Intro Pada video kali ini kita akan membahas cara menentukan bentuk suatu molekul Nah apa yang dimaksud dengan bentuk molekul? Bentuk molekul adalah gambaran tentang susunan atom-atom dalam molekul berdasarkan susunan ruang pasangan elektron dalam atom atau molekul baik pasangan elektron yang bebas maupun pasangan elektron yang berikatan Nah bentuk molekul ini penting untuk kita pelajari karena sebuah molekul memiliki bentuk atau struktur yang berbeda dengan struktur molekul lain yang akan mempengaruhi sifat-sifat fisis dan sifat-sifat kimia dari molekul tersebut, khususnya dalam reaksi kimia. Bentuk molekul atau struktur ruang dari suatu molekul sebelumnya ditentukan dari hasil percobaan.
Nah, akan tetapi dapat diperkirakan dengan menggunakan beberapa pendekatan, yaitu berdasarkan teori domain elektron yang merupakan penyempurnaan dari teori VSEPR, kemudian teori hibridisasi, dan teori Gatton-Valency. Nah, pada video kali ini, kita akan fokus membahas teori domain elektron. Apa yang dimaksud dengan domain elektron?
Domain merupakan suatu kata yang berarti wilayah atau daerah, sehingga domain elektron dapat diartikan sebagai wilayah yang ditempati oleh elektron yang meliputi pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan. Tentunya kita masih ingat ya, apa yang dimaksud dengan pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan dalam suatu molekul. Contohnya dalam molekul HCl dengan rumus Lewis sebagai berikut, terdapat 1 pasang elektron ikatan yang merupakan pasangan elektron terikat ke 2 atom dan terdapat 3 pasang elektron bebas.
Nah bagi teman-teman yang masih bingung, dengan penulisan rumus Lewis seperti ini bisa dipelajari kembali melalui video-video sebelumnya tentang lambang Lewis dan ikatan kovalen. Selanjutnya menurut teori domain elektron, bentuk molekul ditentukan berdasarkan tolakan domain atau pasangan elektron, baik pasangan elektron bebas maupun pasangan elektron ikatan dalam kulit valensi atom pusatnya. Berikutnya dalam menentukan domain elektron dalam suatu molekul, ada beberapa hal yang harus diketahui, yaitu setiap elektron ikatan, baik ikatan tunggal, rangkap 2, atau rangkap 3, merupakan satu domain elektron dan setiap pasangan elektron bebas juga merupakan satu domain elektron contohnya untuk molekul HCl ini jumlah pasangan elektron ikatannya adalah 1 pasangan elektron Pasangan elektron bebasnya adalah 3, maka total domain elektronnya adalah 4. Contoh berikutnya, molekul CO2. Nah, dalam molekul yang terdiri dari 3 atau lebih atom seperti CO2 ini, yang menjadi penentu adalah domain elektron pada atom pusatnya. Nah, dalam molekul CO2 ini, atom pusatnya adalah karbon, sehingga kita hanya menentukan domain elektron yang terdapat pada karbon saja berikutnya jika kita perhatikan pada atom karbon ini terdapat 2 domain pasangan elektron ikatan diingat kembali ya bahwa 1 ikatan rangkap seperti ini dihitung sebagai 1 domain elektron ada pun untuk pasangan elektron bebas tidak terdapat pada atom karbon sehingga total domain elektron dalam atom pusat CO2 adalah 2 Selanjutnya prinsip-prinsip dasar teori domain elektron yang harus kita pahami adalah antar domain elektron pada kulit luar atom pusat saling tolak-menolak sehingga domain elektron akan mengatur diri atau mengambil formasi sedemikian rupa sehingga tolak-menolak diantaranya menjadi minimum.
Berikutnya, pasangan elektron bebas memiliki daya tolak yang lebih besar. Hal ini disebabkan karena pasangan elektron bebas hanya terikat pada satu atom saja, sehingga dapat bergerak lebih leluasa dan menempati ruang lebih besar. Berbeda dari pasangan elektron ikatan yang terikat pada dua atom sehingga daya tolaknya lebih kecil. Nah jika kita urutkan, maka urutan kekuatan tolak-menolak di antara domain elektron adalah Tolakan antar pasangan elektron bebas lebih besar dibandingkan tolakan antar pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan. Adapun tolakan antar pasangan elektron ikatan adalah yang paling kecil.
Yang terakhir, daya tolak dari domain ikatan rangkap lebih besar daripada tolakan domain ikatan tunggal. Nah, perbedaan daya tolak antar domain-domain elektron ini akan menyebabkan mengecilnya sudut ikatan karena desakan dari pasangan elektron bebas. Contohnya, dalam molekul CO2 yang memiliki rumus lewis dan rumus struktur berikut, terdapat dua domain elektron yang sama-sama merupakan pasangan ikatan rangkap dua, sehingga daya tolak keduanya sama besar.
