilai bilangan kuantum azimut

dari 0 sampai dengan (n - 1). Bila n = 1, maka hanya ada satu subkulit yaitu l = 0.

Sedangkan n = 2, maka ada dua subkulit yaitu l = 0 dan l = 1. Seandainya dibuat dalam

tabel maka akan tampak sebagai berikut : Tabel 2. Hubungan bilangan kuantum utama

dan azimut serta subkulit.

Bilangan KuantumUtama (n)

Bilangan KuantumAzimut (I)

Banyaknya SubKulit

1 0 12 0

12

3 012

3

4 0123

4

Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus:

l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)

l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)

l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)

l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)

Tabel 3. Hubungan subkulit sejenis dalam kulit yang berbeda pada atom.

Kulit Nilai n Nilai I Jenis Subkulit

K 1 0 1sL 2 0 2s

1 2pM 3 0 3s

1 3p2 3d

N 4 0 4s1 4p2 4d3 4f

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Momentum sudut elektron L merupakan sebuah vektor. Jika vektor momentum

sudut L diproyeksikan ke arah sumbu yang tegak atau sumbu-z secara tiga dimensi akan

didapatkan besar komponen momentum sudut arah sumbu-z dinyatakan sebagai Lz.

bilangan bulat yang berkaitan dengan besar Lz adalah m. bilangan ini disebut bilangan

kuantum magnetik. Karena besar Lz bergantung pada besar momentum sudut elektron L,

maka nilai m juga berkaitan dengan nilai l.

m = −l, … , 0, … , +l

misalnya, untuk nilai l = 1, nilai m yang diperbolehkan adalah −1, 0, +1.

Bilangan kuantum magnetik menyatakan orbital tempat ditemukannya elektron

pada subkulit tertentu dan arah momentum sudut elektron terhadap inti. Sehingga nilai

bilangan kuantum magnetik berhubungan dengan bilangan kuantum azimut. Nilai

bilangan kuantum magnetik antara - l sampai + l.

Hubungan antara bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik

dapat Anda perhatikan pada tabel 6.

Tabel 6. Hubungan bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik.

Bilangan Tanda Bilangan Kuantum Jumlah

Kuantum Azimut

Orbital Magnetik Orbital

0 s 0 11 p -1, 0, +1 32 d -2, -1, 0, +1, +2 53 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7

4. bilangan kuantum spin (s).

Bilangan kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek Zeeman anomali.

Anomali ini berupa terpecahnya garis spektrum menjadi lebih banyak garis dibanding

yang diperkirakan. Jika efek Zeeman disebabkan oleh adanya medan magnet eksternal,

maka efek Zeeman anomali disebabkan oleh rotasi dari elektron pada porosnya. Rotasi

atau spin elektron menghasilkan momentum sudut intrinsik elektron. Momentum sudut

spin juga mempunyai dua orientasi yang berbeda, yaitu spin atas dan spin bawah. Tiap

orientasi spin elektron memiliki energi yang berbeda tipis sehingga terlihat sebagai garis

spektrum yang terpisah.

Bilangan kuantum spin (s): menunjukkan arah perputaran elektron pada

sumbunya. Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini

berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga

spin +1/2 atau -1/2.[1]

B. Konfigurasi Elektron

Keempat bilangan kuantum n, l, m dan s. Memungkinkan kita untuk menandai

elektron dalam orbital atom maupun secara lengkap. Dalam hal ini kita dapat menganggap

keempat bilangan kuantum sebagai “alamat” elektron dalam atom. Konfigurasi elektron

atom tersebut adalah bagaimana elektron tersebar diantara berbagai orbital atom, agar kita

bisa mengetahui perilaku elektronnya.[2]

Elektron dijumpai dalam keadaan tingkat energi paling rendah. Misalnya dalam

hidrogen, elektronnya yag tinggal akan terletak pada subkulit 1s, karena dalam tingkat ini

elektron mempunyai energi yang paling rendah. Untuk menunjukkan bahwa subkulit 1s

mengandung 1 elektron, kita mengunakan (dalam keadaan ini 1) untuk menunjukkan

subkulitnya. Jadi kita tulis 1s1 untuk konfigurasi elektron hidrogen. Salah satu metode yang

banyak digunakan adalah dengan menggambarkan anak panah menunjuk keatas (↑) sebagai

simbol untuk menunjukkan suatu elektron yang berputar dalam satu arah dan anak panah

yang menunjuk kebawah (↓) untuk menunjukkan perputaran elektron yang berlawanan arah.

Untuk memperlihatkan distribusi elektron diantara orbital suatu atom, kita tempatkan panah

di atas batang yang menunjukkan orbital. [3]

Ada tiga aturan atau prinsip yang harus dipertimbangkan dalam penentuan

konfigurasi elektron suatu atom, dan prinsip ini berlaku untuk bermacam-macam unsur.

1) Elektron menempati orbital sedemikian rupa untuk meminimumkan energi atom tersebut.

2) Gambar diatas mengambarkan urutan penempatan elektron dalam orbital, mula-mula 1s

kemudian 2s, 2p dan seterusnya. Sebenarnya, energi atom tidak diminimumkan hanya

dengan mengisi secara berurutan kulit-kulit elektron utamanya. Salah satu akibat

pemisahan peringkat energi dalam atom berelektron banyak ialah adanya pertumpang

tindihan peringkat-peringkat pada bilangan kuantum yang lebih tinggi, misalnya:

pengisian 4s sebelum 3d pada unsur K dan Ca. Akibatnya, pengurutan pengisian orbital

harus ditentukan dengan percobaan.

