laporan praktikum kimdas (bentuk molekul)

5/26/2018 Laporan Praktikum Kimdas (Bentuk Molekul)

1/30

BENTUK MOLEKUL

I. Tujuan

Menggambarkan bentuk molekul dalam tiga dimensi.

Memberikan gambaran tentang stereo kimia.

II. Dasar Teori

Molekul merupakan kumpulan yang terdiri dari sedikitnya dua atom dalam susunan

tertentu yang terikat bersama oleh gaya-gaya kimia. Suatu molekul dapat mengandung atom-

atom dari unsur yang sama atau atom-atom dari dua atau lebih unsure yang bergabung dalam

perbandingan tertentu, sesuai dengan hukum perbandingan tetap. Jadi, suatu molekul tidak

harus berupa senyawa yang berdasarkan definisi terbentuk dari dua atom atau lebih.

Contohnya gas hydrogen (H2 adalah suatu unsure murni, tetapi terdiri dari molekul-molekul

yang masing-masing terbentuk dari dua atom H. Sebaliknya, air (H2! adalah senyawa

molekul yang mengandung dua atom H dan satu atom !.

Molekul hidrogen dilambangkan dengan H2, disebut molekul diatomi" karena tersusun

atas dua atom. Suatu molekul diatomi" #uga dapat tersusun oleh dua atom dari unsure yang

berbeda. Contohnya hydrogen klorida (HCl. Sebagian besar molekul mengandung lebih dari

dua atom. $tom-atom itu dapat berasal dari unsure yang sama seperti o%on (!&, atau dapat

pula gabungan dari dua unsure atau lebih seperti H2!. Molekul yang terdiri lebih dari dua

unsure disebut molekul poliatomik.

'arena terlalu ke"il untuk diamati langsung, maka digunakanlah model molekul untuk

memisualisasikan molekul. $da dua #enis standar molekul yang sering digunakan, yaitu

model bola-tongkat dan model ruang-terisi.

$gar dapat mengetahui bentuk geometri dari suatu molekul, kita harus mengetahui

struktur )ewis dari molekul tersebut terlebih dahulu. Struktur )ewis dituliskan dengan

terlebih dahulu menentukan kerangka atau struktur molekul yang "ukup rasional yaitu dengan

membedakan atom pusat dan atom terminal. $tom pusat merupakan atom yang terikat pada

1


2/30

dua atau lebih atom lain sedangkan atom terminal hanya terikat pada satu atom lain. Molekul

air mempunyai atom pusat oksigen dan atom hidrogen bertindak sebagai atom terminal

setelah mengetahui atom pusat dan atom terminal maka selan#utnya adalah memberikan

elektron-elektron alensi sampai diperoleh rumus )ewis yang #uga "ukup rasional.

Struktur )ewis dapat dituliskan dengan metoda "oba-"oba dengan mempertimbangkan

beberapa hal berikut*

a. Seluruh elektron alensi harus dituliskan dalam struktur )ewis.

b. Se"ara umum seluruh elektron dalam struktur )ewis berpasangan.

". Se"ara umum semua atom men"apai konfigurasi oktet (ke"uali duplet untuk

hidrogen. +eberapa atom mengalami penyimpangan aturan oktet.

d. katan rangkap atau rangkap tiga #uga dapat terbentuk, umumnya untuk unsur-unsur

karbon, nitrogen, oksigen, fosfor dan sulfur.

