Struktur dan Gaya Antarmolekul
39
Oleh karena keempat orbital setara maka struktur yang terbentuk adalah tetrahedral. Masing-masing elektron valensi dalam orbital hibrida
sp
3
tidak berpasangan dengan spin sejajar aturan Hund. Molekul CH
4
dibentuk melalui tumpang tindih orbital hibrida sp
3
dari atom C dan orbital 1s dari atom H membentuk empat orbital ikatan sigma terlokalisasi. Bentuk molekul CH
4
adalah tetrahedral, sama seperti struktur orbital hibrida sp
3
lihat Gambar 2.15.
Gambar 2.15
Empat orbital ikatan terlokalisasi dalam CH
4
dibentuk melalui tumpang tindih orbital hibrida sp
3
pada atom C dan 1s dari atom H.
Sebagaimana diramalkan oleh teori domain elektron, bentuk molekul CH
4
tetrahedral dan keempat ikatan C–H setara. Keempat orbital ikatan terlokalisasi dalam CH
4
dibentuk melalui tumpang tindih orbital sp
3
dan orbital 1s dari atom hidrogen.
d. Struktur Trigonal Bipiramidal dan Oktahedral
Struktur trigonal bipiramidal dan oktahedral merupakan kasus menarik dalam teori ikatan valensi dengan hibridisasinya. Orbital hibrida
yang terbentuk melibatkan orbital-d dan senyawa yang terbentuk tergolong superoktet. Contoh molekul dengan bentuk trigonal bipiramidal
adalah PCl
5
dan contoh molekul oktahedral adalah SF
6
. Tinjau molekul PCl
5
dengan atom P sebagai atom pusat. Konfigurasi elektronnya:
15
P: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
3
3d . Hibridisasi satu orbital 3s, tiga orbital
3p dan satu orbital 3d menghasilkan lima orbital hibrida sp
3
d dengan struktur trigonal bipiramidal yang simetris. Kelima orbital hibrida sp
3
d memiliki sifat- sifat menarik sebab ada dua orbital hibrida yang tidak setara.
Orbital-orbital hibrida sp
3
d membentuk dua susunan yang tidak setara. Susunan pertama terdiri atas tiga orbital hibrida ekuilateral yang setara
dan susunan kedua terdiri dari dua orbital aksial yang setara. Kelima orbital ikatan P–Cl dibentuk melalui tumpang tindih setiap orbital hibrida
sp
3
d dengan orbital 3p dari atom klorin. Sepuluh elektron valensi menghuni lima orbital ikatan sigma terlokalisasi membentuk lima ikatan
kovalen terlokalisasi. Pada struktur oktahedral diperlukan enam orbital dengan elektron
tidak berpasangan. Keenam orbital tersebut dibentuk melalui hibridisasi 1 orbital s, 3 orbital p, dan 2 orbital d membentuk orbital hibrida sp
3
d
2
. Pada molekul SF
6
, orbital pada kulit valensi atom S mengadakan hibridisasi membentuk orbital hibrida sp
3
d
2
dengan struktur oktahedral.
Mahir
Menjawab
Jumlah pasangan terikat atom pusat suatu molekul senyawa = 3,
sedangkan pasangan elektron bebasnya = 0. Bentuk molekulnya
adalah .... B.
Oktahedral B.
Trigonal planar C.
Tetrahedral A. Trigonal bipiramidal
E. Linear
Pembahasan Molekul yang stabil memiliki
tolakan minimum antarpasangan elektronnya. Atom pusat dengan 3
pasang elektron terikat dan tanpa pasangan elektron bebas, memiliki
tolakan minimum dalam bentuk geometri segitiga sama sisi.
Jadi, jawabannya B
Ebtanas 1995
Promosi elektron Hibridisasi
Promosi elektron Hibridisasi
H 109,5°
H
H H
H H
H H
40
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
Keenam orbital sp
3
d
2
bertumpang tindih dengan orbital 2p dari atom fluorin membentuk enam ikatan S–F terlokalisasi yang setara dengan
struktur oktahedral.
Gambar 2.16
Struktur orbital hibrida sp
3
pada atom oksigen dalam H
2
O. Dua orbital ikatan O-H dibentuk melalui
tumpang tindih dua orbital sp
3
dari atom O dan orbital 1s dari atom H
membentuk ikatan sigma terlokalisasi. Dua orbital sp
3
lainnya dihuni oleh dua pasang elektron
bebas.
Gambar 2.17
a Struktur molekul etana b Struktur orbital pada molekul
etana.
4. Hibridisasi dalam Molekul yang Memiliki Pasangan Elektron Bebas
Bagaimanakah hibridisasi dalam molekul yang memiliki pasangan elektron bebas pada atom pusatnya, misalnya H
2
O dan NH
3
. Hal ini dapat dijelaskan dengan orbital hibrida sp
3
pada atom pusatnya. Tinjau molekul H
2
O dengan atom O sebagai atom pusat: 2s
2
2p
4
sp
3
Dua orbital ikatan dalam molekul H
2
O dapat dipandang sebagai tumpang tindih orbital 1s dari atom H dan satu orbital sp
3
dari atom O membentuk dua orbital ikatan sigma O–H. Bentuk struktur orbital hibrida
sp
3
yang terjadi dalam molekul H
2
O dapat diperhatikan pada Gambar 2.16.
Terdapat delapan elektron valensi dalam molekul H
2
O, enam dari atom O dan dua dari atom H. Empat elektron valensi menghuni dua
orbital ikatan sigma O–H. Empat elektron lainnya menghuni dua orbital sp
3
yang tidak berikatan dan membentuk dua pasang elektron bebas pada atom oksigen.
Menurut teori domain elektron, sudut ikatan H–O–H dalam molekul H
2
O lebih kecil dari sudut tetrahedral murni sebab pasangan elektron bebas menolak lebih kuat terhadap pasangan elektron ikatan sehingga
terjadi distorsi bentuk molekul dari tetrahedral murni. Jadi, jelas bahwa dalam molekul H
2
O terjadi hibridisasi sp
3
pada atom oksigen.
5. Hibridisasi dalam Senyawa Hidrokarbon
Apakah hibridisasi terjadi pada senyawa karbon, khususnya ikatan pada karbon-karbon? Tinjau molekul etana C
2
H
6
dengan struktur molekul ditunjukkan berikut.
a b
1. Gambarkan proses pembentukan orbital-orbital sp
3
d pada atom fosfor. Gambarkan juga pembentukan ikatan valensi antara orbital sp
3
d dengan 3p
dari atom klorin. 2.
Gambarkan proses pembentukan orbital-orbital sp
3
d
2
pada atom belerang. Gambarkan juga pembentukan ikatan valensi antara orbital sp
3
d
2
dengan 2p dari atom fluorin.
Kegiatan Inkuiri
H H
Promosi elektron Hibridisasi
C C
H H
H H
H H
C C
H
H H
H H
H
