PENGERTIAN SENYAWA KOMPLEKS DAN ION KOMP
PENGERTIAN SENYAWA KOMPLEKS DAN ION KOMPLEKS
Senyawa kompleks adalah suatu suatu senyawa yang mengandung ion kompleks
dan ion lawan (counter ion). Ion kompleks adalah ion yang tersusun dari ion
pusat (atom pusat) yang dikelilingi oleh molekul atau ion yang disebut ligan. Antara ion
pusat dengan ligan terjadiikatan koordinasi. Jumlah ikaan koordinasi yang terjadi antara
atompusat dengan ligan disebut bilangan koordinasi.
Contoh ion kompleks
[Cu(H2O)4]2+ : atom pusatnya adalah Cu2+
Ligannya adalah H2O
Bilangan koordinasinya = 4
Atom pusat merupakan atom atau ion yang mempunyai orbital kosong yang dapat
ditempati oleh pasangan elektron dari suatu ligan. Unsur-unsur transisi dapat menjadi
atom pusat suatu ion kompleks karena mempunyai orbital kosong di subkulit 3d atau 4p.
Ligan dari suatu ion kompleks dapat berupa molekul netral atau anion yang mempunyai
pasangan elektron bebas yang digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi dengan
atom pusat.
Unsur-unsur transisi umumnya mempunyai konfigurasi elektron dengan subkulit d yang
belum penuh. Dengan demikian dapat memberikan orbital kosong untuk membentuk
ikatan koordinasi dengan pasangan elektron dari ligan yang diikatnya.
1.
TATA NAMA SENYAWA KOMPLEKS
Penamaan senyawa kompleks menurut IUPAC mengikuti aturan sebagai berikut:
a. Nama kation (ion positif) disebut lebih dahulu, baru kemudian diikuti dengan nama
anion (ion negatif) sperti pada penamaan senyawa ion.
b. Pada ion kompleks, urutan penyebutannya adalah: jumlah ligan – nama ligan – nama
atom pusat (bilangan oksidasi atom pusat)
c. Jumlah ligan disebut dengan nama latin.
1: mono
4: tetra
2: di
5: penta
3: tri
6: heksa
d. Nama ligan ditambah dengan akhiran –o dengan cara:
1. Ligan-ligan yang berakhiran –ida diganti dengan –o.
2. Ligan-ligan yang berakhiran –it atau –at diganti dengan –ito dan –ato.
3. Ligan netral diberi nama sesuai nama molekulnya (dalam bahasa latin)
Tabel beberapa nama ligan
Nama sebagai
Rumus kimia
Nama sebagai anion
Cl–
klorida
Kloro
CN–
sianida
Siano
F–
fluorida
Fluoro
O2-
oksida
Okso
S2O32-
tiosulfat
Tiosulfato
NO2–
nitrit
Nitrito
C2O42-
oksalat
oksalato
SCN–
tiosianat
Tiosianato
H2O
Air
Aquo
ligan
NH3
amonia
Amin
e. Jika ligannya lebih dari satu macam, urutan penyebutannya dimulai sesuai dengan
urutan abjad nama depan dari ligan tersebut.
f. Nama atom atau ion pusat:
1. Jika ion kompleksnya bermuatan negatif, nama atom pusat diberi akhiran –at.
2. Jika ion kompleksnya tidak bermuatan atau bermuatan positif, tidak ditambah
akhiran.
g. Bilangan oksidasi atompusat ditulis dengan angka Romawi dalam kurung setelah nama
atom pusat.
Contoh senyawa kompleks:
[Co(H2O)6]3+ : ion heksaaquokobalt (III)
[Cr(NH3)5Cl]2+ : ion pentaminoklorokrom (III)
[Fe(CN)6]4-
: ion heksasianoferat (II)
[Ag(NH3)2]+
: ion diaminperak(I)
[Ag(S2O3)2]3-
:
ion ditiosulfatoargentat (I)
Na3[Cr(NO2)6] : natrium heksanitroferat (II)
2. STRUKTUR ION KOMPLEKS
Ion kompleks terbentuk karena adanya ikatan koordinasi antara atom pusat dengan ligan.