3) 2) Tidak ada dua elektron dalam sebuah atom yang boleh memiliki keempat bilangan

kuantum yang sama (prinsip larangan pauli)

4) Wolfgang Pauli mengajukan teori bahwa tidak ada dua buah elektron yang mempunyai

keempat-empat bilangan kuantun yang sama. Tiga bilangan kuantum yang pertama, yaitu

n, l, dan ml, menentukan orbital tertentu. Hanya dua elektron dapat berada dalam orbital

yang sama, dan keduanya harus mempunyai rotasi yang berlawanan.

5) 3) Prinsip penggandaan makimum (aturan hund)

6) Jika terdapat orbital-orbital dengan energi yang sama, elektron menempatinya sendiri-

sendiri sebelun ia menempatinya secara berpasangan. Akibatnya atom cenderung

mempunyai sebanyak mungkin elektron tak berpasangan. Sifat ini dapat diterima, karena

semua elektron membawa muatan listrik yang sama, sehingga mereka mencari orbital

kosong yang energinya sama sebelum berpasangan dengan elektron yang telah mengisi

orbital setengah terisi.[4]

7) C. Prinsip Aufbau

8) Prinsip energi minimum menyatakan bahwa elektron-elektron dalam atom terdistribusi

berdasarkan urut-urutan dari energi orbital terendah ke tertinggi; prosedur urut-urutan

berdistribusi elektron dalam orbital demikian ini sebagai prinsip aufbau yang artinya

prinsip membangun. Oleh karena energi elektron dalam atom ditentukan terutama oleh

bilangan kuantum utama dan azimut, maka bangunan energi orbital dapat diperoleh

berdasarkan naiknya jumlah numerik (n + l).

9) Menurut metode ini, dari kombinasi yang berbeda dapat menghasilkan numerik yang

sama, misalnya untuk 2p = 3s, 3p= 4s dan 3d = 4p = 5s, dalam hal ini urutan naiknya

energi ditentukan naiknya nilai n dengan demikian urutan aufbau menghasilkan urutan

penataan elektron dalam orbital sebagai berikut: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d,

5p, ....[5]

kelemahan Asas Aufbau bergantung pada postulat dasar bahwa urutan energi orbital adalah

tetap, baik untuk suatu unsur atau di antara unsur-unsur yang berbeda. Ia menganggap orbital-

orbital atom sebagai "kotak-kotak" energi tetap yang mana dapat diletakkan dua elektron.

Namun, energi elektron dalam orbital atom bergantung pada energi keseluruhan elektron dalam

atom (atau ion, molekul, dsb). Tidak ada "penyelesaian satu elektron" untuk sebuah sistem

dengan elektron lebih dari satu, sebaliknya yang ada hanya sekelompok penyelesaian banyak

elektron, yang tidak dapat dihitung secara eksak.[6]

Pada molekul H2O, kedua momen dipol tidak saling meniadakan karena molekul ini mempunyai

bentuk V dengan sudut 105o, sehingga H2O merupakan molekul yang polar.

bentuk molekul

Standar kompetensi :Memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur, struktur molekul dan sifat-sifat senyawa

Kompetensi dasar :Menjelaskan teori jumlah pasangan elektron di sekitar inti atom dan teori hibridisasi untuk meramalkan bentuk molekul.

Tujuan pembelajaran :Setelah mempelajari bab ini, diharapkan siswa dapat menjelaskan teori jumlah pasangan elektron di

sekitar inti atom dan teori hibridisasi untuk meramalkan bentuk molekul.

Indikator :1.Menjelaskan teori jumlah pasangan electron di sekitar inti atom2.Menentukan tire suatu molekul3.Meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori juml;ah pasangan elektron4.Meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori hibridisasi

Peta Konsep

1.Bentuk MolekulSebelum mempelajari materi berikut ini, sebaiknya kita ingat kembali modul kimia SMA kelas X tentang ikatan kimia bagian struktur lewis. Dalam bahasan tersebut ,struktur lewis menggambarkan susunan elektron dari atom-atom yang berikatan dan dapat menunjukkan jumlah pasangan elektron ikatan di sekitar atom pusat.

Bentuk molekul menggambarkan kedudukan atom-atom di dalam suatu molekul, yaitu kedudukan atom-atom dalam ruang tiga dimensi dan besarnya sudut-sudut ikatan yang dibentuk dalam suatu molekul, serta ikatan yang terjadi pada molekul tersebut yang dibentuk oleh pasangan-pasangan elektron.

Teori Domain Elekton menjelaskan susunan elektron dalam suatu atom yang berikatan. Posisi elektron ini akan mempengaruhi bentuk geometri molekulnya dan bentuk geometri ini akan dijelaskan melalui teori VSEPR. Teori VSEPR agaknya lebih mudah untuk digunakan dalam menjelaskan bentuk molekul-molekul sederhana,sehingga pembahasan selanjutnya akan digunakan teori VSEPR ini. Menurut teori ini, meskipun kedudukan pasangan elektron dapat tersebar diantara atom-atom tersebut, tetapi secara umum terdapat pola dasar kedudukan pasangan-pasangan elektron akibat adanya gaya tolak-menolak yang terjadi antara pasangan elektron.

Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)Penggambaran bentuk molekul dengan bantuan VSEPR didasari oleh penggambaran struktur Lewis sebagai model 2 dimensiDalam teori VSEPR atom pusat akan menempatkan secara relatif grup (bisa berupa atom atau pasangan elektron) pada posisi tertentuPrinsip dasarnya: masing-masing grup elektron valensi ditempatkan sejauh mungkin satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan.Notasi yang dipakai: A = atom pusat, X = atom sekitar yang berikatan dan E = grup elektron valensi yang tidak berikatan (sunyi)

Atom-atom dalam berikatan untuk membentuk molekul melibatkan alektron-elektron pada kulit terluar. Ikatannya terbentuk karena pemakaian bersama pasangan elektron (ikatan kovalen). Oleh sebab itu bentuk molekul ditentukan oleh kedudukan pasangan-pasangan elektron tersebut.

Di dalam molekul senyawa umumnya terdapat atom yang dianggap sebagai atom pusat. Misalnya pada senyawa H2O sebagai atom pusat adalah atom oksigen dan pada molekul PCl3 atom fosforus sebagai atom pusatnya. Pasangan elektron yang berada pada di sekitar atom pusatnya dapat dibedakan menjadi dua,yakni pasangan elektron ikatan (p.e.i) dan pasangan elektron bebas (p.e.b). Pasangan elektron bebas mempunyai gaya tolak yang lebih besar dari pada pasangan elektron ikatan. Hal itu terjadi karena pasangan elektron bebas hanya terikat pada satu atom sehingga gerakannya lebih leluasa. Urutan kekuatan tolak-menolak di antara pasangan elektron adalah sebagai berikut :

Tolakan antar pasangan elektron bebas > tolakan antara pasangan elektron bebas dengan pasangan elektron ikatan > tolakan antara pasangan elektron ikatan.Pasangan-pasangan elektron dalam suatu molekul akan menempatkan diri, sehingga gaya tolak-menolak pasangan elektron itu serendah mungkin. Agar kedudukan pasangan elektron tersebut menghasilkan gaya tolak-menolak yang paling rendah, maka pasangan elektron tersebut akan berada pada jarak yang saling berjauhan satu sama lain. Berdasarkan hal tersebut, kedudukan pasangan-pasangan elektron mempunyai pola dasar sebagai berikut :

a.Linier Dalam molekul linier, atom-atom tertata pada suatu garis lurus. Sudut yang dibentuk oleh dua ikatan ke arah atom pusat akan saling membentuk sudut 180o. sudut itu disebut sudut ikatan. Contoh molekul yang berbentuk linier adalah BeCl2.

b.Segitiga PlanarAtom-atom dalam molekul berbentuk segitiga tertata dalam bidang datar,tiga aton akan berada pada titik sudut segitiga sama sisi dan dipusat segitiga terdapat atom pusat. Sudut ikatan antara atom yang mengelilingi atom pusat membentuk sudut 120o. Contoh molekul segitiga sama sisi adalah BCl3.

c.Tetrahedron Atom-atom dalam molekul yang berbentuk tetrahedron akan berada dalam suatu ruang piramida segitiga dengan keempat bidang permukaan segitiga sama sisi. Atom pusat terletak pada pusat tetrahedron dan keempat atom lain akan berada pada keempat titik sudut yang mempunyai sudut ikatan 109,5o. Contoh molekul tetrahedron adalah CH4.

d.Trigonal BipiramidaDalam molekul trigonal bipiramidal atom pusat terdapat pada bidang sekutu dari dua buah limas segitiga yang saling berhimpit, sedangkan kelima atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas segitiga yang dibentuk. Sudut ikatan masing-masing atom tidak sama, antara setiap ikatan yang terletak pada bidang segitiga mempunyai sudut 120o, sedangkan antara sudut bidang datar ini dengan dua ikatan yang vertikal akan bersudut 90o. Contoh molekul yang mempunyai bentuk trigonal bipiramidal adalah PCl5.

e.OktahedronOktahedron adalah suatu bentuk yang terjadi dari dua buah limas alas segi empat, dengan bidang

alasnya saling berhimpit, sehingga membentuk delapan bidang segitiga. Pada molekul yang berbentuk octahedron atom pusatnya berada pada pada pusat bidang segiempat dari dua limas yang berhimpit tersebut, sedang enam atom yang mengelilinginya akan berada pada sudut-sudut limas tersebut. Sudut ikatan yang dibentuk 90o. Contoh molekul yang mempunyai bentuk oktahesron adalah SF6.

Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas tentang bentuk-bentuk molekul, kita dapat membayangkan bentuk-bentuk molekul sebagai berikut :

Bentuk molekul Linear diumpamakan seperti garis lurus. Bentuk molekul segitiga sama sisi, atom pusat terletak pada pusat diagonal sisi-sisi segitiga, Sedangkan atom yang berikatan dengan atom pusat terletak pada sudut-sudut segitiga. Bentuk molekul tetrahedron dapat dibayangkan seperti limas yang alasnya berbentuk segitiga, atom pusatnya terletak diantara puncak dan alas limas (tengah). Sedangkan atom yang berikatan terletak pada puncak dan sudut-sudut dari alas limas.Bentuk molekul bipiramidal trigonal dapat Anda bayangkan seperti dua buah tetrahedron yang ditumpuk, satu menghadap ke atas sedangkan yang lain menghadap ke bawah. Dan bentuk molekul oktahedron dapat dibayangkan seperti dua alas limas yang alasnya berbentuk segiempat dan ditumpuk sedemikian rupa sehingga satu menghadap ke atas dan yang lainnya menghadap ke bawah.

