IKATAN
KIMIA
Soal dan Pembahasan
Teori
Ikatan Valensi dan Teori Orbital Molekul
Dosen
Pengampu :
Drs.
Arifin, Msi
Disusun Oleh:
Olvi Wulan Nari
ACC 115 008
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN
PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS
PALANGKARAYA
2016
1
11.
Apa
pengertian teori ikatan valensi?
Jawab:
Teori
ikatan valensi merupakan teori yang menjelaskan sifat ikatan kimia dalam suatu
molekul dari sudut valensi atom. Teori ini menyimpulkan suatu aturan bahwa atom
pusat dalam suatu molekul cenderung untuk membentuk ikatan elektron ganda
sesuai dengan batasan geometris seperti kurang lebih ditentukan oleh aturan
oktet.
Dalam
teori ikatan valensi, yang menjadi titik tekannya yaitu fungsi gelombang
elektron-elektron yang berpasangan dibentuk dari tumpang tindih fungsi
gelombang pada masing-masing orbital dari atom-atom yang berkontribusi dan
saling terpisah.
2.
Teori ikatan valensi didasarkan pada aturan okted dengan berbagai batasan.
Apasaja batasan tersebut?
Jawab:
Teori ikatan valensi didasarkan pada aturan okted dengan berbagai
batasannya, sebagai berikut:
·
Elektron-elektron yang digunakan bersama itu menempati orbital-orbital atom
yang saling bertindihan (overlap).
·
Kekuatan ikatan bergantung pada derajat pertindihan yang terjadi.
·
Pada teori ikatan valensi terdapat dua konsep penting yakni konsep
resonansi dan konsep hibridisasi. Resonansi adalah suatu konsep untuk
menerangkan struktur dari molekul yang mempunyai dua atau lebih struktur yang
ekivalen, yang memenuhi persyaratan ikatan, senyawa yang tidak dapat dituliskan
hanya dengan satu rumus struktur, melainkan digambarkan melalui lebih dari satu
rumus struktur.
3.
Apa
saja postulat dasar dari teori ikatan valensi?
Jawab:
a.
Ikatan
valensi terjadi karena adanya gaya tarik pada elektron-elektron yang tidak
berpasangan pada atom-atom.
b.
Elektron
- elektron yang berpasangan memiliki arah spin yang berlawanan.
c.
Elektron-elektron
yang telah berpasangan tidak dapat membentuk ikatan lagi dengan
elektron-elektron yang lain.
d.
Kombinasi
elektron dalam ikatan hanya dapat diwakili oleh satu persamaan gelombang untuk
setiap atomnya.
e.
Elektron-elektron
yang berada pada tingkat energi paling rendah akan membuat pasangan
ikatan-ikatan yang paling kuat.
f.
Pada
dua orbital dari sebuah atom, orbital dengan kemampuan bertumpang tindih paling
banyaklah yang akan membentuk ikatan paling kuat dan cenderung berada pada
orbital yang terkonsentrasi itu.
4.
Jika
terdapat satu elektron pada masing-masing dua atom H yang berlainan, bagaimana
kemungkinan fungsi gelombang pada tiap sistem?
Jawab:
Jika
terdapat satu elektron pada masing-masing dua atom H yang berlainan maka
kemungkinan fungsi gelombang pada tiap sistem adalah sebagai berikut:
Ψ=χA(1)χB(2)...
Ψ=χA(2)χB(1)...
keterangan:
χA dan χB adalah orbital-orbital 1s pada atom
A dan B
Angka
1 dan 2 merepresentasikan elektron yang berikatan dengan proton pada
masing-masing atom A dan B.
Ketika kedua atom H berada pada
keadaan yang sangat dekat, kita tidak dapat mengetahui apakah elektron 1
terikat pada atom A dan elektron 2 terikat pada atom B atau justru sebaliknya,
sehingga deskripsi yang paling mungkin adalah membuat dua fungsi gelombang pada
kedua sistem yang mungkin terjadi. Saat kedua kemungkinan ini disatukan dalam
gelombang superposisi maka penjelasan yang lebih baik adalah kombinasi linear
dari keduanya.
Ψ=χA(1)χB(2)+χA(2)χB(1)...
Fungsi
di atas merupakan fungsi gelombang untuk ikatan H-H. Kedua fungsi ini
berinterferensi konstruktif sehingga terjadi kenaikkan amplitudo di daerah
fungsi gelombang dalam nukleus (inti). Untuk menjelaskan lebih rinci digunakan
prinsip Pauli yang menyatakan bahwa hanya elektron-elektron dengan spin
berpasangan yang dapat dideskripsikan oleh fungsi gelombang di atas. Dari
penjabaran di atas, dapat disimpulkan bahwa pada teori ikatan valensi, fungsi
gelombang dibentuk oleh pasangan spin dari elektron-elektron pada kedua orbital
atom-atom yang berikatan. Ikatan yang terjadi dari tumpang tindih ini adalah
ikatan sigma (б).