Atom pusat menyediakan orbital kosong yang akan ditempati oleh pasangan elektron dari
ligan. Menurut teori Warner, ikatan terbentuk melalui pembentukan orbital gabungan dari
atom pusat. Orbital gabungan ini sering disebut dengan ortbital bastar atau hibridisasi.
3. IONISASI SENYAWA KOMPLEKS
Apabila senyawa kompleks mengalami ionisasi dalam air, maka akan dihasilkan ion
kompleks dan ion sederhana, atau ion kompleks kedua-duanya.
Contoh senyawa kompleks:
K4[Fe(CN)6](aq) → 4K+(aq) + [Fe(CN)6]4-(aq)
[Cr(NH3)6]Cl3(aq) → [Cr(NH3)6]3+(aq) + 3Cl–(aq)
[Cr(NH3)4Cl2]Cl(aq) → [Cr(NH3)4Cl2]+(aq) + Cl–(aq)
Reaksi-rekai tersebut dapat digunakan untuk menentukan bilangan koordinasi dan
struktur ion kompleks.
Contoh:Suatu senyawa kompleks dengan rumus molekul CrCl3.6H2O mempunyai
beberapa kemungkinan struktur yaitu:
[Cr(H2O)6]Cl3; [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O; [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O; atau [Cr(H2O)3Cl3].3H2O.
Dari beberapa kemungkinan tersebut, untuk memastikan struktur yang sesuai dengan
keadaan sebenarnyaa, dapat dilakukan pelarutan senyawa tersebut ke dalam air dan
mereaksikannya dengan larutan AgNO3. Berdasarkan perbandingan mol secara
stoikiometris, jika kemungkinan strukturnya adalah [Cr(H2O)6]Cl3, setiap satu mol
senyawa ini akan menghasilkan 3 mol endapan AgCl, sesuai dengan reaksi berikut.
[Cr(H2O)6]Cl3(aq) → [Cr(H2O)6]3+(aq) + 3Cl–(aq)
1 mol
3 mol
Ag+(aq) + 3Cl–(aq) → AgCl(s)
3 mol
3 mol
Jika strukturnya sebagai [Cr(H2O)6Cl2]Cl.2H2O, setiap 1 mol senyawa ini akan
menghasilkan 1 mol endapan AgCl, sesuai reaksi berikut:
[Cr(H2O)6Cl2]Cl.2H2O(aq) → [Cr(H2O)6Cl2]+(aq) + Cl–(aq) + 2H2O(l)
1mol
1 mol
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl(s)
1 mol
1 mol
Berbicara mengenai unsur-unsur golongan transisi sangatlah mengasyikkan.
Terutama unsur transisi yang dikelompokkan sebagai blok–d di dalam sistem periodik
unsur mempunyai banyak sekali keistimewaan apabila ditelaah dari konfigurasi
elektronnya. Berdasarkan konfigurasi elektron ini bisa dipelajari juga sifat fisisnya, antara
lain tren dalam panjang diameter atomnya, standar entalpi maupun potensial reduksi, sifat
magnetnya, dan penampakannya yang berwarna-warni.
Pertama-tama, mari kita pelajari mengapa unsur-unsur transisi ini menunjukkan
warna warni yang sangat menarik. Unsur transisi blok-d memiliki orbital 3d yang masih
kosong atau yang baru yang diisi sebagian oleh elektron, sehingga memungkinkan
transisi elektron dari satu orbital ke orbital lainnya. Inilah yang menyebabkan mereka
berwarna-warni. Pada gambar larutan ion beberapa unsur transisi di atas, kita bisa lihat
warna ungu kemerahan, hijau, biru, dan bening. Mari kita coba uraikan pengisian
orbital untuk dan yang warnanya kontras satu sama lain.
