Upload
vieta-sweet
View
91
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Teori ikatan dalam kompleks
Citation preview
5/28/2018 Kimia Anorganik
1/29
KIMIA ANORGANIK III
TEORI IKATAN DALAM KOMPLEKS
Dosen Pengampu: Drs. Nofrizal Jhon, M.Si.
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS JAMBI
2013/2014
5/28/2018 Kimia Anorganik
2/29
Nama Kelompok :
Magdalena Normalina .S F1C111053Novita Sari Simamora F1C111049
Hanna Laily Syarifa F1C111010
Dwi Sari Ningsih F1C111012
Carolin Fitriyani Ramadhan F1C111050
Diyah Tri Utami F1C111052
Bambang Pamungkas F1C111009
Kimia Anorganik 3
5/28/2018 Kimia Anorganik
3/29
TEORI IKATAN DALAM KOMPLEKS
Teori ikatan valensi (Valence Bond Theory)
dikemukakan oleh Linus Pauling sekitar tahun1931.
Teori Medan Kristal mula-mula diajukan oleh
Bethe (1929) dan Vleck (19311935), dan mulai
berkembang sekitar tahun 1951.
Teori Orbital Molekul (OM).
5/28/2018 Kimia Anorganik
4/29
TEORI IKATAN VALENSI
oTeori ini menyatakan bahwa ikatan antara ligan
dengan logam merupakan ikatan kovalen koordinasi,
dengan pasangan elektron bebas yang disumbangkan
oleh ligan.
oLogam pusat menyediakan orbital-orbital kosong yang
telah mengalami hibridisasi untuk ditempati oleh PEB
dari ligan.
oAtom logam sebagai asam Lewis mendapatkan
elektron dari ligan yang bertindak sebagai basa Lewis,
sehingga mendapatkan tambahan muatan negatif.
5/28/2018 Kimia Anorganik
5/29
Pembentukan ikatan melibatkan beberapa tahapan:
meliputi promosi elektron
pembentukan orbital hibrida
pembentukan ikatan antara logam dengan ligan(overlap).
Ada dua pendekatan yang dapat digunakan untukmenerangkan hal ini :
ElektronetralitasLigan donor umumnya merupakan atom denganelektronegativitas yang tinggi, sehingga atom ligan tidakmemberikan keseluruhan muatan negatifnya, sehinggaelektron ikatan tidak terdistribusi secara merata antara logamdengan ligan.
BackbondingPada atom logam dengan tingkat oksidasi yang rendah,kerapatan elektron diturunkan melalui pembentukan ikatanbalik (backbonding) atau resonansi ikatan partial. Ion pusatmemberikan kembali pasangan elektron kepada ligan melaluipembentukan ikatan phi ().
5/28/2018 Kimia Anorganik
6/29
Ada beberapa kelemahan dari Teori Ikatan Valensi:
o Sebagian besar senyawa kompleks merupakansenyawa berwarna, TIV tidak dapat menjelaskan
warna dan spektra elektronik dari senyawa
kompleks.
o
TIV tidak dapat menjelaskan mengapa kemagnetansenyawa dapat berubah dengan kenaikan suhu.
o Teori Ikatan Valensi tidak dapat memberikan
penjelasan yang memuaskan mengapa sejumlah
kompleks berada dalam bentuk kompleks orbital
luar.
5/28/2018 Kimia Anorganik
7/29
TEORI MEDAN KRISTAL
Interaksi yang terjadi antara logam dengan ligan adalah
murni interaksi elektrostatik.
Logam yang menjadi pusat dari kompleks dianggap
sebagai suatu ion positif yang muatannya sama dengan
tingkat oksidasi dari logam tersebut.
Logam pusat ini dikelilingi oleh ligan-ligan bermuatannegatif atau ligan netral yang memiliki pasangan
elektron bebas (PEB).
Medan listrik pada logam akan saling mempengaruhi
dengan medan listrik ligan.
5/28/2018 Kimia Anorganik
8/29
Dalam Teori Medan Kristal, berlaku beberapa
anggapan berikut :
ligan dianggap sebagai suatu titik muatan.
tidak ada interaksi antara orbital logam dengan
orbital ligan.
orbital d dari logam kesemuanya terdegenerasi dan
memiliki energi yang sama, akan tetapi, jika
terbentuk kompleks, maka akan terjadi pemecahan
tingkat energi orbital d tersebut akibat adanya
tolakan dari elektron pada ligan, pemecahan tingkat
energi orbital d ini tergantung orientasi arah orbital
logam dengan arah datangnya ligan.
