teori vsepr dan domain elektron

URAIAN MATERI

Teori VSEPR dan Domain Elektron

Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) dikembangkan oleh Gillespie dan Nylholm sehigga sering disebut sebagai teori Gillespie-Nylholm.  teori ini tidak menggunakan orbital atom, tetapi menggunakan rumus titik elektron / rumus Lewis (elektron pada kulit valensi).

Teori Tolakan Pasangan Elektron (Valence Shell Electron Pair, VSEPR) menyatakan bahwa :

Pasangan elektron akan saling menolak , baik ketika elektron-elektron tersebut dalam ikatan kimia (ikatan pasangan) ataupun tidak digunakan bersama (pasangan bebas). Pasangan elektron mengambil orientasi di seputar atom untuk meminimumkan tolakan.

 

Pasangan-pasangan elektron kulit valensi atom pusat suatu molekul yang terdiri dari dua atom atau lebih, dapat berupa pasangan elektron ikatan (PEI), dan pasangan elektron bebas (PEB). Karena muatannya sejenis pasangan-pasangan ini akan tolak-menolak, dengan urutan kekuatan sebagai berikut:

Tolakan antara PEB-PEB > Tolakan antara PEB-PEI > Tolakan antara PEI-PEI

 

Teori Domain Elektron merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR. Unsur-unsur yang saling berikatan memeiliki bentuk molekul berbeda-beda tergantung jumlah pasangan elektron yang terlibat. Bentuk molekul dipengaruhi oleh susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) pada atom pusat suatu molekul. Misalnya:

Molekul H₂O mengandung 2 PEI dan 2 PEB

Molekul NH₃ mengandung 3 PEI dan 1 PEB

Molekul CH₄ mengandung 4 PEI dan tidak ada PEB

Geometri molekul atau sering disebut struktur molekul atau bentuk molekul yaitu gambaran tiga dimensi dari suatu molekul yang ditentukan oleh jumlah ikatan dan besarnya sudut-sudut yang ada disekitar atom pusat. Perlu ditekankan istilah molekul hanya berlaku untuk atom-atom yang berikatan secara kovalen.

Domain elektron berarti kedudukan elektron atau daerah keberadaan elektron, dengan jumlah domain ditentukan sebagai berikut :

a.      Setiap elektron ikatan (baik ikatan tunggal, rangkap 2, atau rangkap 3 berarti 1 domain

b.     Setiap pasangan elektron bebas berarti 1 domain

Antar domain elektron pada kulit luar atom pusat saling tolak-menolak sehingga domain elektron akan mengatur diri (mengambil formasi) membentuk struktur ruang tertentu sampai akhirnya tercapai gaya tolak yang minimum. Akibat yang ditimbulkan dari tolakan yang terjadi yaitu mengecilnya sudut ikatan dalam molekul karena desakan dari pasangan elektron bebas. Urutan gaya tolak dimulai dari gaya tolak yang terbesar yaitu sebagai berikut :

1.   Gaya tolak antar sesama elektron bebas

(PEB vs PEB)

2. Gaya tolak antara pasangan elektron bebas dengan elektron ikatan (PEB vs PEI)

3. Gaya tolak antar pasangan elektron ikatan (PEI vs PEI).

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

1.     Atom pusat dinyatakan dengan lambang A 2.     Domain elektron ikatan dinyatakan dengan X 3.         Domain elektron bebas diyatakan dengan E

Bentuk molekul diberi notasi khusus untuk menunjukan jumlah PEI dan PEB molekul tersebut, notasinya sebagai berikut :

AX_nE_m

di mana n = jumlah PEI dan m = jumlah PEB

Penerapan Teori VSEPR dan Domain Elektron dalam menentukan bentuk molekul, dapat dibuat tabel sebagai berikut :