Konfigurasi elektron (melepas 2 elektron) adalah:
Sementara itu, konfigurasi elektron untuk Zn2+ adalah:
Di sini kita bisa lihat orbital d pada Co+2 masih belum penuh, sedangkan
pada Zn2+ sudah terisi penuh. Perbedaan pengisian orbital ini menghasilkan warna yang
berbeda. Transisi elektron akan menyerap panjang gelombang komplementer dari warna
yang bersesuaian.
Selanjutnya, apa untungnya orbital-orbital kosong maupun orbital yang belum
penuh elektronnya tersebut? Adanya tempat untuk elektron itu berpotensi bagi logamlogam transisi untuk berikatan dengan senyawa yang disebut ligan (ligand). Dalam hal
ini, ligan bersifat sebagai basa Lewis (Lewis base), yang berperan sebagai donor elektron,
yaitu karena ligan mempunyai pasangan elektron bebas untuk disumbangkan, sedangkan
logam transisi menyediakan orbital kosong yang berperan sebagai asam Lewis. Ikatan
seperti inilah yang dinamakan ikatan kovalen koordinasi. Sebagai contohnya adalah
kompleks
, dengan Ag berperan sebagai logam pusat (Lewis acid)
3
sedangkan NH dengan N yang mempunyai sepasang elektron bebas berperan sebagai
basa lewis. Sementara itu, SO24- berperan untuk mengompensasi muatan total dalam
senyawa kompleks tersebut.
Reaksi pembentukan kompleks
adalah sebagai berikut:
Contoh sederhana ini menghasilkan molekul kompleks
yang bisa ditebak
geometrinya, yaitu linear (sudut
adalah
). Kaitannya dengan
konfigurasi elektron adalah hibridisasi orbital yang terbentuk, yaitu untuk linear biasanya
diformulasikan sp. Beberapa geometri lainnya misalnya
tetrahedral),
(oktahedral), serta
(segi empat planar).
seperti sp3
(untuk
Apa sebenarnya manfaat pengetahuan dasar geometri seperti ini dipelajari? Coba
perhatikan struktur molekul tiga dimensi (3D) dari MOF-5 (Metal Organic Frameworks)
berikut ini.
Cluster
digambarkan di sebelah kiri dalam bentuk model ball and
stick (Zn, biru; O, hijau; C, abu). Gambar tengah sebenarnya sama, yaitu
, tetapi
digambarkan dalam bentuk tetrahedron (berupa warna hijau). Dan di sebelah kanan juga
sama, hanya saja tetrahedral
digambarkan dalam warna biru.
Di sinilah letak seninya geometri dalam kimia, dan bisa diistilahkan sebagai
bidang ilmu rekayasa kristal (crystal engineering) atau bisa disebut sebagai arsitektur
kimia. Bagaimana kita bisa merancang molekul yang artistik, dipelajari ikatan/ interaksi
antara logam dengan ligan (senyawa organik), bagaimana stabilitas termal senyawa itu,
dan dikaitkan dengan segala potensi yang mungkin diaplikasikan. Untuk MOFs sendiri
banyak sekali aplikasi yang bisa diterapkan. Isu paling panas adalah sebagai penyimpan
hidrogen, yang merupakan bahan fuel cell yang dalam pemakaiannya bebas polusi karena
hanya
mempunyai
produk
samping
berupa
air
(melalui
reaksi
). Selain itu, MOFs digunakan sebagai katalis
heterogen karena sifat logamnya yang dapat berperan sebagai asam Lewis, atau karena
karena modifikasi ligan dalam pori sehingga bisa menciptakan sisi aktif untuk katalis.
MOFs juga bisa digunakan dalam proses penyaluran obat dalam sel tubuh, sebagai
sensor, magnet, dan masih banyak lagi.