Berikut
merupakan contoh formasi ikatan sigma dari orbital s dan p yang saling tumpang
tindih:
5.
Berdasarkan
teori ikatan valensi senyawa koordinasi dibentuk dari reaksi antara asam Lewis
(atom atau ion pusat) dengan basa Lewis (ligan) melalui ikatan kovalen
koordinasi antara keduanya. Di dalam senyawa koordinasi atau senyawa kompleks
atom atau ion pusat memiliki bilangan koordinasi tertentu. Bagaimana struktur
senyawa koordinasi dengan bilangan koordinasi 2, 3, 4, 5 dan 6?
Jawab:
Tabel struktur senyawa
koordinasi dengan bilangan koordinasi 2-6.
|
BK
|
Sruktur
|
Contoh
|
|
2
|
Linear
|
[Ag(NH3)2]+,
[Ag(CN)2]-
|
|
3
|
Segitigadatar
|
[HgCl3]-, [AgBr(PPh3)2]
|
|
4
|
Tetrahedral
|
[NiCl4]2-,
[Zn(NH3)4]2+
|
|
4
|
Bujursangkar
|
[Ni(CN)4]2-, [Pt(CN)4]2-
|
|
5
|
TrigonalBipiramidal
|
[CuCl5]3-,
[Fe(CO)5]
|
|
6
|
Oktahedral
|
[CoF6]3-, [Fe(CN)6]3-
|
6.
Apa
yang dimaksud dengan orbital hibrida?
Jawab:
Orbital
hibrida (hybrid orbitals) adalah orbital yang pada pembentukan
ikatan-ikatannya, atom pusat tidak menggunakan orbital s, p dan d, melainkan
menggunakan orbital-orbital yang sama jenisnya dengan tingkat energi yang sama
pula. Orbital hibrida diperoleh malalui proses hibridisasi (hybridization).
7.
Apa
yang dimaksud dengan hibridisasi?
Jawab:
Hibridisasi
adalah proses pembentukan orbital-orbital hibrida dengan tingkat energi yang
sama melalui kombinasi linear dari orbital-orbital atom yang berbeda dengan
dengan tingkat energi yang berbeda pula. Orbital-orbital yang menglami
hibridisasi tersebut adalah milik dari atom pusat.Orbital hibrida yang
terbentuk dari proses hibridisasi adalah sama dengan jumlah orbital-orbital
atom yang terlibat dalam hibridisasi.
8.
Bagaimana
jenis hibridisasi, orbital-orbital atom yang terlibat dalam hibridisasi, jumlah
dan jenis orbital-orbital hibrida yang terbentuk serta susunannya dalam ruang?
Jawab:
Tabel
Jenis hibridisasi, orbital-orbital atom yang terlibat, jenis orbital yang
terbentuk serta susunannya dalam ruang:
|
Hibridisasi
|
Orbital atom yang terlibat
|
Jumlahdanjenis orbital yangterbentuk
|
Susunandalamruang
|
|
Sp
|
1 orbital s dan 1 orbital p
(pz)
|
2 orbital hibridasp
|
Berlawananarah
|
|
sp2
|
1 orbital s dan 2 orbital p (px,py)
|
3 orbital hibrida sp2
|
Mengarahpadapojok-pojoksegitigasamasisi
|
|
Sp3
|
1 orbital s dan 3 orbital p
(px, py,pz)
|
4 orbital hibrida sp3
|
Mengarahpadapojok-pojok
tetrahedral
|
|
dsp2
|
1 orbital d (dx2-y2), 1 orbital s dan 2
orbital p (px, py)
|
4 orbital hibrida dsp2
|
Mengarahpadapojok-pojokbujursangkar
|
|
dsp3 atau sp3d
|
1 orbital d (dz2),
1 orbital s dan 3 orbital p (px, py, pz)
|
5 orbital hibrida dsp3 atau
sp3d
|
Mengarahpadapojok-pojoktrigonalbipiramidal
|
|
d2sp3 atau
sp3d2
|
2 orbital d (dx2-y2dan dz2),
1 orbital s dan 3 orbital p (px, py, pz)
|
6 orbital hibrida d2sp3 atau sp3d2
|
Mengarahpadapojok-pojokoctahedral
|
9.
Bagaimana
tingkat energi orbital hibrida sp 3?
Jawab:
Tingkat
energi orbital-orbital hibrida adalah tingkat diantara energi orbital-orbital
yang terlibat dalam hibridisasi. Untuk hibridisasi sp3, perbandigan
tingkat energi orbital sp3 dan tingkat energi orbital s dan 3
orbital p. Tingkat energi orbital-orbital hiibrida sp3 lebih rendah
dibandingkan dengan tingkat energi orbital p, akan tetapi lebih tinggi dibandingkan
tingat energi orbital s. Disamping itu, tingkat energi orbital-orbital hibrida
sp3 adalah lebih dekat ke tingkat energi orbital p dibandingkan ke
tingkat energi orbital s karena jumlah orbital p yang terlibat dalam
hibridisasi lebih banyak dibandingkan orbital s.