Jumlah Domain elektron	PEI	PEB	Notasi VSEPR	Susunan Ruang (Geometri)	Bentuk Molekul	Sudut yang Terbentuk	Contoh
2	2	0	AX2E0		Linier	180°
3	3	0	AX3E0		Segitiga planar/segitiga sama sisi	120°
4	4	0	AX4E0		Tetrahedral	109,5°
5	5	0	AX5E0		Trigonal Bipiramida	120°,90°
6	6	0	AX6E0		Oktahedral	90°

Bentuk molekul diatas didasarkan pada domain pasangan elektron ikatan (PEI), sedangkan jika dalam molekul terdapat Pasangan Elektron bebas (PEB) bentuk molekul dapat diprediksikan berdasarkan bentuk molekul dasarnya sebagai berikut:

Jumlah Domain Elektron	Bentuk molekul dasar			Bentuk Molekul Distorsi					Contoh
	PEI (X)	PEB (E)	Susunan Geometri	PEI (X)	PEB (E)	Notasi VSEPR	Susunan Geometri	Bentuk Molekul
3	3	0	Segitiga planar	2	1	AX2E		Bengkok / bentuk V
4	4	0	Tetrahedral	3	1	AX3E		Trigonal piramida
				2	2	AX2E2		Bengkok / bentuk V
5	5	0	trigonal bipiramida	4	1	AX4E1		Tetrahedral terdistorsi
				3	2	AX3E2		Bentuk T
				2	3	AX2E3		Linier
6	6	0	Oktahedral	5	1	AX5E		Tetragonal piramida/ piramida segiempat
				4	2	AX4E2		Segiempat datar

Langkah-Langkah Menentukan Bentuk Molekul

Langkah-langkah yang digunakan untuk meramal struktur molekul tidak berbeda jauh dengan langkah-langkah yang digunakan untuk menggambar struktur Lewis suatu molekul atau ion poliatomik. Langkah-langkah yang digunakan untuk meramal bentuk molekul sebagai berikut :

1)  Menggambarkan struktur Lewis yang paling mungkin.

2) Menentukan jumlah domain elektron (pasangan elektron) di sekitar atom pusat

3)  Menghitung jumlah PEI dan PEB molekul tersebut

4) Menentukan notasinya

Contoh soal : Tentukan bentuk molekul dari senyawa H₂O

   Senyawa H₂O

Konfigurasi elektron:

₁H : 1s¹  à elektron valensi : 1

₈O : 1s² 2s² 2p⁴ à elektron valensi : 6

Struktur Lewis:

Atom pusat : O à 1

Jumlah domain elektron : 4

Pasangan Elektron Ikatan (X) : 2 pasang à 2

Pasangan Elektron Bebas (E) : 2 pasang  à 2

Tipe molekul  : AX₂E₂

Bentuk molekul à Bentuk V

   Senyawa CO₂

Konfigurasi elektron:

₆C : 1s² 2s² 2p⁴ à elektron valensi : 6

₈O : 1s² 2s² 2p⁴ à elektron valensi : 6

Struktur Lewis:

Atom pusat : C à 1

Jumlah domain elektron : 2

Pasangan Elektron Ikatan (X) : 2 pasang à 2

Pasangan Elektron Bebas (E) : tidak ada à 0

Tipe molekul

AX₂E₀ à AX₂

Bentuk molekul à Linear

Catatan :

Dalam menentukan bentuk molekul serta memperkirakan besarnya sudut-sudut ikatan disekitar atom pusat harus memperhatikan tolakan-tolakan yang terjadi agar diperoleh bentuk dengan tolakan yang minimum. Contoh Metana, CH₄

 

Senyawa BeCl2 memiliki bentuk molekul linear, bisakah bentuk molekul tersebut dibuat modelnya menggunakan bahan-bahan yang ada disekitar kita?????

Agar keempat PEI tolakan minimal maka letaknya mengarah pada pojok-pojok tetrahedral. CH₄ berbentuk tetrahedral normal dengan sudut ikatan H-C-H sebesar 109,5°.