Contoh Soal Pembahasan Bentuk Molekul
Pengantar
Kimia merupakan ilmu yang mempelajari perilaku materi dan perubahan yang dialaminya. Salah satu konsep penting dalam kimia adalah memahami bentuk molekul. Bentuk molekul mempengaruhi sifat fisik dan kimia dari senyawa, seperti titik lebur, titik didih, dan tekanan uap. Bentuk molekul juga memainkan peran penting dalam menentukan reaksi kimia yang terjadi pada senyawa tersebut. Teori yang paling sering digunakan untuk menjelaskan bentuk molekul adalah teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion). Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal yang melibatkan bentuk molekul dan bagaimana teori VSEPR dapat diterapkan untuk menyelesaikannya.
Teori VSEPR
Teori VSEPR adalah teori yang digunakan untuk menentukan bentuk molekul berdasarkan tolak menolak pasangan elektron di sekitar atom pusat. Menurut teori ini, pasangan elektron akan mengatur diri sedemikian rupa sehingga gaya tolak menolak antar pasangan elektron menjadi minimum. Hal ini menyebabkan molekul mengambil bentuk tertentu yang dapat kita prediksi. Pasangan elektron ini termasuk pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB).
Beberapa bentuk molekul yang dihasilkan biasanya adalah:
1. Linear
2. Trigonal Planar
3. Tetrahedral
4. Trigonal Bipyramidal
5. Oktaherdal
6. Bent (tertekuk)
7. Seesaw
8. T-Shaped
9. Square Planar
10. Square Pyramidal
Selanjutnya, mari kita lihat beberapa contoh soal beserta pembahasannya.
Contoh Soal 1: Determinasi Bentuk Molekul CH4
Soal:
Tentukan bentuk molekul metana (CH4) menggunakan teori VSEPR.
Pembahasan:
1. Menentukan Struktur Lewis:
– Atom pusat: C (karbon)
– Karbon memiliki 4 elektron valensi.
– Hidrogen masing-masing memiliki 1 elektron valensi.
– Total elektron valensi = 4 (C) + 4 x 1 (H) = 8 elektron valensi.
Struktur Lewis CH4 menunjukkan karbon di tengah dengan empat atom hidrogen yang membentuk ikatan tunggal (sigma) dengan atom karbon. Tidak ada pasangan elektron bebas pada karbon.
2. Menghitung Pasangan Elektron:
– PEI: Ada 4 ikatan, semuanya adalah pasangan elektron ikatan.
– PEB: Tidak ada pasangan elektron bebas.
3. Mengidentifikasi Bentuk Molekul:
– Dengan total 4 PEI dan 0 PEB, distribusi elektron sekitar atom pusat akan mengambil bentuk yang meminimalkan tolakan.
– Bentuk dengan distribusi terjauh adalah Tetrahedral .
Jadi, bentuk molekul CH4 adalah tetrahedral dengan sudut ikatan sekitar 109.5 derajat.
Contoh Soal 2: Determinasi Bentuk Molekul NH3
Soal:
Tentukan bentuk molekul amonia (NH3) menggunakan teori VSEPR.
Pembahasan:
1. Menentukan Struktur Lewis:
– Atom pusat: N (nitrogen).
– Nitrogen memiliki 5 elektron valensi.
– Hidrogen masing-masing memiliki 1 elektron valensi.
– Total elektron valensi = 5 (N) + 3 x 1 (H) = 8 elektron valensi.
Struktur Lewis NH3 menunjukkan nitrogen di tengah dengan tiga atom hidrogen yang membentuk ikatan tunggal (sigma) dengan atom nitrogen dan satu pasangan elektron bebas pada nitrogen.
2. Menghitung Pasangan Elektron:
– PEI: Ada 3 ikatan, semuanya pasangan elektron ikatan.
– PEB: Ada 1 pasangan elektron bebas.
3. Mengidentifikasi Bentuk Molekul:
– Dengan total 3 PEI dan 1 PEB, distribusi elektron sekitar atom pusat akan mengambil bentuk yang meminimalkan tolakan.
– Bentuk dengan distribusi yang sesuai adalah Trigonal Pyramidal .
Jadi, bentuk molekul NH3 adalah trigonal pyramidal dengan sudut ikatan sedikit kurang dari 109.5 derajat akibat tolakan dari pasangan elektron bebas yang lebih kuat.
Contoh Soal 3: Determinasi Bentuk Molekul H2O
Soal:
Tentukan bentuk molekul air (H2O) menggunakan teori VSEPR.
Pembahasan:
1. Menentukan Struktur Lewis:
– Atom pusat: O (oksigen).
– Oksigen memiliki 6 elektron valensi.
– Hidrogen masing-masing memiliki 1 elektron valensi.
– Total elektron valensi = 6 (O) + 2 x 1 (H) = 8 elektron valensi.
Struktur Lewis H2O menunjukkan oksigen di tengah dengan dua atom hidrogen yang membentuk ikatan tunggal (sigma) dengan atom oksigen dan dua pasangan elektron bebas pada oksigen.
2. Menghitung Pasangan Elektron:
– PEI: Ada 2 ikatan, semuanya pasangan elektron ikatan.
– PEB: Ada 2 pasangan elektron bebas.
3. Mengidentifikasi Bentuk Molekul:
– Dengan total 2 PEI dan 2 PEB, distribusi elektron sekitar atom pusat akan mengambil bentuk yang meminimalkan tolakan.
– Bentuk dengan distribusi yang sesuai adalah Bent (tertekuk) .
Jadi, bentuk molekul H2O adalah bent dengan sudut ikatan sekitar 104.5 derajat.
Contoh Soal 4: Determinasi Bentuk Molekul PCl5
Soal:
Tentukan bentuk molekul fosfor pentaklorida (PCl5) menggunakan teori VSEPR.
Pembahasan:
1. Menentukan Struktur Lewis:
– Atom pusat: P (fosfor).
– Fosfor memiliki 5 elektron valensi.
– Klorin masing-masing memiliki 7 elektron valensi.
– Total elektron valensi = 5 (P) + 5 x 7 (Cl) = 40 elektron valensi.
Struktur Lewis PCl5 menunjukkan fosfor di tengah dengan lima atom klorin yang membentuk ikatan tunggal (sigma) dengan atom fosfor. Tidak ada pasangan elektron bebas pada fosfor.
2. Menghitung Pasangan Elektron:
– PEI: Ada 5 ikatan, semuanya pasangan elektron ikatan.
– PEB: Tidak ada pasangan elektron bebas.
3. Mengidentifikasi Bentuk Molekul:
– Dengan total 5 PEI dan 0 PEB, distribusi elektron sekitar atom pusat akan mengambil bentuk yang meminimalkan tolakan.
– Bentuk dengan distribusi yang sesuai adalah Trigonal Bipyramidal .
Jadi, bentuk molekul PCl5 adalah trigonal bipyramidal dengan sudut ikatan 90° dan 120°.
Contoh Soal 5: Determinasi Bentuk Molekul SF6
Soal:
Tentukan bentuk molekul sulfur heksafluorida (SF6) menggunakan teori VSEPR.
Pembahasan:
1. Menentukan Struktur Lewis:
– Atom pusat: S (sulfur).
– Sulfur memiliki 6 elektron valensi.
– Fluor masing-masing memiliki 7 elektron valensi.
– Total elektron valensi = 6 (S) + 6 x 7 (F) = 48 elektron valensi.
Struktur Lewis SF6 menunjukkan sulfur di tengah dengan enam atom fluor yang membentuk ikatan tunggal (sigma) dengan atom sulfur. Tidak ada pasangan elektron bebas pada sulfur.
2. Menghitung Pasangan Elektron:
– PEI: Ada 6 ikatan, semuanya pasangan elektron ikatan.
– PEB: Tidak ada pasangan elektron bebas.
3. Mengidentifikasi Bentuk Molekul:
– Dengan total 6 PEI dan 0 PEB, distribusi elektron sekitar atom pusat akan mengambil bentuk yang meminimalkan tolakan.
– Bentuk dengan distribusi yang sesuai adalah Oktahedral .
Jadi, bentuk molekul SF6 adalah oktahedral dengan sudut ikatan 90°.
Kesimpulan
Memahami bentuk molekul adalah kunci untuk menjelaskan banyak sifat kimia dan fisika dari suatu senyawa. Teori VSEPR memberikan cara yang efektif untuk memprediksi geometrinya berdasarkan perhitungan pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas. Pada setiap contoh soal yang telah dibahas, prosesnya melibatkan penentuan struktur Lewis, perhitungan pasangan elektron, dan akhirnya identifikasi bentuk molekul yang paling sesuai. Dengan latihan berkala, siapa pun dapat menjadi terampil dalam menggunakan teori VSEPR untuk menentukan bentuk molekul.