5/28/2018 Kimia Anorganik
9/29
Orbital d seringkali digunakan padapembentukan ikatan dalam kompleks.
Kelima orbital d tidak identik, dan dapat dibagimenjadi dua kelompok; orbital t2gdan eg.
Ligan medan kuat (strong field ligand)menyebabkan perbedaan energi yang besarantara orbital t
2g
dengan orbital eg
. Karenaenergi yang diperlukan untuk menempatkanelektron ke orbital eg yang tingkat energinyalebih tinggi lebih besar dibandingkan energi yangdiperlukan untuk memasangkan elektron,
elektron akan mengisi orbital t2g terlebih dahuluhingga penuh sebelum mengisi orbital eg.
5/28/2018 Kimia Anorganik
10/29
Teori orbital molekul (OM) menggambarkan ikatan kovalenmelalui istilah orbital molekul yang dihasilkan dari interaksi
orbital-orbital atom dari atom-atom yang berikatan dan yang
terkait dengan molekul secara keseluruhan
Dikemukakan oleh Hund dan Mulliken, dapat menjelaskan
:
Sifat magnetik
Spektrum unsur atau senyawaKuat ikatan antara atom dalam molekul atau senyawa
Teori Orbital Molekul
5/28/2018 Kimia Anorganik
11/29
o Didalam atom, setiap elektron dipengaruhi oleh inti dari
atom yang bersangkutan sedangkan didalam molekul setiap
elektron dipengaruhi oleh inti atom-atom yang membentukmolekul tersebut.
o Dengan memperhitungkan semua interaksi tersebut kedalam
persamaan schrodinger dan mencari penyelesaiannya, maka
diperoleh fungsi gelombang tertentu yang menggambarkantingkat energi elektron atau tingkat energi orbital molekultersebut.
o Karena setiap fungsi gelombang digambarkan orbital dari
elektron disekeliling inti dalam molekul, maka orbital tersebutdinamakan orbital molekul.
5/28/2018 Kimia Anorganik
12/29
Yang paling umum membentuk orbital molekul adalah
(sigma) dan orbital (pi). Orbital sigma simetris disekitarsumbu 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
terbentuk ketika orbital p pada setiap atom mengarah tegak
lurus terhadap sumbu antarnuklir. Daerah tumpang tindih
ada di atas dan di bawah sumbu ikatan
http://2.bp.blogspot.com/-QLiWh41ELRo/TuSAthvHXEI/AAAAAAAAAII/_szj29wC6-E/s1600/orbital+bonding+dan+non+bonding.png5/28/2018 Kimia Anorganik
13/29
Orbital atom yang mengambil bagian dalam pembentukan
orbital molekul harus memenuhi persyaratan sebgai
berikut:Orbital atom yang membentuk orbital molekulm 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.
5/28/2018 Kimia Anorganik
14/29
Molekul diatomik heteronuklir / hetero-diatomikadalah molekul diatomik yang terbentuk dari atom duaunsur yang berbeda.
Diagram korelasi untuk molekul hetero-diatomik sangatberbeda dengan diagram korelasi molekul homo-diatomik. pada diagram molekul hetero-diatomik tingkatenergi masing-masing atom berbeda, hal ini disebabkanadanya keelektronegatifan.
Orde ikatan adalah ukuran pada molekul diatomik,dimana orde ikatan merupakan selisih jumlah elektron diorbital ikatan dengan jumlah ikatan elektron di orbitalnon ikatan yang kemudian dikalikan setengah.
Molekul-molekulDiatom Heteronuklir
5/28/2018 Kimia Anorganik
15/29
MOLEKULDIATOMIKPERIODE 2
^.^
Molekul diatomik
Hetero-diatomik
E
X:
CO & NO
Homo- diatomik
E
X
:
Li2, Be2, B2, C2, N2,
O2, F2, dan Ne2
D K M
5/28/2018 Kimia Anorganik
16/29
DIAGRAMKORELASIMOLEKUL
CO
CO yang konfigurasi elekron:
(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2p)4(2p)2
n = (1s)2(2s)2(2p)4(2p)2= 10
n* = (*1s)2(*2s)2 = 4
P = (n-n*)
P = (10-4) = 3
Sifat magnetik : Diamagnetik
1s
*1s
1s 1s
2s 2s
2s
*2s
2pz
*2pz
2p2p
2px
2py
*2px
*2py
2pz
2py
2px
2px
2py
2pz
Energi
Orbital atom C Orbital molekul CO Orbital atom O
Konfigurasi elektron Atom 6C = 1s22s22p2
Konfigurasi elektron Atom 8O = 1s22s22p4
Hetero-diatomik
5/28/2018 Kimia Anorganik
17/29
Diagram Korelasi Molekul Be2
Be2yang konfigurasi elekron:
(1s)2(*1s)2 (2s)2(*2s)2
n = (1s)2(2s)2= 4
n* = (*1s)2(*2s)2= 4
P = (n-n*)
P = (4-4) = 0Sifat magnetik : Diamagnetik
2s
*2s 1s 1s
2s
*2s
2s 2s
Orbital molekul
Be2
Orbital atom BeOrbital atom Be
Konfigurasi elektron Atom 4Be = 1s22s2
Homo-diatomik
5/28/2018 Kimia Anorganik
18/29
Metode orbital molekul dapat berlaku secara umum
terhadap molekul-molekul yang lebih besar.