10.
Bagaimana
hubungan antara bilangan koordinasi atom pusat, jenis hibridisasi dan struktur
kompleks?
Jawab:
Tabel
hubungan antara bilangan koordinasi atom pusat, jenis hibridisasi dan struktur
kompleks.
|
BK
|
Hibridasasi
|
Strukturkompleks
|
Contoh
|
|
2
|
Sp,
|
Linear
|
[Ag(CN)2]-
|
|
3
|
sp2
|
Trigonal planar
|
[HgCl3]-
|
|
4
|
sp3
|
Tetrahedral
|
[NiCl4]2-
|
|
4
|
dsp2
|
Bujursangkar
|
[Ni(CN)4]2-
|
|
5
|
sp3d
|
Trigonalbipiramidal
|
[CuCl5]3-
|
|
5
|
dsp3
|
Trigonalbipiramidal
|
[Fe(CO)5]
|
|
6
|
sp3d2
|
Octahedral
|
[CoF6]3-
|
|
6
|
d2sp3
|
Octahedral
|
[Co(CN)6]3-
|
11.
Bagaimana
pembentukan Senyawa Kompleksberdasarkan teori ikatan valensi?
Jawab:
Pembentukan
senyawa kompleks berdasarkan teori ikatan valensi ada yang tidak melibatkan
proses eksitasi dan ada yang melibatkan
proses eksitasi.
·
Pembentukan Senyawa Kompleks Tanpa Melibatkan Proses
Eksitasi
Langkah-langkah
yang diperlukan adalah :
a.
Menuliskan
konfigurasi elektron dari atom pusat pada keadaan dasar.
b.
Menuliskan
konfigurasi elektron dari atom pusat pada keadaan hibridisasi
c.
Menuliskan
konfigurasi elektron dari atom pusat sesudah adanya donasi pasangan-pasangan
elektron bebas dari ligan-ligan.
·
Pembentukan
Senyawa Kompleks Dengan Melibatkan Proses Eksitasi
Langkah-langkah
yang diperlukan adalah :
a.
Menuliskan
konfigurasi electron dari atom pusat pada keadaan dasar;
b.
Menuliskan
konfigurasi electron dari atom pusat pada keadaan eksitasi;
c.
Menuliskan
konfigurasi electron dari atom pusat pada keadaan hibridisasi;
d.
Menuliskan
konfigurasi electron dari atom pusat sesudah adanya donasi pasangan-pasangan
electron bebas (PEB) dari ligan-ligan.
12.
Dua
jenis orbital yang digunakan dalam pembentukan ikatan kovalen yaitu orbital
asli dan orbital hibridasi. Jenis orbital yang digunakan dalam pembentukan
ikatan kovalen dalam diramalkan berdasarkan geometri, terutama besar sudut
ikatan yanng ada di sekitar atom pusat. Berikan salah satu contoh molekul yang
menggunakan orbital asli!
Jawab:
Contoh
H2s
Dari konfigurasi elektron atom S
pada keadaan dasar dapat diketahui bahwa pada orbital 2py dan orbital 2pz
masing-masing masih kekurangan satu elektron, demikian pula pada atom H masih
kekurangan satu elektron pada orbital 1s, oleh sebab itu dalam pembentukan H2S,
dua elektron yang terletak pada orbital 3p berpasangan dengan dua elektron pada
orbital 1s dari dua atom hidrogen. Besarnya sudut ikatan dua buah orbital p
adalah 90°. Berdasarkan eksperimen
diperoleh besarnya udut ikatan H-S-H sebesar 92°.
Perbedaan sudut ikatan disebabkan oleh tolakan antara dua inti atom hidrogen
yang berdekatan. Karena perbedaan sudut ikatan tidak begitu jauh maka perubahan
ikatan H-S, atom S dianggap menggunakan orbital-orbital asli.
13. Bagaimana bentuk orbital
tumpang tindih dari orbbital pembentukan ikatan H-S dalam molekul H2S?
Jawab:
Gambar tumpang tindih
orbital-orbbital pada pembentukan ikatan H-S dalam mmolekul H2S
14. Berikan contoh lain dari
molekul yang menggunakan orbital asli!
Jawab:
Contoh lain HCl
Dari konfigurasi elektron atom Cl
pada keadaan dasar dapat diketahui bahwa pada orbital 2pz masih kekurangan satu
elektron, demikian pula pada atom H masih kekurangan satu elektron pada orbital
1s.
Oleh sebab itu dalam pembentukan
HCl dua elektron yang terletak pada orbital 3p berpasangan dengan dua elektron
pada orbital 1s dari dua atom hidrogen.