Nah, untuk meminimalisir daya tolak kedua domain elektron, maka akan terbentuk molekul dengan bentuk linier yang sudutnya 180 derajat. Contoh berikutnya, dalam molekul H2O yang memiliki rumus lewis dan struktur seperti ini, terdapat dua pasang elektron ikatan dan dua pasang elektron bebas. Nah, sesuai dengan prinsip teori domain elektron, daya tolak dari pasangan elektron bebas lebih besar dibandingkan dengan daya tolak pasangan elektron ikatan.
Nah, hal ini akan akan menyebabkan mengecilnya sudut ikatan sehingga molekul H2O berbentuk bengkok atau V dengan sudut ikatan sebesar 104,5 derajat. Berikutnya untuk memudahkan penentuan bentuk molekul, dibuatlah notasi dengan mempertimbangkan jumlah pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas yang terdapat dalam suatu molekul. Dalam notasi ini, A merupakan atom pusat, X merupakan pasangan elektron ikatan, dan E merupakan pasangan elektron bebas.
Untuk jumlah pasangan elektron bebas dapat ditentukan dengan persamaan elektron valensi atom pusat dikurangi pasangan elektron bebas. pasangan elektron ikatan kemudian dibagi dua nah berikut ini adalah tabel yang menunjukkan hubungan jumlah domain elektron pasangan elektron ikatan pasangan elektron bebas notasi serta bentuk molekul yang terbentuk Berikutnya tahapan yang dapat kita lakukan dalam menentukan bentuk molekul berdasarkan teori domain elektron adalah Yang pertama menentukan jumlah elektron valensi dari atom pusat Kemudian menentukan jumlah domain elektron ikut ikatan menentukan jumlah domain elektron bebas menuliskan notasi dan menentukan geometri molekul berdasarkan tabel yang sudah ditampilkan sebelumnya supaya lebih paham kita coba menentukan bentuk molekul CH4 untuk mempermudah dalam suatu molekul seperti CH4 ini atom pusat biasanya merupakan atom dengan jumlah paling sedikit nah dalam molekul CH4 ini atom karbonnya berjumlah 1 dan atom hidrogennya berjumlah 4 sehingga atom pusatnya adalah karbon berikutnya atom karbon memiliki nomor atom 6 sehingga konfigurasi L1 elektronnya adalah 2,4 dan elektron valensinya berjumlah 4 untuk pasangan elektron ikatan, bisa teman-teman lihat dari berapa jumlah atom lain yang diikat oleh atom pusat nah untuk CH4 ini dari rumus molekulnya terlihat bahwa terdapat 4 atom hidrogen yang terikat sehingga jumlah pasangan elektron ikatannya adalah 4, untuk jumlah Jumlah pasangan elektron bebasnya dapat kita tentukan melalui persamaan jumlah valensi atom C dikurangi jumlah total pasangan elektron ikatan kemudian dibagi 2 sehingga 4 dikurang 4 dibagi 2. Nah hasilnya adalah 0. Artinya dalam molekul CH4 atom pusatnya tidak memiliki pasangan elektron bebas. Berdasarkan jumlah pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas yang sudah kita peroleh, maka notasinya adalah AX4E0. 4 di sini merupakan jumlah pasangan elektron ikatan, dan 0 merupakan jumlah pasangan elektron bebas. Berikutnya, karena berjumlah 0, lambang E pada notasi ini bisa dihilangkan, sehingga notasinya menjadi AX4.
Nah, berdasarkan tabel sebelumnya, suatu molekul yang bernotasi AX4 memiliki bentuk molekul tetrahedral. yang dalam bentuk 3 dimensinya dapat digambarkan sebagai berikut. Berikutnya kita coba menentukan bentuk molekul NH3. Nah, penentuan atom pusat, jumlah pasangan elektron ikatan, dan pasangan elektron bebas pada NH3 ini dilakukan dengan cara yang sama seperti contoh sebelumnya. Dalam molekul NH3 ini, atom nitrogen berjumlah 1 dan atom hidrogennya berjumlah 3, sehingga atom pusatnya adalah nitrogen.
Berikutnya nitrogen memiliki nomor atom 7 sehingga konfigurasi elektronnya adalah 2,5 dan elektron valensinya berjumlah 5. Selanjutnya, karena jumlah atom hidrogen yang terikat adalah 3, maka jumlah pasangan elektron ikatannya adalah 3. Untuk pasangan elektron bebasnya adalah jumlah elektron valensinya adalah 3. potensi atom N yaitu 5 dikurang jumlah pasangan elektron ikatannya yaitu tiga kemudian dibagi dua hasilnya adalah satu maka notasi yang terbentuk adalah AX3E1 3 disini menunjukkan jumlah pasangan elektron ikatan dan 1 menunjukkan jumlah pasangan elektron bebasnya berikutnya angka 1 disini bisa kita hilangkan sehingga notasinya menjadi AX3E nah berdasarkan tabel sebelumnya suatu molekul yang bernotasi AX3E memiliki bentuk molekul piramida trigonal yang dalam bentuk Untuk 3 dimensi dapat digambarkan sebagai berikut.