BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Istilah ikatan kimia( antara dua atom atau lebih ) muncul oleh karena bergabungnya atom-atom yang bersangkutan dalam membentuk senyawa; gagasan pembentukan ikatan ini umumnya diarahkan pada pembentukan konfigurasi elektronik yang lebih stabil. Sampai saat ini, konfigurasi elektronik atau unsur- unsur gas mulia dianggap sebagai ukuran kestabilan suatu senyawa karena relatif terhadap atom atau unsur- unsur lain, gas mulia jauh lebih sukar bergabung dengan atom unsur lain(meskipun akhir-akhir ini telah ditemukan beberapa senyawa gas mulia). Sifat kestabilan kelompok gas mulia tercermin pada harga energi ionisasi yang sangat tinggi (tertinggi dalam periode) dan afinitas elektronnya yang sangat rendah (terendah dalam periode). Dibandingkan dengan konfigurasi elektronik atom unsur-unsur gas mulia, unsur-unsur golongan utama atau representatif (s dan p) hanya berbeda dalam hal banyaknya elektron valensi saja. Oleh karena itu terbentuknya senyawa untuk unsur-unsur ini berkaitan erat dengan peran elektron valensi ( untuk golongan unsur-unsur d dan f memerlukan pembahsan sendiri ). 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Istilah ikatan kimia( antara dua atom atau lebih ) muncul oleh karena
bergabungnya atom-atom yang bersangkutan dalam membentuk senyawa;
gagasan pembentukan ikatan ini umumnya diarahkan pada pembentukan
konfigurasi elektronik yang lebih stabil. Sampai saat ini, konfigurasi elektronik
atau unsur-unsur gas mulia dianggap sebagai ukuran kestabilan suatu senyawa
karena relatif terhadap atom atau unsur-unsur lain, gas mulia jauh lebih sukar
bergabung dengan atom unsur lain(meskipun akhir-akhir ini telah ditemukan
beberapa senyawa gas mulia). Sifat kestabilan kelompok gas mulia tercermin pada
harga energi ionisasi yang sangat tinggi (tertinggi dalam periode) dan afinitas
elektronnya yang sangat rendah (terendah dalam periode).
Dibandingkan dengan konfigurasi elektronik atom unsur-unsur gas mulia,
unsur-unsur golongan utama atau representatif (s dan p) hanya berbeda dalam hal
banyaknya elektron valensi saja. Oleh karena itu terbentuknya senyawa untuk
unsur-unsur ini berkaitan erat dengan peran elektron valensi ( untuk golongan
unsur-unsur d dan f memerlukan pembahsan sendiri ).
Secara ekstrem ada dua cara untuk memenuhi terbentuknya konfigurasi
elektronik gas mulia yaitu pertama dengan cara serah terima (tranfer) elektron
valensi dan kedua dengan cara kepemilikan bersama pasangan elektron “sekutu”
(sharing) dari elektron valensi atom-atom penyusunnya. Cara pertama
menghasilkan ion positif (kation) bagi atom yang melepas elektron dan ion negatif
(anion) bagi atom yang menerima elektron : dengan demikian ikatan yang terjadi
antara keduanya yaitu ikatan ionik berupa gaya-gaya elektrostatik. Cara kedua
menghasilkan ikatan kovalen yang berupa pasangan-pasangan elektron sekutu
yang menjadi milik bersama antara atom-atom yang terlibat. Dalam banyak
contoh, adanya kedua jenis ikatan ini dapat diidentifikasi secara tegas, namun
1
dalam beberapa kasus berupa “transisi” antara keduanya, artinya tidak lagi dapat
ditegaskan secara ikatan ionik 100% murni maupun ikatan kovalen 100% murni.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah :
1. Bagaimana pembentukan orbital molekul dan sifat umum orbital
molekul ?
2. Apa yang dimaksud dengan kepolaran ikatan dan momen dwikutub
elektrik ?
3. Bagaimana cara terbentuknya molekul hibrida ?
4. Bagaimana delokalisasi orbital molekul ?
5. Bagaimana orbital molekul dalam molekul dwiatom ?
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan ini adalah :
1. Untuk mengetahui pembentukan orbital molekul dan sifat umum
orbital molekul ?
2. Untuk mengetahui kepolaran ikatan dan momen dwikutub elektrik ?
3. Untuk mengetahui cara terbentuknya molekul hibrida ?
4. Untuk mengetahui delokalisasi orbital molekul ?
5. Untuk mengetahui orbital molekul dalam molekul dwiatom ?
1.4 Manfaat Penulisan
Makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi
kepada pembaca mengenai masalah yang dikaji.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Teori Orbital Molekul
Pembentukan ikatan kovalen dapat dijelaskan menggunakan dua teori yaitu
teori ikatan valensi dan teori orbital molekul. Berdasarkan teori ikatan valensi,
ikatan kovalen dapat terbentuk jika terjadi tumpang tindih orbital valensi dari
atom yang berikatan. Orbital valensi merupakan orbital terluar dari suatu atom
dan merupakan tempat terletaknya elektron valensi. Orbital valensi inilah yang
digunakan pada pembentukan ikatan kimia.
Dua atom yang saling mendekati masing-masing memiliki orbital valensi
dan satu elektron. Orbital valensi ini saling tumpang tindih sehingga elektron yang
terletak pada masing-masing orbital valensi saling berpasangan. Sesuai larangan
Pauli maka kedua elektron yang berpasangan tersebut harus memiliki spin yang
berlawanan karena berada pada satu orbital. Dua buah elektron ditarik oleh inti
masing-masing atom sehingga terbentuk ikatan kovalen. Untuk penjelasan
selanjutnya orbital valensi disebut orbital saja. Orbital dari dua buah atom yang
salng tumpah tindih harus memiliki tingkat energi yang sama atau perbedaan
tingkat energinya.