Oleh sebab itu dalam pembentukan
HCl, satu elektron yang terletak pada orbital 3pz berpasangan dengan satu
elektron pada orbital 1s dari satu atom hidrogen.
Molekul HCl berbentuk linear dan
memiliki sebuah ikatan tunggal, sehingga molekul HCCl menggunakan orbital asli
dalam pembentukan ikatan H-Cl.
15. Bagaiman bentuk orbital
tumpang tindih dari obital pembentukan ikatan H-Cl dalam molekul HCl?
Jawab:
Gambar tumpang tindih
orbital-orbbital pada pembentukan ikatan H-Cl dalam mmolekul HCl
16. Bagaimana secara ringkas
konfigurasi elektron dari atom karbon sebagai atom pusat pada pembentukan
ikatan kovalen dengan 4 atom hidrogen dalam CH4?
Jawab:
Secara ringkas konfigurasi
elektron dari atom karbon sebagai atom pusat pada pembentukan ikatan kovalen
dengan 4 atom hidrogen dalam CH4, sebagai berikut:
17. Bagaimana bentuk molekul
tumpang tindih dari 4 orbital hibridisasi sp3 dari atom C dengan 4
orbital 1s dari 4 atom H?
Jawab:
Bentuk molekul tumpang tindih
dari 4 orbital hibridisasi sp3 dari atom C dengan 4 orbital 1s dari
4 atom H,, sebagai berikut:
18.
Bagaimana
penerapan teori ikatan valensi pada molekul diatomik?
Jawab:
Penerapan
dari teori ikatan valensi yang berlaku pada molekul diatomik, elektron-elektron
dalam molekul menempati orbital-orbital atom dari masing-masing atom. Penerapan
teori ikatan valensi pada molekul diatomik yaitu pembentukan molekul H2
dari atom H.
19.
Berikan
contoh penerapan teori ikatan valensi pada molekul diatomik?
Jawab:
Penerapan teori ikatan valensi pada molekul diatomik dapat dilihat pada
pembentukan molekul H2 dari atom H
20.
Bagaimana
penerapan teori ikatan valensi pada molekul poliatomik?
Jawab:
Penerapan
dari teori ikatan valensi yang berlaku pada molekul poliatomik, dapat digunakan
untuk menjelaskan hibridisasi molekul. Contohnya adalah hibridisasi sp3
pada molekul CH4. Metana memiliki atom pusat berupa karbon yang berkoordinasi
secara tetrahedral. Oleh karena itu, atom karbon pusat haruslah memiliki
orbital-orbital yang simetri tepat dengan 4 atom hidrogen.
21.
Berikan
contoh penerapan teori ikatan valensi pada molekul poliatomik
Jawab:
Teori ikatan valensi dapat juga diterapkan dalam molekul poliatomik
beriringan dengan teori hibridisasi molekul. Contoh penerapan teori ikatan
valensi untuk menjelaskan mengenai hibridisasi sp3 pada
molekul metana (CH4).
Metana memiliki atom pusat sebuah karbon yang berkoordinasi secara
terahedral. Oleh karena itu, atom karbon pusat haruslah memiliki
orbital-orbital yang simetri tepat dengan 4 atom hidrogen.
Dengan teori ikatan
valensi, maka dapat diprediksi bahwa berdasarkan pada keberadaan dua orbital
yang terisi setengah, atom C akan membentuk dua buah ikatan kovalen membentuk
CH2. Namun CH2. merupakan molekul yang sangat reaktif
sehingga teori ikatan valensi saja tidak cukup untuk menjelaskan terbentuknya
molekul CH4. Untuk itu, digunakan teori hibridisasi, dimana langkah
awal adalah eksitasi satu atau lebih elektron valensi C
22. Bagaimana harga momen
magnetik efektif dan momen magnetik spin kompleks dengan atom pusat unsur-unsur
transisi deret pertama?
Jawab:
Tabel harga momen
magnetik efektif dan momen magnetik spin kompleks dengan atom pusat unsur-unsur
transisi deret pertama
|
Atom pusat
|
J.ê.pada atom pusat
|
Kompleks dengan spin tingi
|
Kompleks dengan spin rendah
|
||||
|
J.e.t.b.
|
µe(BM)
|
µs(BM)
|
J.e.t.b.
|
µe(BM)
|
µs(BM)
|
||
|
Ti3+
V4+
V3+
V2+
Cr3+
Mn4+
Cr2+
Mn3+
Mn2+
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Ni3+
Ni2+
Cu2+
|
1
1
2
3
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
9
|
1
1
2
3
3
3
4
4
5
5
4
4
3
3
2
1
|
1,73
1,68-1,78
2,75-2,85
3,80-3,90
3,70-3,90
3,8-4,0
4,75-4,90
4,90-5,00
5,65-6,10
5,70-6,0
5,10-5,70
_
4,30-5,20
_
2,80-3,50
11,70-2,20
|
1,73
1,73
2,83
3,88
3,88
3,88
4,90
4,90
5,92
5,92
4,90
4,90
3,88
3,88
2,83
1,73
|
_
_
_
_
_
_
2
2
1
1
_
_
1
1
_
_
|
_
_
_
_
_
_
3,20-3,30
3,18
2,0-2,5
_
_
1,8
1,8-2,0
_
_
|
_
_
_
_
_
_
2,83
2,83
1,73
1,73
_
_
1,73
1,73
_
_
|
23.