Selain dengan menggunakan struktur lewis, kita #uga dapat menentukan bentuk molekul

dengan menggunakan teori S/0. S/0 teori (alen"e-Shell le"tron-/air 0epulsion

atau dapat #uga dikatakan 1/' (1olak /asangan lektron 'ulit alensi. S/0 ini

merupakan model pendekatan yang men#elaskan susunan geometri dari pasangan elektron di

sekitar atom pusat sebagai akibat tolak-menolak antara pasangan ele"tron bebas (/+. 1eori

S/0 utamanya melibatkan prediksi susunan pasangan elektron di sekitar satu atau lebih

atom pusat pada suatu molekul. Jumlah pasangan elektron pada kelopak alensi atom pusat

ditentukan dengan menggambarkan struktur )ewis molekul tersebut. 'etika terdapat dua atau

lebih struktur resonansi yang dapat mewakili suatu molekul, model S/0 dapat diterapkan

pada semua struktur resonansi tersebut. /ada teori S/0, pasangan elektron berganda padaikatan berganda diperlakukan sebagai satu pasang elektron.

/asangan elektron diasumsikan berada pada permukaan bola yang berpusat pada atom

pusat. !leh karena pasangan elektron tersebut bermuatan negatif, kesemuaan pasangan

elektron akan menduduki posisi yang meminimalisasi gaya tolak menolak antar sesamanya

dengan memaksimalkan #arak antar pasangan elektron. Jumlah pasangan elektron oleh

karenanya akan menentukan keseluruhan geometri molekul.

2


3/30

Sebagai "ontoh, ketika terdapat dua pasang elektron di sekitar atom pusat, gaya tolak-

menolak di antara keduanya akan men#adi minimal ketika keduanya berada pada posisi saling

berseberangan. !leh karena itu, atom pusat diprediksikan mengadopsi geometri linear. Jika

terdapat tiga pasang elektron, maka gaya tolak-menolak diminimalkan dengan mengadopsi

bentuk trigonal. 3engan "ara yang sama, untuk empat pasang elektron, susunan geometri

yang optimal adalah tetrahedral. 'ulit alensi adalah kulit terluar yang ditempati ele"tron

dalam suatu atom yang biasanya terlibat dalam ikatan. 3ua aturan umum dalam teori S/0,

yaitu *

a. 3alam kaitannya dengan tolak-menolak pasangan elektron, ikatan rangkap dua dan tiga

dapat diperlakukan seperti ikatan tunggal. 1etapi pada kenyataannya ikatan rangkap dua

atau tiga lebih besar dibandingkan ikatan tunggal, karena kerapatan yang lebih tinggi dari

ikatan rangkap dua atau rangkap tiga di antara dua atom akan membutuhkan ruang yang

lebih besar.

b. Jika suatu model memiliki dua atom atau lebih struktur resonansi, kita dapat menerapkan

model S/0 pada setiap struktur tersebut. Muatan formal biasanya tidak ditun#ukkan.

3


4/30

3engan teori ini, kita dapat meramalkan bentuk molekul (termasuk ion se"ara

sistematis. 4ntuk tu#uan ini, molekul-molekul dibagi ke dalam dua golongan yaitu *

a. Model yang atom pusatnya tidak memiliki pasangan ele"tron bebas (/+. 4ntuk lebih

#elasnya, perhatikan tabel berikut

Jumlah

pasangan

elektron

Geometri atau Bentuk Molekul umus !ontoh

4


5/30

" Linier

/asangan ikatan saling tolak-menolak 5

sama lain, maka pasangan tersebut terletak

pada u#ung berlawanan dalam 5 garis

lurus.

#$" Be!l"

% &egitiga 'lanar

Merupakan susunan yang paling stabil

dengan sudut segitiga sama sisi, dimana

keempat atom terletak pada bidang yang

sama.

#$% B!l%(

B)%

* Tetrahe+ral

Memiliki empat sisi atau muka yang

semuanya berupa segitiga sama sisi.

#$* !,*

- &egitiga Bipirami+a #$- '!l-

5


6/30

$tom-atom yang terletak di atas dan di

bawah bidang segitiga menempati posisi

aksial dan pada bidang segitiga menempati

posisi ekuatorial.

Oktahe+ral

Semua atom terminal memiliki sudut 677

dengan yang lainnya.

#$ &)

b. Model yang atom pusatnya memiliki satu atau lebih pasangan ele"tron bebas (/+.