Kegiatan 1.Bentuk Molekul Tetrahedron dan OktahedronBentuk molekul tetrahedron digambarkan seperti sebuah limas yang alasnya berbentuk segitiga, atom pusatnya terletak diantara puncak dan alas limas (tengah). Sedangkan atom yang berikatan terletak pada puncak dan sudut-sudut dari alas limas. Sedangkan molekul oktahedron digambarkan seperti dua alas limas yang alasnya berbentuk segiempat dan ditumpuk sedemikian rupa sehingga satu menghadap ke atas dan yang lainnya menghadap ke bawah.

Alat dan bahan :a.Kawatb.Bola pimpongc.GuntingCara kerja :1.Membuat limas segitiga (tetrahedron)a.Siapkanlah :1.Potonglah 3 buah kawat A cm untuk alas2.Potonglah 3 buah kawat B cm untuk sisi miring3.Potonglah 3 buah kawat C cm untuk diagonal ruang4.Bola pimpong 1 buah

b.Satukanlah kawat A menjadi bentuk segitiga sama sisi sebagai alasc.Ikatkanlah kawat B pada masing-masing sudut alas segitiga dan hubungkanlah ujung kawat B yang lainnya ke atas dan satukanlah, sehingga membentuk limasd.Ikatkanlah bola pimpong dan satu buah kawat C dan letakkan bola pimpong yang terikat dengan kawat

dengan ujung puncak limas, 1/3 dari alas segitigae.Ikatkanlah sudut-sudut alas segitiga dengan bola pimpong

2.Membuat limas segiempat (Oktahedron)a.Siapkanlah :1.Potonglah 4 buah kawat A cm untuk alas2.Potonglah 4 buah kawat B cm untuk sisi miring3.Potonglah 4 buah kawat C cm untuk diagonal ruang4.Bola pimpong 1 buah

b.Satukanlah kawat A menjadi bentuk segiempat sama sisi sebagai alasc.Ikatkanlah kawat B pada masing-masing sudut alas segitiga dan hubungkanlah ujung kawat B yang lainnya ke atas dan jadikan satu, sehingga membentuk limasd.Ikatkanlah bola pimpong dan satu ubuah kawat C dan letakkan bola pimpong yang terikat dengan kawat dengan ujung puncak limas, 1/4 dari alas segiempate.Ikatkanlah sudut-sudut alas segiempat dengan bola pimpong

Seperti contoh jika semua sudut limas mengikat atom lain, maka bentuk molekul seperti pada kegiatan 1 yang telah dibuat. Tetapi bila salah satu sudut limas tidak mengikat atom lain dan merupakan elektron bebas maka terjadi perubahan sudut antar atom yang berikatan. Perhatikan gambar berikut untuk membedakan sudut ikatan pada molekul CH4, NH3, dan H2O.

Fakta bahwa sudut ikatan dalam molekul H2O dan NH3lebih kecil dari pada sudut CH4 tetrahedral. Fakta ini menunjukkan bahwa tolakan pasangan elektron berikatan dalam orbital ikatan lebih kecil daripada orbital pasangan elektron bebas. Dengan adanya pasangan elektron bebas inilah, maka bentuk molekul dari atom-atom yang berikatan tidak sama dengan bentuk geometri yang merupakan susunan ruang elektron .

2.Merumuskan Tipe MolekulTipe molekul merupakan suatu notasi yang menyatakan jumlah pasangan elektron yang berada di sekitar atom pusat dari suatu molekul, baik elektron bebas maupun elektron ikatan. Tipe molekul ditentukan dengan cara berikut :Atom pusat dinyatakan dengan lambang A. atom ini melambangkan atom yang mengikat beberapa atom pendatangSetiap pasangan elektron ikatan dinyatakan dengan XSetiap pasangan elektron bebas dinyatakan dengan EContoh : molekul IF3 yang terdiri dari 3 pasangan elektron ikat dan 2 elektron bebas dirumuskan sebagai AX3E2.

Tipe molekul dapat ditentukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1.Senyawa Biner Berikatan Tunggal

Jika atom pusat hanya berikatan tunggal, maka setiap ikatan hanya menggunakan satu elektron dari atom pusat. Dengan demikian, jumlah pasangan elektron bebas (E) sesuai dengan rumus berikut : EV = jumlah elektron valensi atom pusatX = jumlah pasangan elektron ikatan E = jumlah pasangan elektron bebasDengan demikian, tipe molekul dapat ditentukan dengan urutan sebagai berikut :1.Tentukan jumlah elektron valensi atom pusat (EV )2.Tentukan jumlah pasangan elektron ikatan ( X )3.Tentukan jumlah pasangan elektron bebas