Apa
kelebihan teori ikatan valensi?
Jawab:
Teori
ikatan valensi dapat digunakan untuk meramalkan kemungkinan struktur dan
kemagnetan senyawa-senyawa kompleks yang belum disintesis. Fakta eksperimen
tentang senyawa-senyawa kompleks yang baru berhasil disintesis ternyata banyak
yang cocok dengan ramalan yang didasarkan atas teori ikatan valensi.
24.
Apa
kelemahan teori ikatan valensi?
Jawab:
Kelemahan
dari teori ikatan valensi yaitu:
·
Tidak
dapat menjelaskan gejala perubahan kemagnetan senyawa kompleks karena perubahan
temperatur.
·
Tidak
dapat menjelaskan warna atau spektra senyawa kompleks.
·
Tidak
dapat menjelaskan kestabilan senyawa kompleks.
25.
Apa
pengertian teori orbital molekul?
Jawab:
Teori
orbital molekul adalah teori yang menjelaskan ikatan kimia melalui diagram
orbital molekul. Teori orbital molekul dapat menjelaskan dengan baik sifat
magnet dan sifat molekul jika dibandingkan dengan teori ikatan valensi.
26.
Apa
perbedaan antara prbital molekul dengan orbital atom?
Jawab:
Perbedaan
antara orbital molekul dan orbital atom adalah orbital atom terkait hanya
dengan satu atom, sedangkan orbital molekul terkait dengan atom-atom yang
berikatan (dengan molekul secara keseluruhan)
27.
Teori
orbital molekul (TOM)
menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yang dihasilkan
dari interaksi orbital-orbital atom dari atom-atom yang berikatan dan yang
terkait dengan molekul secara keseluruhan. Konstruksi orbital molekul dari
orbital atom, bagian dalam pembentukan molekul. Separuh dari orbital molekul
mempunyai energi yang lebih besar daripada energi orbital atom. Apasaja orbital
yang terbentuk dari konstrusi orbital molekul tersebut?
Jawab:
Orbital
yang dibentuk yaitu orbital molekul pengikatan (bonding) dan orbital molekul
anti ikatan
(anti bonding). Elektron yang tidak mengambil bagian dalam pengikatan disebut elektron
tidak berikatan (nonbonding) dan mempunyai energy yang sama dengan energy yang
dimiliki atom-atom yang terpisah.
28.
Apa
yang dimaksud dengan orbital molekul ikatan?
Jawab:
Orbital
molekuler ikat (bonding) yaitu orbital dengan rapatan elektron ikat terpusat
mendekat pada daerah antara kedua inti atom yang bergabung dan dengan demikian
menghasilkan situasi yang lebih stabil.
29.
Apa
yang dimaksud dengan orbital molekul antiikatan?
Jawab:
Orbital
molekuler antiikat (antibonding) yaitu orbital dengan rapatan elektron ikat
terpusat menjauh dari daerah antara inti atom yang bergabung dan menghasilkan
situasi kurang stabil.Penempatan elektron dalam orbital molekul ikatan
menghasilkan ikatan kovalen yang stabil, sedangkan penempatan elektron dalam
orbital molekul antiikatan menghasilkan ikatan kovalen yang tidak stabil.
30.
Apa
yang dimaksud dengan orbital molekul non ikatan?
Jawab:
Jika
pada daerah tumpang-tindih ada orbital atomik yang tidak bereaksi dalam
pembentukan ikatan, orbital ikatan yang dihasilkan disebut orbital nonikat
(nonbonding).
31.
Bagaimana
kerapatan elektron dalam orbital molekul ikatan dan dalam orbital molekul
antiikatan?
Jawab:
Dalam
orbital molekul ikatan kerapatan elektron lebih besar di antara inti atom yang
berikatan. Sementara, dalam orbital molekul antiikatan, kerapatan elektron
mendekati nol diantara inti.
32.
Bagaiman
penggambaran energi –energi relatif dari setiap jenis orbital secara umum?
Jawab:
Energi
–energi relatif dari setiap jenis orbital secara umum terlihat pada gambar
berikut ini:
33.
Apasaja
persyaratan yang harus dipenuhi orbital atom yang mengambil bagian dalam
pembentukan orbital molekul?
