k a t a n n t e o r i i - ahmad waliy punya gaye | ilmu ... · pdf fileikatan kimia...
Post on 06-Feb-2018
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Pendah
uluan
Teori Ik
atan
Mata K
uliah Ik
atan K
imia
Dr. rer. Nat. Agustino Zulys M.Sc.
6/12/20091 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
Ikatan Kimia
Dosen : Dr. rer. nat. Agustino Zulys M.Sc.Jadwal kelas: Kamis dan Jumat, 9:15Buku Text:
Chemical Bonding and Molecular Geometry, Gilespie, Popelier, OxfordThe Chemical Bond, Murrel, Kettle, Teddel, willey, 2ed
Kehadiran 80%Evaluasi
UTS 60%UAS 40%
Ikatan Kimia
Pendahuluan dan Teori IkatanSimmetry MolekulModel ikatan kimia dan geometri molekulTeori Ikatan KovalenPadatan IonikIkatan LogamGaya intermolekuler
ElektroElektro--statikstatik
quantumquantum
mekanikamekanika Model Model ikatanikatanmolekulermolekuler
Orbital atom Orbital atom dandanhibridisasinyahibridisasinya, , orbital orbital molekulmolekul
Struktur Struktur resonansiresonansi
TinjauanTinjauan klasikklasik tentangtentangatom atom gagalgagal meramalkanmeramalkansifatsifat--sifatsifat atom.atom.
MekanikaMekanika kuantumkuantum berhasilberhasilmeramalkanmeramalkan semuasemua sifatsifatdaridari atom atom hidrogenhidrogen
Kunci dari teori kuantum: materi mempunyai sifat gelombang
Interferensi dalam fenomena gelombang
Interferensi dalam fenomena gelombang
Fase dari interaksi 2 orbital 1s dari atom H
In-phase
Out of phase
good good bondbond bad bad wrong symmetry wrong symmetry No bonding!No bonding!
DampakDampak pentingpenting daridari kuantumkuantummekanikmekanikLokasiLokasi elektronelektron digambarkandigambarkan oleholeh orbital atomorbital atomSetiapSetiap orbital orbital hanyahanya dapatdapat menampungmenampung 2 2 elektronelektron ((PauliPauliexclusion principle.)exclusion principle.)SetiapSetiap orbital orbital memilikimemiliki energienergi tertentutertentu dandan elektronelektron akanakanmenempatimenempati orbital orbital dengandengan energienergi paling paling rendahrendah terlebihterlebihdahuludahulu..OrbOrbitital atom al atom padapada atom yang atom yang berbedaberbeda akanakan bergabungbergabungmenjadimenjadi orbital orbital molekulmolekul, , tetapitetapi hanyahanya bilabila simetrisimetri merekamerekasesuaisesuai..
Teori Ikatan Modern
Dua metode pendekatan untukmenjelaskan ikatan antar atom:
Metode ikatan Valensi: Ikatan terbentukkarena adanya overlaping orbital atomMetode Orbital Molekul:
Bila atom atom membentuk molekul/ senyawa, orbital-orbitalnya bergabungdan membentuk orbital baru (orbital molekul)
Ikatan : simetri pada sumbu internuklir
Ikatan : memiliki nodepada sumbu internuklir dan tanda lobemelewati sumbu
Teori Ikatan Valensi (VBT)
Valence bond theory (VBT): pendekatan kuantummekanik terlokalisasi untuk menjelaskan ikatan dalammolekul.VBT menyatakan bahwa ps. elektron menempati orbital yg diarahkan terlokalisasi pada atom tertentu. Arah dariorbital ditentukan oleh geometri di sekitar atom yang diperoleh dari perkiraan dengan teori VSEPRPada VBT, ikatan akan terbentuk bila terjaditumpangsuh (overlap) dari orbital yg cocok dari duaatom, dan orbital-orbital tsb ditempati oleh 2 elektronsecara maximum
Menurut teori ini, ikatan H-H terbentuk darioverlaping (tumpangsuh) orbital 1s darimasing masing atom
Metode Ikatan Valensi
HA 1s1 HB 1s1
A (1)
1 = A(1) B(2)Fungsi gelombang pada atom B
VBT menganggap interaksi antara 2 atom yg terpisah ketika merekadisatukan untuk membentuk molekul.
B (2)elektron
2 = A(2) B(1)
+ = N (1 + 2) (bonding, H-H)
- = N (1 - 2) (anti-bonding)
3 = A(1) A(2) (ionic H- H+)
4 = B(1) B(2) (ionic H+ H-)
molecule = N [1 + 2] + (C [3 + 4])
molecule = N [covalent + (C ionic)]
Mekanika kuantum mengharuskan elektrondapat dipertukarkan sehinga kita harusmenggunakan kombinasi linier dari 1 dan2.
N is a normalizing coefficientC is a coefficient related to the amount of ionic character
Teori ikatan valensi pada ikatan H2
HA 1s1 HB 1s1
A B
Ini memberikan ikatan 1s-1s di antara kedua atom H
Untuk ikatan valensi, kita abaikan kombinasi anti-bonding dansumbangan dari ion-ion.
F2s 2p
F2s 2p
2pz 2pz
Z axis
Ini memberikan ikatan di antara 2 atom F.