4ntuk memudahkan melihat #umlah total / dan /+, maka diberikan rumusan umum

sebagai berikut *

3imana * M 8 atom pusat

9 8 atom terminal

8 /+ pada M

6

M9:

y


7/30

: 8 #umlah atom terminal (2, &, ;

y 8 #umlah /+ pada atom pusat (5, 2, &, ;

Total

pasangan

elektron

Jumlah

'EI

Jumlah

'EB

Bentuk Molekul Notasi

/&E'

!ontoh

% " 0 Bengkokan #$"E &O"

* % 0 &egitiga 'irami+a #$%E N,%

* " " Bengkokan #$"E" ,"O

- * 0 Tetrahe+ral Tak Beraturan #$*E &)*(

7


8/30

$eO")"

- % " Bentuk T #$%E" !l)%

- " % Linier #$"E% $e)"

- 0 &egiempat 'irami+a M$-E Br)-

* " &egiempat 'lanar M$*E" $e)*

8


9/30

III. #lat +an Bahan

5. Model pusat atom (plastik.

2. /ipa-pipa plastik.

I/. !ara Kerja

5. 3isusun model molekul berikut *

a HCl

Suatu pusat atom diambil untuk inti hidrogen dan pusat untuk inti klor, dihubungkan

dengan pipa plastik untuk menun#ukkan ikatan.

b +eCl2

+entuk molekulnya linier dalam wu#ud gas. 3igunakan pusat atom yang "abangnya linier

sebagai +e. 3ua buah pipa plastik dimasukkan pada "abang ini sebagai ikatan kemudian

dihubungkan dengan inti Cl.

" +


10/30

d CH>, ?H&, dan H2!

/ada penyusunan molekul-molekul di atas digunakan model yang bentuk dasarnya

tetrahedral.CH> bentuknya tetrahedral digunakan pusat atom yang "abangnya tetrahedral.

/ada ?H&terdapat & ikatan antara ? dengan H dan 5 /+. +agian ?H &mempunyai bentuk

piramid, dan /+ akan menempati bagian yang keempat dari posisi tetrahedral.

e @/tCl>A2-

on yang bentuknya segiempat datar semua ikatannya sama dan ion klor diletakkan pada

sudut segiempatnya, dan /t pada pusat.

f /


11/30

dibandingkan bentuk kapal dan pada suhu kamar komposisinya dalam "ampuran melebihi

66D.

>. +en%ena (CH

Mempunyai bentuk heksagonal datar. /an#ang ikatan C-C semuanya sama dengan sudut C-

C-C adalah 5277. 3alam penyusunan ben%ena digunakan pusat atom yang trigonal. )ingkaran

yang di dalamnya menun#ukkan delokalisasi enam elektron dalam orbital p yang saling

berintikan.

B. somer optik

somer optik mempunyai struktur dimana bayangan "erminnya saling menutupi salah satu

sama lain. Hubungan yang sama seperti tangan kanan dan tangan kiri. 3isebut isomer optik

karena dia bersifat optik aktif sehingga dia memiliki kemampuan untuk memutar bidang

polarisasi dari sinar yang terpolarisasi. 4ntuk pusat karbon yang tetrahedral, molekulnya

bersifat optik aktif bila tidak mempunyai pusat simetri atau bidang simetri. $tom ini disebut

asimetri atau "hiral dalam hal ini karbon mengikat > gugus yang berbeda. 4ntuk mendapatkan

gambar ini disusun bentuk molekul CH2Cl, CH2Cl+r, dan CH


12/30

1. Be!l"* molekulnya berbentuk linier, dimana +e merupakan atom pusat dan Cl merupakan

atom terminal yang tersusun berikatan dalam satu garis lurus dengan sudut ikat yang

berbentuk 5E77.