Jawab:
Orbital
atom yang mengambil bagian dalam pembentukan orbital molekul harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut:
·
Orbital
atom yang membentuk orbital molekul harus mempunyai energi yang dapat
dibandingkan.
·
Fungsi
gelombang dari masing-masing orbital atom harus bertumpang tindih dalam ruangan
sebanyak mungkin.
·
Fungsi
gelombang orbital atom harus mempunyai simetri yang relatif sama dengan sumbu
molekul.
34.
Orbital
apasaja yang paling umum membentuk orbital molekul?
Jawab:
Yang
paling umum membentuk orbital molekul adalah σ (sigma) dan orbital π (phi). Orbital sigma
simetris disekitar sumbu antarnuklir. Penampang tegak lurus terhadap sumbu
nuklir (biasanya sumbu x) memberikan suatu bentuk elips. Ini terbentuk dari
orbital s maupun dari p dan orbital d yang mempunyai telinga sepanjang sumbu
antar nuklir. Orbital π terbentuk ketika orbital p pada setiap atom mengarah
tegak lurus terhadap sumbu antarnuklir. Daerah tumpang tindih ada di atas dan
di bawah sumbu ikatan, lihat gambar.
35.
Bagaimana
pembentukan orbital molekul ikatan dan antiikatan?
Jawab:
Pembentukan
orbital molekul ikatan berkaitan dengan interferensi konstruktif, sementara pembentukan
orbital molekul antiikatan berkaitan dengan interferensi destruktif. Jadi,
interaksi konstruktif dan interaksi destruktif antara dua orbital 1s dalam
molekul H2mengarah pada pembentukan ikatan sigma (σ1s) dan
pembentukan antiikatan sigma (σ*1s). Pada orbital molekul antiikatan sigma
terdapat simpul (node) yang menyatakan kerapatan elektron nol, sehingga kedua
inti positif saling tolak-menolak.
36.
Apasaja
syarat pembentukan orbital molekul?
Jawab:
Syarat
pembentukan orbital molekul ikatan sebagai berikut:
1. Cuping orbital atom penyusunnya cocok
untuk tumpang tindih.
2. Tanda positif atau negatif cuping yang
bertumpang tindih sama.
3. Tingkat energi orbital-orbital atomnya
dekat.
37.
Apa
yang dimaksud dengan orbital terdegenerasi?
Jawab:
Dua
atau lebih orbital molekul yang berenergi sama disebut orbital terdegenerasi
(degenerate). Orbital-orbital itu dinamakan sigma (σ) atau pi(π) sesuai dengan
karakter orbitalnya. Suatu orbital sigma mempunyai simetri rotasi sekeliling
sumbu ikatan, dan orbital pi memiliki bidang simpul. Oleh karena itu, ikatan
sigma dibentuk oleh tumpang tindih orbital s-s, p-p, s-d, p-d, dan d-d dan
ikatan pi dibentuk oleh tumpang tindih orbital p-p, p-d, dan d-d.
38.
Apasaja
prinsip dasar yang harus dipenuhi dalam pendekatan orbital molekuler menurut
Bird, T?
Jawab:
Menurut
Bird, T pendekatan orbital molekuler memiliki beberapa prinsip dasar yang harus
dipenuhi. Prinsip dasar itu adalah:
·
Jumlah
molekuler yang terbentuk sama dengan jumlah orbital atomik yang berinteraksi.
·
Jumlah
orbital antiikatan yang terbentuk sama dengan jumlah orbital ikatan.
·
Tiap
orbital molekuler dapat menampung dua
elektron yang harus memiliki spin yang berlawanan.
·
Elektron-elektron
yang terdapat pada orbital molekuler juga mengikuti aturan Hund dan prinsip
Pauli.
·
Untuk
membentuk ikatan yang stabil, jumlah elektron dalam orbital ikatan harus lebih
besar daripada jumlah elektron dalam orbital antiikatan.
39.
Bagaimana
aturan konfigurasi elektron yang dibuat oleh Chang, R untuk membentu memahami
kestabilan orbital molekul?
Jawab:
Chang,
R membuat aturan konfigurasi elektron untuk membantu memahmi kestabilan orbital
molekul. Aturan tersebut dijelaskan sebagai berikut:
·
Jumlah
orbital molekul yang terbentuk selalu sama dengan jumlah orbital atom yang bergabung.
·
Semakin
stabil orbital molekul ikatan, semakin kurang stabil orbital molekul antiikatan
yang berkaitan.
·
Pengisian
orbital molekul dimulai dari energi rendah ke energi tinggi. Dalam molekul
stabil, jumlah elektron dalam orbital molekul ikatan selalu lebih banyak
daripada dalam orbital molekul antiikatan karena kita selalu menempatkan
elektron dalam orbital molekul ikatan yang berenergi lebih rendah terlebih
dahulu.