Perkembangan teori orbital molekuler (Moleculer Orbital Theory-MOT)
pada mulanya dipelopori oleh Hunddan Mulliken. Teori Orbital Molekular
mengandaikan bahwa apabila dua atom atau lebih bergabung membentuk suatu
senyawa, maka senyawa ini tidak lagi memiliki sifat orbital atomik secara
individual, melainkan membentuk orbital molekular “baru”. Orbital
molekul adalah orbital-orbital dari dua atom yang saling tumpang tindih agar
dapat menghasilkan ikatan kovalen. Bila dua atom yang bergabung masing –
masing menyediakan satu orbital atomik maka dihasilkan dua orbital molecular,
salah satu merupakan kombinasi jumlah kedua orbital atomic yang saling
menguatkan dan lainnya kombinasi kurangan yang saling meniadakan.
3
. Sebagian dari orbital molekul mempunyai energi yang lebih besar
daripada energi orbital atom. Hal tersebut dikarenakan terbentuknya orbital dari
orbital molekul pengikatan (bonding) dan orbital molekul antiikatan
(antibonding). Orbital molekular ikat yaitu orbital dengan rapatan elektron ikat
terpusat mendekat pada daerah antara kedua inti atom yang bergabung dan
menghasilkan situasi yang lebih stabil. Orbital molekular antiikat (antibonding)
yaitu orbital dengan rapatan elektron ikat terpusat menjauh dari daerah antara inti
atom yang bergabung dan menghasilkan situasi kurang stabil. Jika pada daerah
tumpang-tindih ada orbital atonik yang tidak bereaksi dalam pembentukan ikatan,
orbital ikatan yang dihasilkan disebut orbital nonikat (nonbonding).
(a) (b)
Gambar 1 : (a) orbital ikatan (b) orbital anti ikatan
2.2. Pembentukan orbital molekul
Dalam pembentukan molekul, orbital atom bertumpang tindih
menghasilkan orbital molekul yakni fungsi gelombang elektron dalam molekul.
Kondisi pembentukan orbital molekul ikatan adalah 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.
Kasus paling sederhana adalah orbital molekul yang dibentuk dari orbital
atom A dan B . Orbital molekul ikatan dibentuk antara A dan B bila syarat-syarat
di atas dipenuhi, tetapi bila tanda salah satu orbital atom berbeda (syarat no 2
tidak dipenuhi) maka orbital molekul anti ikatan yang akan dihasilkan karena
memiliki cuping yang bertumpang tindih dengan tanda berlawanan. Tingkat
4
Energi orbital anti ikatan lebih tinggi dibanding dengan energi orbital ikatan
maupun memiliki tingkat tingkat energi orbital atom penyusunnya. Semakin
besar selisih energi orbital ikatan dan anti ikatan, semakin kuat ikatan. Bila tidak
ada interaksi ikatan dan anti ikatan antara A dan B, orbital molekul yang
dihasilkan adalah orbital non ikatan.
Gambar 1: Pembentukan Orbital Molekul
Elektron menempati orbital molekul dari energi terendah ke energi yang
tertinggi. Orbital molekul terisi dan berenergi tertinggi disebut HOMO (highest
occupied molecular orbital) dan orbital molekul kosong berenergi terendah
disebut LUMO (lowest unoccupied molecular orbital). Dua atau lebih orbital
molekul yang berenergi sama disebut orbital terdegenerasi (degenerate). Simbol
orbital yang tidak terdegenerasi adalah a atau b, yang terdegenerasi ganda e, dan
yang terdegenerasi rangkap tiga t. Simbol g (gerade) ditambahkan sebagai akhiran
pada orbital yang sentrosimetrik dan u (ungerade) pada orbital yang berubah tanda
dengan inversi di titik pusat inversi. Bilangan sebelum simbol simetri digunakan
dalam urutan energi untuk membedakan orbital yang sama degenarasinya. Selain
itu, orbital-orbital 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 (Gambar 2) dan ikatan pi
dibentuk oleh tumpang tindih orbital p-p, p-d, dan dd (Gambar 3).
5
Bila dua fungsi gelombang dari dua atom dinyatakan dengan φA dan φB,
orbital molekul adalah kombinasi linear orbital atom (linear combination of the
atomic orbitals (LCAO) diungkapkan:
.. (2.1)
Hanya orbital - orbital atom kulit elektron valensi yang digunakan
dalam metoda orbital molekul sederhana. 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
Gambar 3. Orbital molekul H2. Tanda panah mengidentifikasikan spin elektron
Orbital molekul dua atom yang berbeda dibentuk dengan tumpang tindih
orbital atom yang tingkat energinya berbeda. Tingkat energi atom yang lebih
elektronegatif umumnya lebih rendah. Oleh karena itu, orbital ikatan mempunyai
karakter atom dengan ke-elektronegativan lebih besar, dan orbital anti ikatan
mempunyai karakter atom dengan ke-elektronegativan lebih kecil.
Misalnya, lima orbital molekul dalam hidrogen fluorida, HF, dibentuk dari orbital
1s hidrogen dan orbital 2s dan 2p fluor, seperti diperlihatkan dalam Gambar 3
Orbital ikatan 1σ mempunyai karakter fluorin, dan orbital 3σ anti ikatan memiliki
karakter 1s hidrogen. Karena hidrogen hanya memiliki satu orbital 1s yang ke-
elektronegativan lebih kecil, tumpang tindih dengan orbital 2p fluor dengan
karakter π tidak efektif, dan orbital 2p fluor menjadi orbital nonikatan. Karena HF
memiliki delapan elektron valensi, orbital nonikatan ini menjadi HOMO.