Contoh :Menentukan tipe molekul air (H2O)Jumlah elektron valensi atom pusat (oksigen) = 6Jumlah pasangan elektron ikatan (X) = 2Jumlah pasangan elektron bebas (E) = ( 6 – 2 ) : 2 = 2Tipe molekulnya adalah AX2E2.2.Senyawa Biner Berikatan Rangkap atau Ikatan Kovalen KoordinatJika atom pusat membentuk ikatan rangkap atau ikatan kovalen koordinat, maka tiap ikatan akan menggunakan 2 elektron valensi dari atom pusatnya. Dengan demikian, jumlah pasangan elektron bebas akan sesuai dengan rumus :

Contoh :Menentukan tipe molekul belerang trioksida (SO3)Ikatan antara atom belerang dengan atom oksigen dalam SO3 merupakan ikatan rangkap atau ikatan kovalen koordinat.Jumlah elektron valensi atom pusat = 6Jumlah pasangan elektron ikatan (X) = 3, tetapi jumlah elektron yang digunakan atom pusat 3 x 6 = 6Jumlah pasangan elektron bebas (E) = ( 6 – 6 ) : 2 = 0Tipe molekulnya adalah AX33.Cara Meramalkan Bentuk MolekulUntuk meramalkan bentuk molekul pertama-tama harus diketahui terlebih dahulu jumlah pasangan-pasangan elektron yang berada di sekitar atom pusat seperti yang telah dijelaskan di atas dan juga dapat dengan menggambar runus titik elektronnya.

Perhatikan langkah berikut :a. Buatlah struktur Lewisb. Tentukan pasangan elektron berikatan pada atom pusatc. Tentukanlah pasangan elektron bebas pada atom pusatd. Tentukanlah bentuk molekulnyaContoh :1. Bentuk molekul CCl4Konfigurasi elektron

6C = 2 417Cl = 2 8 7Elektron Valensi C = 4 Cl = 7Jumlah elektron valensi (1 x 4) + (4 x 7) = 32 buahJumlah Pasangan Elektron Valensi (PEV) = 32 = 16 pasangPasangan Elektron Berikatan (PEI) = 4 pasangPasangan Elektron Bebas (PEB) = 16 – 4 = 12 pasangDisebarkan sekitar atom pusat secara merata sehingga memenuhi kaidah oktet, jika masih ada sisa letakkan pada atom pusat Struktur Lewis :Atom C sebagai atom pusat, atom Cl yang mengelilingi atom C Perhatikan pasangan elektron pada atom pusatPasangan elektron atom pusat = 4Pasangan elektron atom berikatan = 4Pasangan elektron atom bebas = 0Sehingga susunan ruang elektronnya :Tetrahedron. Bentuk molekulnya : Tetrahedral

2. Bentuk molekul H2OKonfigurasi elektron1H = 18O = 2 6Elektron Valensi H = 1 dan O = 6Jumlah elektron Valensi (1 x 1) + (2 x 6) = 8PEV = = 4 pasang.PEI = 2 pasang PEB = 4 – 2 = 2 pasangStruktur LewisJumlah pasangan elektron pada atom pusat = 4 pasangJumlah pasangan elektron berikatan = 2 pasangJumlah pasangan elektron bebas = 2 pasangSusunan ruang elektronnya = TetrahedronBentuk molekulnya = Huruf V

4.Bentuk Molekul dan Teori Hibridisasi Ikatan kimia melibatkan elektron-elektron valensi, dimana elektron-elektron tersebut berada pada orbital-orbital dengan bentuk tertentu. Pada molekul CH4, ikatan terjadi karena terbentuknya pasangan elektron antara elektron yang terdapat pada orbital s atom H dengan elektron yang terdapat pada orbital p atom C. Bentuk orbital s seperti bola dan bentuk orbital p seperti dumbbell. Sedangkan bentuk molekul CH4 adalah tetrahedron. Bagaimana bentuk tetrahedron dari pasangan elektron orbital s yang

berbentuik bola dan elektron orbital p yang berbentuk dumbbell dapat terjadi ? salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk menjelaskan pertanyaan tersebut adalah konsep hibridisasi orbital.

Menurut Linus Pauling, orbital-orbital pada elektron valensi dapat membentuk orbital campuran atau orbital hibrida. Dengan menggunakan konsep hibridisasi orbital, keterkaitan antara bentuk orbital dengan bentuk molekul dapat dijelaskan. Bila dalam suatu atom, beberapa orbital yang tingkat energinya berbeda (tidak ekivalen) bergabung membentuk orbital baru dengan energi yang setingkat guna membentuk ikatan kovalen, maka orbital gabungan tersebut dinamakan orbital hibrida. Peristiwa pembentukan orbital hibrida yang dilakukan oleh suatu atom (biasanya atom pusat) disebut proses hibridisasi.

a.Hibridisasi spMenurut Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) atau teori tolakan pasangan elektron, bentuk molekul BeCl2 adalah linier. Bagaimana bentuk molekul tersebut dapat dijelaskan dan dikaitkan dengan konsep orbital hibrida? Bila diamati lebih lanjut, elektron atom Be dan elektron atom Cl yang belum berpasangan merupakan elektron pada subkulit p yang mempunyai bentuk orbital seperti dumbbell. Atom pusat dari molekul BeCl2 adalah atom Be yang mempunyai konfigurasi electron Be4 : 1s2 2s2 2p0.Diagram orbital elektron valensi Be pada keadaan dasar (ground state) dapat digambarkan :_ _ _ _ Karena orbital 2s sudah berpasangan, ia tidak mungkin akan membentuk pasangan elektron dengan elektro dari atom Cl, sehingga elektron pada 2s harus tidak berpasangan agar dapat membentuk pasangan dengan elektron dari atom Cl. Untuk itu, elektron dari 2s mengalami promosi ke orbital 2p._ _ _ _