TINGKAT ENERGI ROTASI
Senyawa kompleks adalah suatu suatu senyawa yang mengandung ion kompleks
dan ion lawan (counter ion). Ion kompleks adalah ion yang tersusun dari ion
pusat (atom pusat) yang dikelilingi oleh molekul atau ion yang disebut ligan. Antara ion
pusat dengan ligan terjadiikatan koordinasi. Jumlah ikaan koordinasi yang terjadi antara
atompusat dengan ligan disebut bilangan koordinasi.
Contoh ion kompleks
[Cu(H2O)4]2+ : atom pusatnya adalah Cu2+
Ligannya adalah H2O
Bilangan koordinasinya = 4
Atom pusat merupakan atom atau ion yang mempunyai orbital kosong yang dapat
ditempati oleh pasangan elektron dari suatu ligan. Unsur-unsur transisi dapat menjadi
atom pusat suatu ion kompleks karena mempunyai orbital kosong di subkulit 3d atau 4p.
Ligan dari suatu ion kompleks dapat berupa molekul netral atau anion yang mempunyai
pasangan elektron bebas yang digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi dengan
atom pusat.
Unsur-unsur transisi umumnya mempunyai konfigurasi elektron dengan subkulit d yang
belum penuh. Dengan demikian dapat memberikan orbital kosong untuk membentuk
ikatan koordinasi dengan pasangan elektron dari ligan yang diikatnya.
1.
TATA NAMA SENYAWA KOMPLEKS
Penamaan senyawa kompleks menurut IUPAC mengikuti aturan sebagai berikut:
a. Nama kation (ion positif) disebut lebih dahulu, baru kemudian diikuti dengan nama
anion (ion negatif) sperti pada penamaan senyawa ion.
b. Pada ion kompleks, urutan penyebutannya adalah: jumlah ligan – nama ligan – nama
atom pusat (bilangan oksidasi atom pusat)
c. Jumlah ligan disebut dengan nama latin.
1: mono
4: tetra
2: di
5: penta
3: tri
6: heksa
d. Nama ligan ditambah dengan akhiran –o dengan cara:
1. Ligan-ligan yang berakhiran –ida diganti dengan –o.
2. Ligan-ligan yang berakhiran –it atau –at diganti dengan –ito dan –ato.
3. Ligan netral diberi nama sesuai nama molekulnya (dalam bahasa latin)
Tabel beberapa nama ligan
Nama sebagai
Rumus kimia
Nama sebagai anion
Cl–
klorida
Kloro
CN–
sianida
Siano
F–
fluorida
Fluoro
O2-
oksida
Okso
S2O32-
tiosulfat
Tiosulfato
NO2–
nitrit
Nitrito
C2O42-
oksalat
oksalato
SCN–
tiosianat
Tiosianato
H2O
Air
Aquo
ligan
NH3
amonia
Amin
e. Jika ligannya lebih dari satu macam, urutan penyebutannya dimulai sesuai dengan
urutan abjad nama depan dari ligan tersebut.
f. Nama atom atau ion pusat:
1. Jika ion kompleksnya bermuatan negatif, nama atom pusat diberi akhiran –at.
2. Jika ion kompleksnya tidak bermuatan atau bermuatan positif, tidak ditambah
akhiran.
g. Bilangan oksidasi atompusat ditulis dengan angka Romawi dalam kurung setelah nama
atom pusat.
Contoh senyawa kompleks:
[Co(H2O)6]3+ : ion heksaaquokobalt (III)
[Cr(NH3)5Cl]2+ : ion pentaminoklorokrom (III)
[Fe(CN)6]4-
: ion heksasianoferat (II)
[Ag(NH3)2]+
: ion diaminperak(I)
[Ag(S2O3)2]3-
:
ion ditiosulfatoargentat (I)
Na3[Cr(NO2)6] : natrium heksanitroferat (II)
2. STRUKTUR ION KOMPLEKS
Ion kompleks terbentuk karena adanya ikatan koordinasi antara atom pusat dengan ligan.