·
Ketika
elektron ditambahkan ke orbital molekul dengan energi yang sama, susunan yang
paling stabil diramalkan oleh aturan Hund, yaitu elektron memasuki ke
orbital-orbital molekul ini dengan spin sejajar.
·
Jumlah
elektron dalam orbital molekul sama dengan jumlah semua elektron pada atom-atom
yang berikatan.
40.
Apa
yang dimaksud dengan senyawa diatomik homointi?
Jawab:
Senyawa
diatomik homointi terdiri dari dua unsur yang memiliki inti atom yang identik.
Atom-atom yang sama akan memiliki tingkat energi yang sama pula. Dalam molekul
hidrogen (H2) tumpang tindih orbital 1s masing-masing atom hidrogen
membentuk orbital ikatan σg bila cupingnya mempunyai tanda yang sama dan
antiikatan σu bila bertanda berlawanan, dan dua elektron mengisi orbital ikatan
σg.
41.
Bagaimana
terbentuknya orbital molekuler pada molekul H2 dengan metoda
KLOA?Jawab:
Terbentuknya
orbital molekuler pada molekul H2 dapat didekati dengan metoda
KLOA(Kombinasi Linear Orbital Atomik) sebagai berikut:
Ψ = N (Ψx + Ψy)
Ψ* = N (Ψx + Ψy)
Ψ
= fungsi gelombang untuk orbital molekuler
Ψ
= fungsi gelombang untuk orbital molekuler
Ψx danΨy = fungsi gelombang orbital 1s hidrogen untuk atom x dan y
N
= konstanta normaliasi
N mempunyai nilai sedemikian
sehingga:
Dimana dt adalah volume unsur
dalam tiga dimensi yaitu: dt = dx.dy.dz. dari persamaan dapat diperoleh peluang
menemukan sebuah elektron dengan jalan mengkuadratkan persamaan gelombang Ψ.
Ψ2
= N2 (Ψx2 + Ψy2 + 2Ψx Ψy)
Ψx2 menunjukkan
peluang menemukan elektron di sekeliling atom x
Ψy2 menunjukkan
peluang menemukan elektron di sekeliling atom y
2Ψx + Ψy menunjukkan peningkatan
elektron pada daerah antara kedua inti
Untuk persamaan gelombang Ψ*
peluang untuk menemukan sebuah elektron dinyatakan dalam:
Ψ*2 = N2 (Ψx2 + Ψy2
- 2ΨxΨy)
-2Ψx Ψymenyatakan penurunan
kepekatan elektron pada daerah antara kedua inti
42.
Bagaimana
bentuk orbital molekul H2?
Jawab:
43. Apa yang dimaksud dengan
senyawa diantomik heterointi?
Jawab:
Atom-atom pada senyawa ini
memiliki keelektronegativitas yang berbeda, maka tentu atom-atom memiliki
tingkat energi berbeda pula. Orbital molekul dua atom yang berbeda dibentuk dengan
tumpang tindih orbital yang tingkat energinya berbeda. Tingkat energi atom yang
lebih elektronegatif umumnya lebih rendah, dan orbitaal molekul lebih dekat
sifatnya pada orbital atom yang tingkat energinya lebih dekat. Oleh karena itu,
orbital ikatan mempunyai karakter atom dengan keelktronegatifan lebih besar dan
orbital anti ikatan mempunyai karakter atom dengan keelektronegatifan lebih
kecil.
44. Berikan salah satu contoh dari senyawa diatomik heterointi!
Bagaimana bentuk molekulnya?
Jawab:
Misalnya, lima orbital molekul
dalam hidrogen flourida, HF. Dibentuk dari orbital 1s hidrogen dan orbital 2s
flour. Orbital ikatan 1s mempunyai karakter
flourin, dan orbital 3s anti ikatan memiliki
karakter 1s hidrogen. Karena hidrogen hanya memiliki satu atom 1s, tumpang
tindih dengan orbital 2p flour dengan karakter p
tidak efektif, dan orbital 2p flour
menjadi orbital nonikatan. Karena HF memiliki delapan elektron valensi, orbital
nonikatan ini menjadi HOMO.
45. Mengapa molekul HCl
merupakan salah satu molekul heterointi? Bagaimana bentuk orbital molekul HCL?
Jawab:
Molekul HCl merupakan molekul
heteointi, dimana kedua atom berasal dari unsur yang berbeda. Atom Cl memiliki
nomor atom 17 dengan konfigururasi elektron: 1s2 2s2 2p6
3s2 sp5, sedangkan atom H memiliki nomor atom 1 dengan
konfigurasi elektron 1s1. Atom Cl lebih elektronegative daripada
atom H. Diagram kolerasi orbital molekul menunjukan bahwa tingkat-tingkat
energi dari atom Cl yang lebih elektronegative bergeser ke arah bawah, karena
atom Cl menarik elektron-elektron valensi lebih kuat daripada atom H seperti
gambar di bawah ini.