Elektron–elektron tersebut selanjutnya membentuk pasangan elektron dengan elektron atom Cl yang terjadi pada orbital 2s dan 2p, yang membentuk orbital baru yang disebut orbital hibrida sp._ _ _ _

: elektron dari atom Be: elektron dari atom ClKedua orbital hibrida tersebut mempunyai arah orientasi yang berlawanan,sehingga terjadilah bentuk molekul linier.

b.Hibridisasi sp2Hibridisasi sp2 terjadi apanbila orbital s membentuk orbital hibrda dengan dua buah orbital p. berdasarkan VSEPR, molekul BF3 berbentuk segitiga datar (trigonal planar). Hibridisasi yang terjadi pada BF3 dapat dijelaskan sebagai berikut :Elektron valensi atom boron adalah 5, sehingga konvigurasi elektronnya: 1s2 2s2 2p1. diagram elektron valensi : _ _ _ _ Oeh karena elektron pada orbital 2s sudah berpasangan, maka agar dapat membentuk ikatan, sebuah elektron dari orbital 2s tersebut harus promosi ke orbital 2p yang masih kosong.

_ _ _ _ Maka orbital hibrida dari satu s dan dua orbital p adalah membentuk orbital hibrida sp2 yang tingkat energinya sama._ _ _ _Selanjutnya orbital hibrida yang belum berpasangan ini, akan berpasangan dengan elektron dari 3 atom F yang berada di orbital sp2._ _ _ _

: elektron dari atom B: elektron dari atom FTiga orbital hasil hibridisasi tersebut mempunyai arah orientasi pada tiga arah yang saling berlawanan, sehingga membentuk ruang segitiga sama sisi (trigonal planar).

c.Hibridisasi sp3Hibridisasi sp3 terjadi apabila sebuah orbital membentuk orbital hibrida dengan orbital p. berdasarkan teori VSEPR, molekul CH4 mempunyai bentuk tetrahedron. Proses hibrisdisasi yang terjadi pada CH4 adalah sebagai berikut :Aton C dengan nomor atom 6 mempunyai konfigurasi elektron ; 1s2 2s2 2p4 dan diagram elektron valensi :_ _ _ _

Untuk membentuk molekul CH4, keempat elektron valensi atom karbon harus membentuk pasangan elektron dengan elektron-elektron dari keempat atom hidrogen yang diikatnya. Karena sudah berpasangan, elektron pada orbital 2s tidak mungkin digunakan untuk berpasangan dengan elektron atom hidrogen. Oleh karena itu, sebuah elektron dari orbital 2s tersebut harus dipromosikan ke orbital 2p._ _ _ _ Dengan dipromosikannya, masing-masing elektron akan membentuk pasangan elektron bersama dengan 4 elektron dari keempat atom hidrogen. Bila ditinjau secara teoritis, tingkat energi keempat pasangan pasangan elektron tidaklah sama. Namun dalam pengamatan spektrum menunjukkan bahwa keempat ikatan pada CH4 adalah identik. Ini berarti tingkat energi keempat pasang elektron tersebut setingkat. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa orbital yang terjadi pada ikatan CH4 terbentuk dari sebuah atom s dan tiga orbital p membentuk orbital sp3 yang tingkat energinya sama._ _ _ _ Selanjutnya orbital hibrida yang belum berpasangan ini, akan berpasangan dengan elektron–elektron dari keempat atom H yang berada di orbital sp3._ _ _ _ : elektron dari atom C: elektron dari atom FEmpat orbital hasil hibridisasi sp3 tersebut mempunyai arah orientasi pada empat ruang yang dibatasi oleh empat bidang atau tetrahedron.

d.Hibridisasi orbital s, orbital p, dan orbital d.Dalam membentuk orbital hibrida beberapa olekul senyawa dari unsure-unsur periode ketiga tidak hanya melibatkan orbital s dan orbital p saja, namun juga orbital d. seperti contoh SF6 yang membentuk molekul octahedron. Atom belerang dengan nomar atom 16 (sebagai atom pusat) mempunyai konfigurasi electron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 3d0 dan mempunyai diagram oirbital valensi :_ _ _ _ _ _ _ _ _Untuk dapat mengikat 6 atom F, atom s harus mempunyai 6 elektron yang tidak berpasangan, sehingga electron dari orbital 3s dan 3p yang sudah berpasangan dipromosikan ke orbital 3d._ _ _ _ _ _ _ _ _ Orbital-orbital yang terisi electron ini selanjutnya membentuk orbital hibrida dan digunakan dengan electron dari atom F. orbital hibrida yang terjadi dibentuk dari sebuah orbital s, tiga buah orbital p, dan dua buah orbital d. orbital hibrida yang terbentuk adalah sp3d2._ _ _ _ _ _ _ _ _: elektron dari atom S: elektron dari atom FBentuk orbital hibrida adalah octahedron, yaitu bangun berisi 8 bi9dang yang beraturan.

5.Molekul Polar dan Non PolarSalah satu pengaruh bentuk molekul terhadap sifat zat adalah pada sifat kepolaran molekul. Suatu molekul dikatakan bersifat nonpolar jika distribusi rapatan electron dalm molekul tersebar secara merata. Dean sebaliknya molekul dikatakan polar jika distribusi rapatan electron tersebar secara tidak merata, sehingga adadi salah satu bagian molekul yang distribusi rapatan elekltronnya lebih besar sementara sisi lainnya lebih rendah. Sisi yang rapatannya lebih besar menjadi lebih negative, sedangkan sisi lainnya menjadi lebih positif. Dengan kata lain molekul polar mempunyai dwi kutub karena pusat muatan atau dipole positif terpisah dari pusat muatan atau dipole negatif. Suatu molekul bersifat polar jika memenuhi dua syarat berikut :a.Ikatan dalam molekul bersifat polar. Secara umum, ikatan antar atom yang berbeda dapat dianggap polar.b.Bentuk molekul tidak simetris, sehingga pusat muatan positif tidak berimpit dengan pusat muatan negatif.Molekul diatomic yang terdiri dari dua atom yang sama seperti contoh H2, CL2, dan O2 bersifat nonpolar. Sementara itu molekul diatomic yang terdiri dari dua atom yang berbeda keelektronegatifannya bersifat polar. Seperti contoh HCl.

Molekul senyawa yang terdiri dari tiga atom atau lebih seperti H2O dan CCl4 kepolarannya dapat diperkirakan dari bentuk molekulnya. Berikut Contoh meramalkan kepolaran molekul :a.Meramalkan kepolaran H2OBentuk molekul H2O adalah bentuk V atau bengkok. Keelektronegatifan atom Orang tua lebih besar dari pada keelektronegatifan atom H maka ikatan antara O-H adalah polar. Oleh karena kedua ikatan O-H yang berbentuk V mengarah ke pusat Orang tua maka menghasilkan momen dipole yang lebih besar dari nol sehingga molekul H2O adalah polar.b.Meramalkan kepolaran CCl4

Bentuk molekul CCl4 adalah tetrahedral. Keelektronegatifan atom klor lebih besar dari p[ada keelektronegatifan atom karbon, maka ikatan C-Cl adalah polar. Keempat ikatan C-Cl yang polar tersusun dalam bentuk tetrahedral sehingga akan menghasilkan momen dipole sama dengan nol. Maka molekul CCl4 bersifat nonpolar.

c.Meramalkan kepolaran BeCl2Bentuk molekul BeCl2 adalah linear. Atom Cl lebih elektronegatif dari atom Be. Maka ikatan antara Be-Cl adalah polar.

Rangkuman1.Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam molekul.2.Molekul diatomik bentuk molekulnya adalh linier, molekul triatomik dapat berbentuk linier atau bengkok (V), molekul tetraatomik ada yang berbentuk planar (datar sebidang), ada pula yang piramida. Semakin banyak atom penyusun molekul, semakin komplek pula bentuk molekulnya.3.Atom pusat dinyatakan dengan lambang A, pasangan electron ikat dilambangkan X, dan pasangan electron bebas dilambangkan dengan E.4.Bentuk molekul dapat ditentukan dengan teori VSEPR dan juga teori hibridisasi.5. Bentuk molekul mempengaruhi sifat kepolaran molekul.

GlosariumHibridisasi : pembentukan orbital baru yang menjadi orbital ikatan dari hasilpenggabungan antar orbital atom yang membentuk ikatan.Keelektronegatifan : suatu ukuran kecenderungan atom untuk menarik pasangan elektron ikatanMomen dipole : Hasil kali muatan dan jarak antara kedua molekul. Dirumuskan µ = q x dMolekul nonpolar : molekul yang tidak memperlihatkan adanya kutub positif dan kutub negativeMolekul polar : Molekul yang memperlihatkan adanya kutub positif dan kutub negative dalam molekulnya.Orbital : suatu daerah dalam ruang (tiga dimensi) ada yang mempunyai bentuk bola, balon berpilin ataupun bentuk lainnya.VSEPR : Teori Valence-Shell Electron Pair Repulsion (teori tolakan pasangan electron kulit valensi)

Soal pilihan ganda1.Jika atom pusat dinyatakan dengan A, pasangan electron ikatan dengan X, dan pasangan electron bebas dengan E, manakah diantara molekul berikut yang tergolong tipe AX4E ?c.SCl2 c. PF3 e. SF4d.H2O d. NH32.Diantara senyawa berikut manakah senyawa yang bersifat polar ?a.CO2 c. CH4 e. O2b.BF3 d. NH33.Bentuk molekul BCl2 adalah … .c.Trigonal bipiramidal d. Oktahedrald.Segitiga planar e. Tetrahedron

e.Linier4.Unsur Pasal (nomor atom 15) bersenyawa dengan Cl (nomor atom 17) membentuk PCl3. Berapa banyak pasangan elektron bebas pada atom pusat dalam senyawa PCl3 ?c.0 c. 2 e. 4d.1 d. 3e.Soal Uraian1.Tentukan tipe molekul berikut :a. BF3 b. POCl3 c. XeO42.Ramalkan bentuk molekul berikut :a. BeF2 b. PCl53.Ramalkan kepolaran molekul berikut:a. BCl3b. NH34.Molekul PCl5 berbentuk bipiramidal trigonal. Buatlah hibridisasi pembentukan molekul senyawa tersebut !

Soal Pilihan Ganda1. e 2. d 3. c 4. aSoal Uraian1.a.BF3Jumlah electron valensi atom pusat (boron) = 3.Jumlah pasangan electron ikatan (X) = 3.Jumlah pasangan electron bebas (E) = = 0Tipe molekul AX3

b.POCl3Jumlah electron valensi atom pusat = 5.Jumlah pasangan electron ikatan (X) = 4, tetapi jumlah electron yang digunakan atom pusat = 3 x 1 (untuk Cl) + 1 x 2(untuk oksigen) = 5.Jumlah pasangan electron bebas (E) = = 0Tipe molekul AX4c.XeO4Jumlah electron valensi atom pusat = 8.Jumlah pasangan electron ikatan (X) =4, tetapi jumlah electron yang digunakan atom pusat 4 x2 = 8.Jumlah pasangan electron bebas (E) = = 0Tipe molekul AX42.a.Bentuk molekul BeF2Dalam molekul BeF2 atom pusat Be mengikat 2 atom F.4Be (2,2) electron valensi = 2(semua digunakan untuk ikatan)

9F (2,7) electron valensi = 7 (untuk ikatan digunakan satu electron)Untuk molekul BeF2 =Jumlah electron valensi Be = 2.Jumlah electron dari 2 atom F = 2Jumlah electron = 4Jumlah pasangan electron = = 2Jumlah pasangan electron ikat = 2.Bentuk molekul BeF2 adalah linier.b.Bentuk molekul PCl515P (2,8,5) electron valensi = 517Cl (2,8,7) electron valensi = 7 Untuk molekul PCl5=Jumlah electron valensi P = 5Jumlah electron dari 5 atom Cl = 5Jumlah electron = 10Jumlah pasangan electron = = 5Jumlah pasangan electron ikat = 5Jumlah pasangan electron bebas = 0Bentuk molekul PCl5 adalah trigonal bipiramidal.3.a. BCl3Bentuk molekul BCl3 adalah segitiga datar, atom Cl lebih elektronegatif dari atom B. maka ikatan B-Cl adalah polar. Ketiga ikatan B-Cl yang polar membentuk vector dipole sama kuat sehingga menghasilkan momen dipol sama dengan 0. molekul BCl3 bersifat non polar.b. NH3Bentuk molekul NH3 adalah trigonal piramida, atom N lebih elektronegatif dari atom H. maka ikatan N-H adalah polar. Oleh karena bentuk NH3 trigonal piramida dan ikatan N-H yang polar mengarah ke atas pusat N maka momen dipolnya tidak sama dengan 0 sehingga bersifat polar.4. P (nomor atom =15) konfigurasi elektronnya sama dengan [Ne] 3s2 3p3 Supaya dapat membentuk 5 ikatan kovalen, Maka satu electron dari orbital 3s harus dipromosikan ke orbital 3d. selanjutnya orbital 3s, 3orbital 3p, dan 1 orbital 3d mengalami hibridisasi membentuk orbital hibrida sp3d yang berbentuk bipiramida trigonal._ _ _ _ _ _ _ _ _ Promosi menjadi _ _ _ _ _ _ _ _ _ Hibridisasi sp3d_ _ _ _ _ _ _ _ _: elektron dari atom P: elektron dari atom Cl

pH ini penting dalam memahami sifat dan fungsi sistem biologis pH darah normal agak basa yaitu 7,4±0,1. Perubahan pH darah sedikit saja dapat menyebabkan kematian karena itu tubuh kita mempunyaisistem buffer/daparagar pH darah tetap stabil. Sistem buffer tersebut yang dinamakan sistem buffer darah. Sistem buffer, untuk mempertahankan pH tubuh agar tetap normal system bffer darahH2CO3

B+H2PO4- HhbO2 HHb HProtein B+HCO3- B2HPO4 B+HBO2- B+Hb B+Protein B adalah kation monovalen misala K+ dan Na- - HhbO2 = oksihemoglobin - HHb = hemoglobin bebas - Hprotein = protein bebas Cara kerja buffer BufferH2CO3/BHCO3 Biasanya untuk asam-asam HCl, H2SO4, asam laktat, dan lain-lain Kelebihan H+ diikat oleh HCO3- HCO3- + H+ H2CO3 Buffer protein dan fosfat juga dipakai, tapi dalam jumlah sedikit. Buffer protein : protein + H+ H-protein Buffer fosfat : HPO4= + H+ H2PO4- Bila dalamplasma akan dinetralisasioleh bufferprotein

CO2 + H2O H2CO3 H2CO3+ protein HCO3- + H protein Dalam eritrosit, dinetralisiroleh bufferHb CO2 + H2O H2CO3 carbonic anhidrase H2CO3 + Hb HCO3- + H+HbO H2CO3 + HbO2 HCO3- + H+HbO

Buffer adalah suatu sistem dalam larutan yang terdiri dari asam lemah dan basa konjugasi yang dapat mempertahankan pHnya untuk tidak berubah dari sedikit penambahan asam kuat atau basa kuat. Pemilihan buffer digunakan untuk memeriksa proses biokimia yang penting dan bersifat kritis. Hampir seluruh proses biokimia selalu diperiksa dengan larutan buffer. Larutan biokimia memerlukan sistem buffer. Sistem buffer yang efektif antara 6 sampai 8, namun adakalanya membutuhkan buffer yang lebih tinggi yaitu antara 2 sampai 12 (Boyer 1986).