2. B)% * molekulnya berbentuk segitiga planar, dimana + merupakan atom pusat dan elektron yang bersama-sama F 2 pasang.

Hal ini membentuk 2 ikatan dan karena itu tidak terdapat pasangan elektron mandiri.

3ua pasangan ikatan tertata dengan sendirinya pada sudut 5E7 osatu sama lain, karena hal ini

sebagai yang paling #auh yang dapat mereka "apai. Molekul digambarkan dengan linear.

28 B)%

'onfigurasi ele"tron + * 5s2 2s22p5 G

& atom < *

Hibridisasi * s p2, +entuk molekul * segitiga planar

17


18/30

'arena boron membentuk & ikatan maka tidak terdapat pasangan elektron mandiri.

Semuanya terletak dalam suatu bidang yang memiliki sudut 527I satu sama lain. Susunan

seperti ini disebut trigonal planar.

+8 !,*( N,%( +an ,"O

!,*

,

, ! ,

,

'onfigurasi ele"tron C * 5s22s22p2 G

> atom H *

Hibridisasi * s p&

+entuk molekul * tetrahe+ral

'arbon memiliki > elektron terluar. 'arbon membentuk > ikatan dengan hidrogen,

penambahan > elektron yang lain seluruhnya E, dalam > pasang. 'arena membentuk > ikatan,

18


19/30

semuanya harus men#adi pasangan ikatan. mpat pasangan elektron tertata dengan sendirinya

pada #arak yang disebut susunan tetrahedral. Semua sudut ikatan adalah 576.BI.

N,%

, N ,

,

'onfigurasi ele"tron ? * 5s22s22p& G

& atom H *

Hibridisasi * s p& , bentuk molekul * segitiga pirami+a

?itrogen memiliki B elektron terluar. 1iap-tiap atom hidrogen yang tiga menambahkan

elektron yang lain ke elektron nitrogen pada tingkat terluar, men#adikannya total E elektron

dalam > pasang. 'arena nitrogen hanya membentuk tiga ikatan, satu pasang harus men#adi

pasangan elektron mandiri. /asangan elektron tertata dengan sendirinya pada bentuk

tetrahedral seperti metana. /asangan elektron mandiri terletak pada orbital yang lebih pendek

dan lebih bulat dibandingkan orbital yang ditempati pasangan elektron ikatan. 'arena hal ini,

ter#adi tolakan yang lebih besar antara pasangan elektron mandiri dengan pasangan elektron

ikatan dibandingkan antara dua pasangan elektron ikatan.

aya pasangan elektron ikatan tersebut sedikt rapuh , ter#adi reduksi sudut ikatan dari

576.Bo men#adi 57Ko. Meskipun pasangan elektron tersusun tetrahedral, ketika

menggambarkan bentuknya, hanya memperhatikan atom-atomnya. $monia adalahpiramidal

seperti piramida dengan tiga hidrogen pada bagian dasar dan nitrogen pada bagian pun"ak.

19


20/30

,"O

, O ,

'onfigurasi atom ! * 5s2 2s2 2p> G

2 atom H *

Hibridisasi * s p &, bentuk molekul *1engkok: 1entuk /

!ksigen memiliki empat pasang elektron, dua diantaranya adalah pasangan mandiri. $ir

#uga akan mengambil susunan tetrahedral. Saat ini sudut ikatan lebih sempit dari 57>I, karena

tolakan dua pasangan mandiri. +entuknya tidak dapat digambarkan dengan tetrahedral, karena

kita hanya melihat atom oksigen dan hidrogen , bukan pasangan mandiri. $ir digambarkan

dengan bengkokataubentuk V.

e8 4't!l*5"6

Cl Cl

't

!l !l

/ada molekul @/tCl>A2- atom pusat /t memiliki bentuk keseluruhannya adalah

o"tahedral, namun dalam molekul inti terdapat 2 pasangan ele"tron bebas dan > pasang

ele"tron ikatan, sehingga bentuk geometrinya segiempat datar dimana semua ikatannya sama

dan ion klor terletak di sudut-sudut segiempat dan /t pada pusatnya.