46. Bagaimana terbentuknya
orbital molekul CO? Bagaimana bentuk orbital molekunya?
Jawab:
Dalam karbon monoksida, karbon
dan oksigen memiliki orbital 2s dan 2p yang menghasilkan baik ikatan sigma
maupun ikatan phi, dan ikatan rangkap tiga yang dibentuk antar atomnya.
Walaupun 8 orbital mmolekulnya dalam kasus ini secara kualitatif sama dengan
yang dimiliki molekul isoelektronik yakni N2 dan 10 elektron
menempati orbital sampai 3s, tingkat energi setiap
orbital berbeda dari tingkat energi notrogen. Orbital 1s
memiliki karakter 2s okksigen sebab oksigen memiliki keeletronegatifan lebih
besar. Orbital anti ikatan 2p dan 4s memiliki karakter 2p karbon, seperti
pada gammbbar berikut:
Konfigurasi elektron valensi
molekul CO adalah (s2s)2(s*2s)2(p2p)4(s2p)2. Pada molekul
diatomik heterointi, energi orbital p2p lebih rendah dibanding s2p, sehingga letak orbital s2p berbeda di atas p2p, berbeda dengan letak orbital
kedua orbital tersebut pada molekul diatomik heterointi..
47. Apa hubungan dari teori
orbital molekul dengan orde ikatan?
Jawab:
Orde ikatan digunakan untuk menentukan
seberapa stabil suatu molekul diatomik. Semakin besar nilai orde ikatan
semakin, semakin stabil moleul tersebut.
Semakin banyak elektron pada
orbital anti ikatan, semakin tidak stabil molekul tersebut.
48.
Apa
kesimpulan yang diperoleh dari teori orbital molekul?
Jawab:
·
Orbital molekul ikatan memiliki energi yang lebih rendah dan kestabilan
yang lebih besar dibandingkan dengan orbital atom pembentuknya
·
Orbital molekul antiikatan memiliki energi yang lebih tinggi dan kestabilan
yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital-orbital atom pembentuknya
·
Dalam orbital molekul ikatan kerapatan elektron lebih besar diantara inti atom
yang berikatan. Di sisi lain, orbital molekul antiikatan, kerapatan elektron
mendekati nol di antara inti
·
Elektron dalam atom memiliki sifat gelombang. Salah satu sifat gelombang
memungkinkan gelombang sejenis untuk berinteraksi sedemikian rupa sehingga atau
amplitudo diperkecil. Dalam kasus pertama, kita sebut interaksinya sebagai
interfensi konstruktif; dalam kasus kedua, disebut interfensi destruktif.
49. Apasaja persamaan antara
teori ikatan valensi dengan teori orbital molekul?
Jawab:
Teori ikatan valensi
dan teori orbital molekul memiliki beberapa konsep dasar yang sama, diantaranya
adalah:
·
Keduanya sama-sama melibatkan pembagian elektron-elektron yang ada dalam
sebuah atom ataupun molekul sehingga memiliki paling banyak dua elektron pada
setiap pasangnya.
·
Kedua teori ini menjadikan kombinasi dari elektron-elektron yang ada oleh
inti masing-masing atom atau molekul sebagai konsep pembentukkan ikatan
·
Berdasarkan pada kedua teori ini, energi dari orbital-orbital yang saling
tumpang tindih merupakan bentuk perbandingan dan memiliki kesamaan pada bentuk
simetrinya.
50. Apasaja perbedan dari
teori ikatan valensi dan teori orbital molekul?
Jawab:
Tabel peredaan antara teori
ikatan valensi dan teori orbital molekul
|
No
|
Perbedaan
|
TIV
|
TOM
|
|
1.
|
Ikatan
|
Ikatan hanya dibebankan pada kedua
atom, tidak pada molekul
|
Ikatan dibebankan pada kedua atom
dan juga molekul
|
|
2.
|
Tokoh pengusung
|
Pertama kali diusulkan oleh W.
Heitler dan F. London pada tahun 1927
|
Pertama kali diusulkan oleh F.
Hund dan R.S. Mulliken pada tahun 1932
|
|
3.
|
Penerapan
|
Menggunakan konsep hibridisasi dan
resonansi dalam penerapannya
|
Tidak ada ruang bagi penerapan
resonansi dalam teori ini
|
|
4.
|
Hubungan dengan sifat paramagnetik
Oksigen
|
Tidak dapat menjelaskan sifat
paramagnetik pada Oksigen
|
Dapat menjelaskan sifat
paramagnetik pada Oksigen
|
|
5.
|
Pendekatan kuantitatif
|
Pendekatan dalam perhitungan
memiliki langkah yang cukup sederhana
|
Pendekatan dalam perhitungan cukup
rumit dan membutuhkan ketelitian lebih
tinggi
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar