TEORI KLASIK SENYAWA KOMPLEKS

  

Lecture Presentation

Coordination Chemistry

  By : Agung Nugroho Catur Saputro, S.Pd., M.Sc

  

TEORI KLASIK SENYAWA

KOMPLEKS

TEORI KLASIK SENYAWA

KOMPLEKS

  Tujuan Pembelajaran Tujuan Pembelajaran o

  Menyebutkan teori-teori klasik senyawa kompleks

  o

  Mendeskripsikan teori rantai Blomstrad-Jorgensen

  o

  Mendeskripsikan teori koordinasi Alfred Werner

  o

  Membandingkan keunggulan dan kelemahan teori rantai dengan teori

  INTRODUCTION

  INTRODUCTION

Pada tahun 1798 Tassaert

menemukan bahwa jika larutan

kobal (III) klorida ditambah larutan

NH dan dibiarkan semalam,akan

  3 terbentuk kristal-kristal CoCl .6NH

  3

  3 yang berwarna orange.

  INTRODUCTION

  INTRODUCTION Problem :

Tasaert dan para ilmuwan masa itu tidak

dapat menjelaskan mengapa dua

senyawa yang mempunyai valensi jenuh

masih dapat berikatan membentuk

senyawa baru?

  INTRODUCTION

  INTRODUCTION 

  Tahun 1850-1870 muncul persoalan tentang struktur dari senyawa-senyawa kompleks.

  

  Pada masa itu, para ahli kimia organik menemukan bahwa atom karbon mempunyai valensi empat dan senyawa-senyawa organik mempunyai struktur rantai.

  CH ^{3 (CH 2 ) 3 Cl strukturnya adalah : CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -Cl} Akibatnya :

TEORI RANTAI TEORI RANTAI BLOMSTRAND- BLOMSTRAND- JORGENSEN JORGENSEN

  

  1869 Blomstrand (Swedia) mengajukan teori rantai untuk struktur kompleks logam.

  

  Karena tiap-tiap unsur mempunyai valensi yang tetap, maka Blomstrand dan Jorgensen mengatakan bahwa :

  Dalam kompleks kobal (III) hanya ada tiga ikatan.

  

  Oleh karena itu, maka dapat digambarkan struktur dari kompleks-kompleks :

TEORI RANTAI TEORI RANTAI BLOMSTRAND-JORGENSEN

  _ BLOMSTRAND-JORGENSEN Struktur I NH -Cl ₃ Atom Cl yang :

  Atom Cl yang :

  Co-NH ^{3 -NH 3 -NH 3 -NH 3 -Cl} NH ^{3 -Cl} Terikat langsung pada Co _

  Terikat langsung pada Co

  Struktur II sukar dilepaskan

  sukar dilepaskan

  Cl

  Co-NH ^{3 -NH 3 -NH 3 -NH 3 -Cl} Tidak terikat langsung

  Tidak terikat langsung

  NH ^{3 -Cl} pada atom Co mudah _

  pada atom Co mudah

  Struktur III dilepaskan, sehingga

  dilepaskan, sehingga

  Cl Co-NH -NH -NH -NH -Cl _{3 3 3 3} dengan mudah dapat

  dengan mudah dapat

  Cl diendapkan dengan _

  diendapkan dengan

  Struktur IV

  TEORI RANTAI TEORI RANTAI BLOMSTRAND-JORGENSEN BLOMSTRAND-JORGENSEN Fakta Eksperimen....? 

  

Hasil-hasil eksperimen untuk struktur I, II,

dan III cocok dengan teori, sedangkan struktur IV tidak sesuai teori  Tidak menghantarkan listrik dan tidak memberikan endapan dengan larutan AgNO

  3  Conclusion : Chain theory have a weakness.

TEORI KOORDINASI TEORI KOORDINASI ALFRED WERNER ALFRED WERNER

  

  Alfred Werner yang kemudian menjadi profesor kimia di Zurich dan mendpat Noble Price pada tahun 1913, telah bekerja lebih kurang 30 tahun (1891- 1920) untuk menyelidiki senyawa- senyawa kompleks.

  

  Tahun 1891-1893 Werner memberikan teori tentang senyawa-senyawa kompleks

ALFRED WERNER

   Alfred Werner, anak seorang pengawas pabrik, J.A.

  Werner dan istrinya, Jeanne (Nona Tesch), dilahirkan

pada tanggal 12 Desember 1866 di Mulhausen, Alsace.