Penerapan teori OM yang lebih umum dan sangatpenting dalam molekul-molekul poliato, meliputi ikatan
dalam deret planar. Satu golongan penting yang secara
kualitatif serupa walaupun secara terinci berbeda berbeda
adalah spesies simetris dengan rumus umum AB3 yang
planar. Contoh-contoh yang penting adlah BF3, CO3-2,NO3
-.
Teori Orbital MolekulBagi Molekul Poliatom
5/28/2018 Kimia Anorganik
19/29
Untuk mengetahui sifat kelinearan dapat menggunakan
konsep baru yakni :
keadaan valensi
hibridisasi.
Suatu atom yang hanya memiliki orbital-orbital sdan p
dalam valensi dapat membentuk tiga jenis orbital hibrida,
bergantung kepada banyaknya elektron yang tersedia
untuk membuat ikatan: Hibridaspmemberikan molekul linear
Hibridasp2memberika molekul segitiga planar
Hibridasp3 memberikan molekul tetrahedral
Pendekatan IkatanTerlokalisasi (Keadaan
Valensi Dan Hibridisasi)
5/28/2018 Kimia Anorganik
20/29
Bila tersedia orbital-orbital dbeserta orbitals danp, set
hibrida penting yang berikut ini:
Hibridisasi oktahedral, d2sp3.Hibridisasi segiempat planar, dsp2.
Hibridisasi tetrahedral, sd3.
Hibridisasi bipiramidal-trigonal, dsp3.
Hibridisasi piramidal-segiempat, dsp3.
Teori Ikatan Valensi mampu secara kualitatif menjelaskan
kestabilan ikatan kovalen sebagai akibat tumpang-tindih
orbital-orbital atom. Dengan konsep hibridisasi pun dapat
dijelaskan geometri molekul sebagaimana yang diramalkan
dalam teori VSEPR
5/28/2018 Kimia Anorganik
21/29
Pembentukan ikatan melalui orbital yang palingsederhana dapat dicontohkan dalam pembentukan ikatanantar atom hidrogen dalam molekul H2.
orbital *(orbital molekul antibonding)
orbital (orbital molekul bonding)
PEMBENTUK NORBIT L
1s 1s
5/28/2018 Kimia Anorganik
22/29
Orbital dapat terbentuk antara orbital px, py, pz, dxy, dxz, dandyz dari logam dengan orbital atom dari ligan yang tidak searahdengan orbital logam. Salah satu contoh bagaimana orbital dapat terbentuk antara orbital atom dari logam dengan orbital
atom yang dimiliki ligan ditunjukkan dalam gambar berikut :
Posisi orbital atom pz dari logam dan orbital pz ligan beradadalam posisi yang sejajar, sehingga juga dapat bergabung danmenghasilkan orbital molekul .
Pembentukan Orbital
-
- +
- + +
+ + - -
+ -
5/28/2018 Kimia Anorganik
23/29
Adanya ikatan akan memperkuat ikatan antara logam dengan ligan,sehingga meningkatkan kestabilan kompleks. Ligan dapat berperan
sebagai akseptor atau donor , tergantung keterisian orbital yangdimiliki oleh ligan tersebut.
Ligan akseptor
Sejumlah ligan seperti CO, CN- dan NO+ memiliki orbital kosong
yang dapat bertumpang tindih dengan orbital t2g dari logam,
membentuk ikatan .
Ligan Donor
Sejumlah ligan tertentu memiliki orbital yang telah terisi elektron dan
mengalami overlap dengan orbital t2gdari logam, menghasilkan ikatan
. Rapatan elektron akan ditransfer dari ligan menuju logam melalui
ikatan ini. Selain dari ikatan yang terbentuk tadi, transfer elektron
dari ligan ke logam juga terjadi melalui ikatan .
5/28/2018 Kimia Anorganik
24/29
Unsur Transisi Pembentuk Ikatan Valensi Senyawa Kompleks
Menurut teori asam-basa Lewis, ion logam transisi menyediakanorbital d yang kosong sehingga berperan sebagai asam Lewis
(akseptor pasangan elektron bebas) dan ion atau molekul netral
yang memiliki pasangan elektron bebas untuk didonorkan
berperan sebagai basa Lewis.
Senyawa kompleks dengan atom pusat logam besi (Fe) dan
mangan (Mn):1. Besi
Besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai sebagai unsur
kimia ke sepuluh paling banyak di alam. Jumlah besi yang besar
di bumi disangka menyumbang kepada medan magnet bumi.
Simbolnya Fe ringkasan ferrumnama latin bagi besi. Besi adalah
logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang ditemui dalamkeadaan bebas.
Contoh ion kompleks adalah [Fe(CN)6]3-dan [FeCl6]
3-
5/28/2018 Kimia Anorganik
25/29
[Fe(CN)6]3-
Atom Fe bermuatan 3+ dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d54s0. Oleh
karena atom Fe dapat mengikat enam molekul CN (bermuatan
negatif), atom Fe harus menyediakan enam buah orbital kosong.Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut.
Konfigurasi atom Fe:
26Fe : [Ar] 4s23d6
Konfigurasi dari ion Fe3+:
26Fe3+: [Ar] 4s03p5
Oleh karena memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang terjadiadalah d2sp3, yakni 2 orbital dari 3d, 1 orbital dari 4s, dan 3 orbital dari
4p. Keenam orbital d2sp3 selanjutnya dihuni oleh pasangan elektron
bebas dari molekul CN-. Dan molekul ini membentuk geometri
octahedral dengan kompleks orbital dalam.
5/28/2018 Kimia Anorganik
26/29
[FeCl6]3-
Atom Fe bermuatan 3+ dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d54s0.
Oleh karena atom Fe dapat mengikat enam molekul Cl (negative 1),
atom Fe harus menyediakan enam buah orbital kosong. Proses
hibridisasinya adalah sebagai berikut.
Konfigurasi atom Fe:
26Fe : [Ar] 4s23d6
Konfigurasi dari ion Fe3+:
26Fe3+: [Ar] 4s03p5
Oleh karena memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang
terjadi adalah sp3d2, yakni 1 orbital dari 4s, 3 orbital dari 4p, dan 2
orbital 4d. Keenam orbital sp3d2selanjutnya dihuni oleh pasangan
elektron bebas dari atom Cl dalam molekul Cl6.
Dan molekul ini membentuk geometri oktahedral dengan hibridisasi
sp3d2 dengan kompleks orbital luar.
5/28/2018 Kimia Anorganik
27/29
[MnCl4]2-
Atom Mn bermuatan 2+ dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d54s0.
Oleh karena atom Mn dapat mengikat empat molekul Cl
(negative 1), atom Mn harus menyediakan empat buah orbitalkosong. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut.
Konfigurasi atom Mn:
25Mn : [Ar] 4s23d5
Konfigurasi dari ion Mn2+:25Mn
2+: [Ar] 4s03p5
Oleh karena memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang
terjadi adalah sp3, yakni 1 orbital dari 4s, dan 3 orbital dari 4p.Keempat orbital sp3 selanjutnya dihuni oleh pasangan elektron
bebas dari atom Cl dalam molekul Cl4.
Dan molekul ini membentuk geometri tetrahedral dengan
hibridisasi sp3.
5/28/2018 Kimia Anorganik
28/29
[Mn(NH3)6]2+
Atom Mn bermuatan 2+ dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d54s0.
Oleh karena atom Mn dapat mengikat enam molekul NH3 (netral), atom
Mn harus menyediakan enam buah orbital kosong. Hal ini dicapai melaluihibridisasi d2sp3. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut.
Konfigurasi atom Mn:
25Mn : [Ar] 4s23d5
Konfigurasi dari ion Mn2+:
25Mn2+: [Ar] 4s03p5
Oleh karena memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang terjadi
adalah d2sp3, yakni 2 orbital dari 3d, 1 orbital dari 4s, dan 3 orbital dari 4p.
Keenam orbital d2sp3 selanjutnya dihuni oleh pasangan elektron bebas
dari molekul NH3.Dan molekul ini membentuk geometri oktahedral dengan
hibridisasi d2sp3dengan kompleks orbital dalam.
5/28/2018 Kimia Anorganik
29/29