20


21/30

38 ')-

)

) ' )

) )

'onfigurasi ele"tron / * 5s22s22p&s2&p& G

B atom < *

Hibridisasi * s p&d , bentuk molekul * Trigonal 1ipiami+


22/30

". 'ertan;aan +an Ja


23/30

Cl sama-sama menarik pasangan elektron, namun atom Cl menarik pasangan elektron lebih

kuat dibandingkan dengan atom H. Hal ini disebabkan karena keelektronegatifanCl lebih

besar dari keelektronegatifan atom H. Hal ini kemudian akan mengakibatkan ter#adinya kutub

negatif pada Cl dan kutub positif pada H, atau membentuk dipol ikatan.

2. Susunan elektron )ewis dari senyawa +

struktur )ewis *

+


24/30

atom sehingga membentuk sudut yang sama yaitu 576,B 7dengan bentuk molekul

tetrahedral.

?H& * ikatan yang ter#adipada ?H&adalah ikatan koalen polar

karena pada ?H& terdapat satu /+. /+ tersebut menyebabkan ter#adinya

perubahan sudut ikatan dan perubahan bentuk molekul. /+ pada atom pusat ?

menekan atom H ke bawah. Hal ini disebabkan oleh gaya tolakan yang dialami oleh

/+ dengan atom H, dimana gaya tolakan antara /+ dengan atom H lebih besar

daripada gaya tolak antara atom H dengan atom H. Sehingga terbentuk molekul

segitiga piramida dengan sudut ikatan 57K7.

H2! * ikatan yang ter#adi adalah ikatan koalen polar karena

terdapat dua /+. /+ tersebut menyebabkan perubahan sudut ikatan dan

perubahan bentuk molekul. /+ pada atom pusat ? menekan atom H, karena gaya

tolak-menolak antara /+ dengan /+ sangat kuat. Sedangkan gaya tolak antara

/+ dengan atom H lebih lemah, dan gaya tolak antara atom H dengan atom H

paling lemah, sehingga #arak antar atom H paling dekat. +entuk molekul H2!

adalah bengkokan atau bentuk dengan sudut ikatan 57>7

.

Jadi, sudut ikatan yang paling besar adalah sudut ikatan pada CH>dan sudut ikatan yang

paling ke"il adalah sudut ikatan pada H 2!. 3apat #uga ditulis sudut ikatan CH>P sudut ikatan

?H&P sudut ikatan H2! 576,B7P 57K7P 57>7.

>. +ilangan oksidasi /t dalam @/tCl>A2-adalah *

+iloks /t O > +iloks Cl 8 -2

+iloks /t O > (-5 8 -2

+iloks /t 8 -2 O >

+iloks /t 8 O2

katan antara /t dan Cl adalah ikatan koalen koordinasi karena adanya pemakaian

bersama pasangan elektron dari Cl.

24


25/30

B. /ada senyawa /7

+erdasarkan struktur )ewis tersebut dapat dilihat bahwa senyawa /


26/30

Senyawa CH2Cl2memiliki 2 buah bidang simetri (H-H dan Cl-Cl namun bukanlah

senyawa optik aktif sebab bayangan dan molekul saling menutupi. Serta atom C mengikat

atom terminal yang sama.

Senyawa yang bersifat optik aktif adalah CH


27/30

3imisalkan model molekul sikloheksana diletakkan pada sebuah kertas yang disebut

bidang, dan ditarik garis lurus keatas yang disebut dengan sumbu. +ila diperhatikan, terdapat

dua #enis posisi yang dimiliki oleh hidrogen, yakni hidrogen yang se#a#ar bidang dan hidrogen

yang se#a#ar sumbu. Jenis hidrogen yang terletak padaQ se#a#ar bidang dikatakan sebagai

hidrogen ekuatorial. Sedangkan hidrogen yang terletak se#a#ar sumbu dikatakan sebagai

hidrogen aksial.

