Struktur senyawa anorganik Struktur banyak senyawa anorganik dapat dijelaskan dengan menggunakan teori VSEPR atau

4.3 Struktur senyawa anorganik Struktur banyak senyawa anorganik dapat dijelaskan dengan menggunakan teori VSEPR atau

secara sederhana dengan teori valensi. Namun, beberapa senyawa anorganik yang tidak masuk dalam kelompok ini sangat penting baik dari sudut pandang teori maupun praktis. Beberapa senyawa ini akan didiskusikan di bawah ini.

AMONIA

Amonia NH 3 seolah diturunkan dari metana dengan menggantikan atom karbon dengan atom nitrogen dan salah satu atom hidrogen dengan pasangan elektron bebas. Jadi, amonia memiliki seolah struktur tetrahedral. Namun untuk memahami struktur amonia, anda harus mempertimbangkan inversi atom nitrogen. Perilaku amonia sangat mirip dengan payung yang

tertiup sehingga terbalik. Halangan inversinya hanya 5,8 kkal mol –1 , dan inversi amonia pada suhu kamar sangat cepat (Gambar 4.10).

Gambar 4.10 4.10 Inversi amonia Perilaku molekul sangat mirip dengan payung yang terbalik.

Secara prinsip, atom nitrogen dari amina yang mengikat tiga atom atau gugus yang berbeda dapat merupakan pusat asimetrik sebab nitrogen memiliki empat substituen termasuk pasangan elektron bebas. Namun karena adanya inversi ini, atom nitrogen tidak dapat menjadi pusat asimetrik..

DIBORAN

Diharapkan reaksi antara magnesium borida dan air akan menghasilkan boron trihidrida BH 3 . Namun, yang didapatkan adalah diboran B 2 H 6 . Nampaknya senyawa ini tidak dapat dijelaskan dengan teori valensi sederhana, dan banyak sekalai usaha telah dilakukan untuk mengelusidasi anomali ini.

Mg 3 B 2 + 6H 2 O → 3Mg(OH) 2 +B 2 H 6 (4.1) Kini telah dibuktikan bahwa senyawa ini memiliki struktur aneh sebagai beikut.

Gambar 4.11 Struktur diboran. Poin utama struktur ini adalah ikatan tiga pusat, dua elektron.

Kerangka molekulnya adalah jajaran genjang yang terbentuk dari dua atom boron dan dua atom hidrogen, dan atom hidrogen terikat pada dua atom boron disebut dengan hidrogen jembatan. Empat ikatan B-H terminal secara esensi terbentuk dari tumpang tindih orbital 1s hidrogen dan orbital hibrida boron. Sebaliknya, ikatan jembatan B---H---B adalah ikatan tiga pusat, dua elektron yang terbetuk dari hibridisasi hidrogen 1s dan dua orbital hibrida boron. Keberadaan ikatan seperti ini dikonfirmasi dengan mekanika kuantum.

SENYAWA GAS MULIA

Lama sekali dipercaya bahwa gas mulia hanya ada sebagai molekul monoatomik, dan tidak

membentuk senyawa. Kimiawan Kanada Neil Bartlett (1932-) menemukan spesi ionik [O –

2 ] [PtF 6 ] dengan mereaksikan oksigen dengan platina heksafluorida PtF 6 . Ia beranggapan reaksi yang mirip dengan ini yakni reaksi antara xenon dan PtF6 akan berlangsung karena energi ionisasi pertama xenon dekat nilainya dengan energi ionisasi perrtama molekul oksigen. Di tahun 1962 ia berhasil

mendapatkan senyawa gas mulia pertama Xe(PtF 6 ) x , (x = 1, 2).

Kemudian menjadi jelas bahwa gas mulia membentuk senyawa biner dengan oksigen dan fluorin yang keduanya memiliki keelektronegativan tinggi. XeF 2 adalah molekul linear dengan kelebihan elektron, sementara XeF 4 merupakan satu-satunya senyawa unsur berbentuk bujur sangkar. XeF 6 berbentuk oktahedron terdistorsi, dan di dekat titik lelehnya, senyawa ini ada sebagai kristal

+ [XeF –

FEROSEN

Ferosen adalah senyawa terdiri atas dua cincin sikopentadienil yang melapisi kedua sisi atom Fe dan senyawa ini merupakan contoh pertama kelompok senyawa yang disebut dengan senyawa sandwich (Gambar 4.12).

Gambar 4.12 Struktur ferosen. Satu atom Fe atom terjebak antara dua cincin skilopentadiena. Disebut struktur sandwich.

D awal tahun 1950-an , rekasi antara siklopentadienilmagnesium bromida dan FeCl 3 anhidrat dilakukan dengan harapan akan dihasilkan turuanan fulvalena. Namun, senyawa dengan struktur (C 6 H 5 ) 2 Fe yang diperoleh. Struktur senyawa ini didapatkan sangat unik: delapan belas elektron, dua belas dari dua molekul siklopentadienil (masing-masing enam elektron) dan enam dari kulit terluar Fe. Jadi, konfigurasi elektron gas mulia dicapai dan kestabilannya kira-kira sepadan. Kedua cincin siklopentadienail berputar layaknya piringan CD musik.

Latihan

4.1 Struktur senyawa inorganik; teori VSEPR. Sarankan struktur senyawa anorganik berikut: (a) SeF –

6 (b) N 2 O (c) ClO (d) CF 3 Cl (C atom pusat) Jawab (a) oktahedron (b) linear (c) linear (d) tetrahedron

4.2 Isomer benzen tersubstitusi Rumus molekul senyawa yang mengandung satu cincin benzen adalah C 8 H 10 . Gambarkan struktur

isomer-isomer yang mungkin untuk senyawa ini. Jawab: senyawa C 8 H 10 mengandung satu cincin benzen dapat berupa etilbenzen C 6 H 5 C 2 H 5 atau

xylen C 6 H 4 (CH 3 ) 2 . Xylena akan memiliki tiga isomer posisi, yakni, o-, m- dan p-xylene.

4.3 Isomer geometri Baik asam fumarat dan maleat memiliki rumus HOOCCH=CHCOOH dan merupakan pasangan

isomer geometri. Dengan pemanasan ke 150°C, asam maleat kehilangan satu mol H 2 O menghasilkan anhidrat maleat sementara asam fumarat tidak akan berubah menjadi anhidrat maleat sampai pemanasan pada 300°C. Dengan menggunakan data ini, jelaskan struktur kedua senyawa.

Jawab: lihat teks di halaman

4.4 Struktur senyawa kompleks platina Diamindikhloroplatina [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] memiliki struktur bujur sangkar. Prediksikan struktur

isomer-isomernya yang mungkin.

Dua isomer, bentuk cis- dan trans, mungkin ada. Struktur bujur sangkar planar disebabkan oleh hibridisasi dsp 2 . Isomer cis merupakan obat antikanker yang terkenal.

4.5. Stereoisomer gula Senyawa yang memiliki empat atom karbon, HOCH 2 CHOHCHOHCHO, adalah gula yang

kesederhanaanya sebanding dengan gliseraldehida. (a) Ada berapa atom karbon asimetrik dalam molekul ini? (b) Gambarkan rumus struktur semua

stereoisomer gula ini seperti yang ditunjukan dalam gambar 4.5. Jawab (a) Ada dua. Dalam struktur di bawah ini, atom karbon asimterik ditandai dengan *. (b) Dua pasang enantiomer dengan jelas ditandai.

4.6 Stereoisomer gula Glukosa, HOCH 2 (CHOH) 4 CHO, memiliki enam atom karbon dan merupakan salah satu senawa

alam yang berlimpah. (a) Ada berapa atom karbon asimetrik dalam molekul ini? (b) Gambarkan rumus struktur semua

stereoisomer gula ini seperti yang ditunjukan dalam gambar 4.5. Jawab:(a) Empat. Di struktur di bawah in, atom karbon asimetrik ditandai dengan *. (b) Jumlah

stereoisomer adalah 2 4 = 16. Struktur delapan isomer ditunjukkan di bawah ini.

Bagi masing-masing isomer di atas, anda dapat menggambarkan pasangan enantiomernya sebagai berikut:

4.7 Analisis konformasional konformer Dalam kasus 1,2-dikhloroetana, bentuk trans lebih stabil daripada bentuk gauche. Di pihak lain,

dalam kasus etilen glikol (1,2-etanadiol; digunakan secara luas sebagai cairan antibeku) bentuk gauche lebih stabil daripada bentuk trans walaupun struktur molekulnya sangat mirip dengan 1,2- dikhloroetana. Jelaskan.

Jawab: Dalam bentuk gauche etilen glikol ikatan hidrogen intramolekul akan terjadi dan menstabilkan struktur. Ikatan semacam ini tidak ada dalam bentuk trans.

Bentuk gauche

bentuk trans

4.8 ikatan dalam diboran Jelaskan ikatan dalam diboran. Jawab: lihat teks halaman.

Selingan ---Senyawa dengan struktur yang menarik

Terdapat sejumlah senyawa organik dengan struktur menarik dan unik. Contoh yang

baik adalah kuban C 8 H 8 dengan struktur yang hampir kubus. Walaupun banyak teknik telah dicoba, molekul tetrahedral, tetrahedran C 4 H 4 , belum pernah disintesis.

Sudut ikatan ∠C-C-C terlalu berbeda dari sudut tetrahedral normal, dan mungkin inilah alasan mengapa sintesisnya belum dapat dilakukan.

kuban tetrahedran

demi kesederhanaan label atom dan ikatan C-H tidak digambarkan Deret lain senyawa dengan struktur menarik dan aneh adalah katenan, cincin

molekul yang penuh teka-teki. Bagaimana dua cincin saling mengait walaupun tidak ada ikatan antar keduanya. Bagaimana kimiawan dapat mensintesis senyawa semacam ini? Sungguhh ini merupakan prestasi pakung gemilang yang dicapai kimia organik sintetik.

Gambar skematik katenan

Sejak penemuannya di akhir abad 20, fuleren C 60 telah menarik perhatian baik kimiawan teoritis maupun praktis. Bolanya dibentuk oleh kombinasi heksagon dan pentagon, dan sungguh sangat mirip dengan bola sepak. Menarik untuk dicatat bahwa keberadaan fulerene telah diprediksikan jauh sebelumnya oleh kimiawan Jepang Eiji Osawa.

padangan stereo fulleren