Teori ikatan valensi pada ikatan dalam H2 dan F2
Diagram untuk H2
Ini memberikan ikatan 2p-2p di antara dua atom O. O
2s 2p
O2s 2p2pz 2pz
Z axis
Z axis
2py 2py
Ini memberikan ikatan 2p-2p di antara2 atom O. Pada VBT, ikatan diperkirakan lebih lemah daripada ikatan karena terjadi hanya sedikit.overlap
(the choice of 2py is arbitrary)
O OLewis structure
Double bond: bond + bondTriple bond: bond + 2 bond
Teori ikatan valensi pada ikatan dalam O2
Ikatan Valensi Untuk H2OKonfigurasi elektron valensi
O = 2s2 2px2 2py12pz1
H = 1s1
2 elektron tidak berpasangan di orbital 2p pada O dapat berpasangan dengan elektron pada orbital 1s dari H, dan setiap kombinasi membentuk ikatan Karena 2py dan 2pz saling tegak lurus (90o), ikatan tsb memiliki sudut 90o satu dgn lain
prediksi: H2O berbentuk anguler. TAPIsudut ikatan dalam H2O sebenarnya adalah 104.5o
90oMENGAPA????
VB untuk Amoniak (NH3)
N = 2s2 2px1 2py12pz1
H = 1s1
3 ikatan sigmasudut antara N-H
Teoritis = 90o
Terukur = 107o
MENGAPA??? 90o
Karbon
konfigurasi elektron terluar: 2s2 2px1 2py1
HANYA bisa membentuk 2 ikatan sigma
konfigurasi elektron valensinya nampakmenunjukkan: bahwa karbon hanyamembentuk 2 ikatan sejenis dengan suduttegak lurus, bukan sudut tetrahedral
Kenyataannya, karbon membentuk 4 ikatanyang sejenis : CH4, CH2Cl2, CCl4
Orbital hibridisasi adalah campuran dari orbital atom dan dihitung secaramatematika sebagai kombinasi linier dari orbital atom s, p dan d yang tepat
Linear sp hybrid orbitals
orbital 2s salingbersetangkup dengan
orbital 2px
112
12
= + s p
212
12
= s p
The two resultant sp hybrid orbitals that are
directed along the X-axis (in this case)
1/2 adalah koefisien normaliasi.
Hibridisasi
KOMBINASI ORBITAL MEMBENTUK HYBRIDA
HIBRIDISASI :
Kombinasi dua atau lebih orbital atom ASLInative pada suatu atom menghasilkan orbital HIBRIDA
ATURAN: Jumlah orbital atom yang berkombinasi harus sama dengan jumlahorbital hibrida yang terbentuk.
Semua orbital hibrida yang terbentuk adalah sama.
Untuk menjelaskan mengapa karbon membentuk4 ikatan yang identik, diasumsikan bahwa orbital aslinya akan bergabung/bercampur/ terhibridisasi
Tidak terhibridisasiTerhibridisasi
Hibridisasi sp3
Untuk kasus karbon dengan 4 ikatantunggal, maka semua orbital terhibridisasi
membentuk orbital hibrida
Hibridisasi sp3
Ikatan-:dibentuk olehsetiap ujungtumpangsuh
Molekul dapatberotasisekitar sudutikatan
Etana, CH3CH3
Hibrididasi ini terbentuk dari kombinasi satuorbital s dan 2 orbital p. Satu orbital p tersisa
TerhibridisasiTidak terhibridisasi
Hibridisasi orbital sp2
Orbital p yang tidak terhibridisasi dapatbertumpangsuh (overlap), menghasilkanikatan ke dua , ikatan
Ikatan-:tumpangsuh kesamping, terjadi pada bidang atasdan bawah dari molekul
Sebagian molekultidak lagi dapat berotasi.
Hibridisasi orbital sp2
ETENA
Ikatan pada Etena
Pembentukan ikatan rangkap 3:
membutuhkan dua buah orbital p yang tidak terhibridisasi
Tidak terhibridisasi
Terhibridisasi
Hibridisasi orbital sp
Dua buah orbital p membentuk 2 ikatan-
Hibridisasi orbital sp
ETUNA
Ikatan pada Etuna
Ikatan-
Ikatan-
Model molekul NH3 dengan orbital hibridisasi
Hibridisasi lainnyaOrbital d juga dapat terhibridiasi
BentukHibridisasi
Bentuk Molekul
sp Linear
sp2 Tpl
sp3 Td
sp3d Tbp
sp3d2 Oktahedral
Satu set orbital hibridisasi dsp3pada atom fosfor
PCl5
KELEMAHAN DARI TEORI IKATAN VALENSI DAN PENDEKATAN LEWIS ?????
Ketidakmapuan menjelaskan kemampuan suatu atom membentuk ikatan sejumlah elektron valensi
Diatasi dengan hibridisasiPendekatan Lewis dan Teori ikatan valensimeramalkan bawa O2 bersifat diamagnetik
this is wrong! Karena pada kenyataannya O2 bersifatparamagnetik
JALAN KELUARNYA???????????
METODE ORBITAL MOLEKUL
Bila orbital atom berkombinasi membentukorbital molekul, maka secara matematisjumlah orbital molekul yang terbentuk harussama dengan orbital atom yang berkombinasi
Contoh: H2Dua orbital berkombinasi membentuk duaorbital molekul. Seluruh total energi orbital molekul yang baru setara dengan duaorbital 1s. Tetapi tingkat energinyaberbeda.
METODE ORBITAL MOLEKUL
MO yang dibentuk oleh DUA orbital 1s
Orbital Molekul
Ketika dua orbital atom bergabung, tiga tipe orbital molekul terbentuk:Orbital ikatan atau Energi orbital ikatan lebih rendah dari orbital atom dankerapatan elektron overlap
Orbital anti ikatan * atau *Energi orbital anti ikatan lebih tinggi daripada orbital atom dan kerapatan elektron tidak overlap
Orbital non ikatan, nPasangan elektron tidak terlibat dalam berikatan
orbital molecular .
Ikatan Ganda melibatkan Interaksi orbital-p, Terdapat di luar garis ikatan
top related