  Di sanalah Alfred bersekolah. Ketika berusia 18 tahun, ia melakukan penelitian kimia secara mandiri pertama kali.

   Tahun 1886 ia mengikuti kuliah di Federal Technical High School di Zurich, dan pada tahun 1889 memperoleh Diploma di bidang Kimia Teknik. Pada tahun 1889 ia diangkat menjadi asisten di laboratorium Profesor Lunge di Zurich Technical High School.

   Tahun 1890 ia memperoleh gelar pertamanya di University of Zurich dengan tesis tentang pengaturan

   Tahun 1895, ketika usianya baru 29 tahun, ia menjadi Profesor Kimia di universitas itu, mengajar kuliah kimia organik sampai tahun

1902 ketika mengambil alih kuliah-kuliah kimia

anorganik.

  

Tahun 1895 ia memperoleh kewarganegaraan

Swiss dan meskipun ia ditawari jabatan-jabatan di Wina, Basle, dan Wurzburg, ia menampik semuanya dan lebih suka tetap tinggal di Zurich.

   Nama Werner akan selalu diasosiasikan dengan

teori koordinasi yang dibentuknya, dan dengan

penelitiannya tentang hubungan spasial atom-

atom dalam molekul, yang dasarnya terdapat

   Tahun 1891 ia mempublikasikan

karyanya tentang teori keserupaan dan

valensi, yang di dalamnya menggantikan konsep Kekule tentang valensi konstan. Konsepnya ini mengatakan keserupaan adalah kekuatan menarik yang dihasilkan dari pusat atom yang beraksi tidak sama terhadap seluruh bagian permukaan atom.

   Tahun 1893, dalam makalahnya tentang senyawa- senyawa mineral, ia mengemukakan teorinya tentang

valensi variabel. Teori itu menyatakan senyawa-senyawa

molekuler anorganik mengandung atom-atom tunggal yang bertindak sebagai nuclei pusat (atom pusat). Di

sekitar atom pusat ini tersusunlah atom-atom lain dalam

jumlah tertentu, molekul radikal atau molekul-molekul lain dengan pola sederhana, berjarak, dan geometris.

  

Dengan demikian, pola yang menunjukkan jumlah atom-

atom tersebut membentuk kelompok di sekitar atom pusat, oleh Werner disebut Bilangan Koordinasi. Bilangan koordinasi yang paling penting adalah 3, 4, 6, dan 8. Jumlah 6 paling banyak terjadi. Ribuan senyawa molekuler bersesuaian dengan tipe jumlah 6, dan dari

   Selama 20 tahun berikutnya, Werner dan rekan- rekan sekerjanya meneliti dan menyiapkan rangkaian baru senyawa molekuler dan mempelajari konfigurasinya, menerbitkan banyak tulisan tentang masalah itu. Sebanyak 150 tulisan di antaranya disusunnya sendiri. Werner juga meneliti sistem dengan jumlah koordinasi lain, terutama jumlah 4, yang bentuknya bisa berupa tetrahedral atau segi empat datar. Sementara itu, Paul Pfeiffer, dalam penghargaanya terhadap

penelitian Werner yang dipublikasikan dengan judul

Great Chemist (1961, disunting Eduard Farber, Interscience, New York), berkomentar bahwa teori koodinasi Werner meluas ke seluruh peringkat

   Werner adalah seorang yang ramah, gemar bermain biliar, catur, dan permainan kartu Swiss, Jass. Ia menghabiskan liburannya di daerah pegunungan dan banyak menghadiri pertemuan ilmiah di luar Swiss.

  Sebagai dosen, ia adalah pembicara yang meyakinkan dan bersemangat, dengan bakat mampu menerangkan dengan jelas masalah-masalah sulit.

   Ketika ia menerima Hadiah Nobel bidang Kimia, pada tahun 1913, ia menderita penebalan dan kekakuan dinding pembuluh darah. Akibat penyakit ini, tahun 1915 ia terpaksa berhenti memberi kuliah kimia, dan tahun 1919 ia melepaskan jabatan profesornya.

  Sumber : Seabad Pemenang Hadiah Nobel Kimia, 2002, Postulat Teori Koordinasi

  1. Kebanyakan unsur mempunyai dua jenis valensi :

• valensi primer (---) yang sekarang disebut elektrovalensi atau bilangan oksidasi  dapat terionisasi
• valensi sekunder ( ), yang sekarang disebut kovalensi atau bilangan koordinasi.

  Postulat Teori Koordinasi Postulat Teori Koordinasi

  2. Valensi sekunder harus dipenuhi oleh anion atau molekul netral

(dengan pasangan elektron bebas),

misal : halida, sianida, amonia, air.

3. Valensi sekunder memiliki ruang dan struktur geometri tertentu.

  

Berdasarkan tiga postulat tersebut,

Werner mencoba menggambarkan struktur kompleks-kompleks berikut:

  CoCl

  3 .6NH

  3 CoCl

  3 .5NH

  3 CoCl

  3 .4NH

  3 CoCl .3NH Aplikasi Postulat Teori Koordinasi

  Penentuan Struktur Penentuan Struktur Senyawa Kompleks oleh Senyawa Kompleks oleh Werner Werner Menurut Werner :

1. Kompleks CoCl .6NH mempunyai struktur V dan

  _{3 3} rumusnya dituliskan sebagai : [Co(NH ) ]Cl . _{3 6 3}

  

  Valensi primer (bil. Oksidasi) dari Kobalt (III) adalah 3, dan dijenuhkan oleh tiga ion Cl-.

  

  Valensi sekunder (bil. Koordinasi) dari Kobalt (III) adalah 6.

  Apakah Bilangan Koordinasi Apakah Bilangan Koordinasi

  Penentuan Struktur Senyawa Kompleks oleh Werner

   Amoniak yang diikat dengan valensi sekunder disebut LIGAN (ligand).

   Ligan-ligan berada di dalam DAERAH KOORDINASI (Coordination Sphere)

  Ligan adalah Molekul atau ion yang diikat secara langsung oleh logam. Ligan adalah Molekul atau ion yang diikat secara langsung oleh logam.

  

Daerah Koordinasi adalah atom atau

Daerah Koordinasi adalah atom atau

  Penentuan Struktur Senyawa Kompleks oleh Werner Penentuan Struktur Senyawa Kompleks oleh Werner

  Penentuan Struktur Penentuan Struktur Senyawa Penentuan Struktur Senyawa

  Senyawa Kompleks oleh Kompleks oleh Werner Kompleks oleh Werner

  Werner 

  Dalam senyawa CoCl

  3 .6NH 3 atau

  [Co(NH ) ]Cl yang berfungsi sebagai ligan

  3

  6

  3

  adalah NH , sedangkan Cl ada di luar daerah

  3 koordinasi.

  

  Dalam larutan, senyawa kompleks ini terion menjadi empat ion, dan tiga ion Cl yang ada

• mudah diendapkan dengan larutan perak nitrat.

Penentuan Struktur Penentuan Struktur Senyawa Penentuan Struktur Senyawa

  Senyawa Kompleks oleh Kompleks oleh Werner Kompleks oleh Werner

  Werner

2. Dalam senyawa CoCl .5NH , jumlah amoniak hanya

  _{3 3}

ada 5 sehingga satu atom Cl mempunyai dua fungsi,

yaitu menjenuhkan valensi sekunder dan valensi primer.

   Dalam struktur VI, fungsi ganda atom Cl ini digambarkan dengan dua garis ikatan ------

  

Atom Cl berada dalam daerah koordinasi, sehingga

rumus kompleks dituliskan sebagai [Co(NH ^{3 ) 5 Cl]Cl 2 .}

   Ionisasi kompleks ini menghasilkan 3 ion dimana ^- dua ion Cl dapat diendapkan dengan penambahan larutan perak nitrat.

  Penentuan Struktur Penentuan Struktur Senyawa Penentuan Struktur Senyawa

  Senyawa Kompleks oleh Kompleks oleh Werner Kompleks oleh Werner

  Werner

  3. Senyawa kompleks struktur III & IV mempunyai rumus :

   [Co(NH ) Cl ]Cl Struktur

  CoCl .4NH

  3

  3

  3

  4

  2 VII

   [Co(NH ) Cl ] Struktur VIII

  CoCl .3NH

  3

  3

  3

  3

  3 

  Struktur [Co(NH ) Cl ]Cl dapat terion,

  3

  4

  2 tetapi [Co(NH ) Cl ] tidak terion.

  3

  3

  3

  Penentuan Struktur Senyawa Penentuan Struktur Senyawa Fakta Kebenaran...!!! Kompleks oleh Werner Kompleks oleh Werner FAKTA KEBENARAN........

  Setelah diketemukan senyawa-senyawa

  III

  jenis [M (NH ) Cl ] yang ternyata tidak

  3

  3

  3

  terion, maka teori-teori Werner tentang rumus kompleks diatas benar. Teori rantai dari Blomstrand & Jorgensen untuk rumus kompleks [Co(NH ) Cl ] yang dinyatakan

  3

  3

  3

  sebagai rumus IV ternyata salah, sebab

  

Struktur Kompleks

Werner

Struktur Kompleks

Werner

  

Struktur Kompleks

Werner

Struktur Kompleks

Werner

  Penentuan Struktur Geometri Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Senyawa Kompleks oleh Werner 

  Sebelum ditemukan sinar X, para ahli kimia menentukan struktur geometri dari molekul-molekul dengan cara membandingkan isomer-isomer yang telah dikenal dengan struktur yang mungkin, yang diperoleh secara teoritis.

  

  Dengan cara demikian itu, dapat ditetapkan bahwa beberapa struktur tidak

  Penentuan Struktur Geometri Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Senyawa Kompleks oleh Werner 

  Langkah-langkah ahli kimia terdahulu tersebut juga dilakukan oleh Werner untuk menentukan struktur geometri senyawa kompleks dengan bilangan koordinasi 6.

  

  Werner melakukan langkah demikian berdasarkan anggapan bahwa ligan-ligan pada senyawa kompleks mempunyai

  Penentuan Struktur Geometri Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Senyawa Kompleks oleh Werner 

  Langkah Werner : “Isomer-isomer yang mungkin dari struktur teoritis dibandingkan dengan isomer-isomer menurut hasil eksperimen”.

  Penentuan Struktur Geometri Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Senyawa Kompleks oleh Werner 

  

Berdasarkan anggapan tersebut, maka

struktur yang mungkin dari kompleks dengan bilangan koordinasi 6 adalah :

  1. Planar segienam,

  2. Trigonal prisma, 3. Oktahedral.

  Penentuan Struktur Geometri

Senyawa Kompleks oleh Werner

  Penentuan Struktur Geometri

Senyawa Kompleks oleh Werner

  

Tabel . Isomer-isomer yang dikenal

Kompleks Isomer dikenal

  

Planar

segienam

Trigonal prisma oktahedral MA ₅ B MA ₄ B ₂ MA ₃ B ₃ Satu Dua

  Dua Satu

Tiga (1,2;

1,3; 1,4) Tiga (1,2,3; Satu Tiga (1,2; 1,4; 1,6) Tiga (1,2,3; Satu Dua (1,2; 1,6) Dua (1,2,3; 1,2,6) Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner

  Penentuan Struktur Geometri Penentuan Struktur Geometri Senyawa Kompleks oleh Werner Senyawa Kompleks oleh Werner Kesimpulan……? Struktur geometri yang cocok untuk kompleks dengan bilangan koordinasi 6 adalah OKTAHEDRAL

  LKM 3 1.

  Buatlah alur pemikiran sistematis tentang sejarah penentuan struktur senyawa kompleks menurut teori-teori klasik senyawa kompleks! (boleh menggunakan diagram, flow chart, atau uraian paragrap) 2. Jelaskan mengapa teori rantai Blomstrand- Jorgensen dianggap gagal dalam menjelaskan senyawa kompleks? 3. Jelaskan kelebihan teori koordinasi Werner

  RANGKUMAN 

  Sejarah penemuan senyawa kompleks atau koordinasi dianggap sejak

penemuan CoCl3.6H2O oleh Tassaert

tahun 1798.

   Teori klasik yang mencoba menjelaskan senyawa koordinasi adalah teori rantai Blomstrand-Jorgensen dan teori

INSTRUMEN EVALUASI

   Apa yang anda ketahui tentang teori rantai Blomstrand-Jorgensen?

   Apa dasar teori rantai dalam memperkirakan struktur senyawa kompleks?

   Mengapa teori rantai dianggap gagal dalam memperkirakan struktur senyawa kompleks? Jelaskan!

   Apa yang anda ketahui tentang teori koordinasi Werner?

   Jelaskan tiga postulat penting teori koordinasi Werner!

   Jelaskan kelebihan teori koordinasi dibandingkan teori