1ingkat kestabilan antara sikloheksana dengan konformasi kursi dan biduk dapat

di#elaskan melalui proyeksi ?ewman berikut *

/ada konformasi kursi atom-atom hidrogen terdapat dalam konformasi stagger (goyang

sedangkan pada konformasi biduk atom-atom hidrogen terdapat dalam konformasi eklips.

/ada konformasi eklips akan ter#adi tolakan-tolakan antara elektron ikatan dengan atom-atom

hidrogen. Sehingga energi yang diperlukan untuk membentuk konformasi eklips akan lebih

27


28/30

tinggi bila dibandingkan untuk membentuk konformasi stagger (goyang. 'estabilan suatu

konformasi dapat dilihat dari besar energi yang diperlukan dalam pembentukkannya. 'arena

untuk membentuk konformasi biduk diperlukan energi yang lebih tinggi, maka konformasi

biduk dikatakan sebagai konformasi yang tidak stabil.

/II. Kesimpulan

5. 4ntuk meramalkan geometri suatu molekul se"ara sistematik, kita

dapat menggunakan teori S/0 yang dibagi men#adi dua kategori yaitu *

a molekul yang mempunyai atom pusat tanpa pasangan elektron bebas (/+

b molekul yang atom pusatnya mempunyai /+.

2. +erdasarkan teori S/0 , yakni men#elaskan susunan geometri

berdasakan tolakan pasangan ele"tron kulit terluar

Tolakan paling besar

pasangan mandiri pasangan mandiri

pasangan mandiri pasangan ikatan

Tolakan paling kecil pasangan ikatan pasangan ikatan

&. +entuk molekul yang mempunyai atom pusat tanpa /+ ada B

bentuk, yaitu *

a +entuk linier dengan rumus $+2

b +entuk segitiga planar dengan rumus $+&

" +entuk tetrahedral dengan rumus $+>

d +entuk segitiga bipiramida dengan rumus $+B

e +entuk oktahedral dengan rumus $+

>. +erubahnya sudut ikatan dan bentuk molekul disebabkan oleh adanya /+ yang

menyebabkan gaya tolak-menolak antar elektronnya berbeda.

28


29/30

B. +esarnya gaya tolak antara pasngan elektron *

tolakan antara /+ S /+ P tolakan antara /+ s / P tolakan antara / s /

. /ada susunan molekul sikloheksana terdapat dua posisi, yaitu *

a. /osisi aksial * posisi atom-atom yang terletak di atas dan di bawah bidang

segitiga.

b. /osisi ekuatorial * posisi atom-atom yang terletak pada bidang segitiga.

K. Senyawa optik aktif adalah senyawa yang memiliki atom karbon kiral atau karbon

asimetri. 4ntuk mendapatkan karbon kiral, atom karbon harus berikatan dengan > atom

terminal yang berbeda. Selain itu apabila bayangan model senyawa optik aktif ini

dihimpitkan dengan model molekulnya akan diperoleh bahwa antara model dan

bayangannya tidak akan berhimpit.

Da3tar 'ustaka

Chang, 0aymond. 277>.Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta * rlangga.

http*QQid.wikipedia.orgQwikiQHibridisasiorbital .html (3iakses pada tanggal 25 ?oember 275&

29
http://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasiorbital.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hibridisasiorbital.html


30/30

http*QQid.wikipedia.orgQwikiQ1eoriS/0 .html (3iakses pada tanggal 22 ?oember 275&

http*QQsu"i"harismapendar.wordpress."omQkimia-:iQbentuk-molekul-dan-gaya-antar-molekulQ

(3iakses pada tanggal 22 ?oember 275&

Staf 'imia 3asar. 2752.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. +ukit Jimbaran * Jurusan 'imia,

laporan praktikum kimdas (bentuk molekul)

Documents