Atom pusat menyediakan orbital kosong yang akan ditempati oleh pasangan elektron dari
ligan. Menurut teori Warner, ikatan terbentuk melalui pembentukan orbital gabungan dari
atom pusat. Orbital gabungan ini sering disebut dengan ortbital bastar atau hibridisasi.
3. IONISASI SENYAWA KOMPLEKS
Apabila senyawa kompleks mengalami ionisasi dalam air, maka akan dihasilkan ion
kompleks dan ion sederhana, atau ion kompleks kedua-duanya.
Contoh senyawa kompleks:
K4[Fe(CN)6](aq) → 4K+(aq) + [Fe(CN)6]4-(aq)
[Cr(NH3)6]Cl3(aq) → [Cr(NH3)6]3+(aq) + 3Cl–(aq)
[Cr(NH3)4Cl2]Cl(aq) → [Cr(NH3)4Cl2]+(aq) + Cl–(aq)
Reaksi-rekai tersebut dapat digunakan untuk menentukan bilangan koordinasi dan
struktur ion kompleks.
Contoh:Suatu senyawa kompleks dengan rumus molekul CrCl3.6H2O mempunyai
beberapa kemungkinan struktur yaitu:
[Cr(H2O)6]Cl3; [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O; [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O; atau [Cr(H2O)3Cl3].3H2O.
Dari beberapa kemungkinan tersebut, untuk memastikan struktur yang sesuai dengan
keadaan sebenarnyaa, dapat dilakukan pelarutan senyawa tersebut ke dalam air dan
mereaksikannya dengan larutan AgNO3. Berdasarkan perbandingan mol secara
stoikiometris, jika kemungkinan strukturnya adalah [Cr(H2O)6]Cl3, setiap satu mol
senyawa ini akan menghasilkan 3 mol endapan AgCl, sesuai dengan reaksi berikut.
[Cr(H2O)6]Cl3(aq) → [Cr(H2O)6]3+(aq) + 3Cl–(aq)
1 mol
3 mol
Ag+(aq) + 3Cl–(aq) → AgCl(s)
3 mol
3 mol
Jika strukturnya sebagai [Cr(H2O)6Cl2]Cl.2H2O, setiap 1 mol senyawa ini akan
menghasilkan 1 mol endapan AgCl, sesuai reaksi berikut:
[Cr(H2O)6Cl2]Cl.2H2O(aq) → [Cr(H2O)6Cl2]+(aq) + Cl–(aq) + 2H2O(l)
1mol
1 mol
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl(s)
1 mol
1 mol
Berbicara mengenai unsur-unsur golongan transisi sangatlah mengasyikkan.
Terutama unsur transisi yang dikelompokkan sebagai blok–d di dalam sistem periodik
unsur mempunyai banyak sekali keistimewaan apabila ditelaah dari konfigurasi
elektronnya. Berdasarkan konfigurasi elektron ini bisa dipelajari juga sifat fisisnya, antara
lain tren dalam panjang diameter atomnya, standar entalpi maupun potensial reduksi, sifat
magnetnya, dan penampakannya yang berwarna-warni.
Pertama-tama, mari kita pelajari mengapa unsur-unsur transisi ini menunjukkan
warna warni yang sangat menarik. Unsur transisi blok-d memiliki orbital 3d yang masih
kosong atau yang baru yang diisi sebagian oleh elektron, sehingga memungkinkan
transisi elektron dari satu orbital ke orbital lainnya. Inilah yang menyebabkan mereka
berwarna-warni. Pada gambar larutan ion beberapa unsur transisi di atas, kita bisa lihat
warna ungu kemerahan, hijau, biru, dan bening. Mari kita coba uraikan pengisian
orbital untuk dan yang warnanya kontras satu sama lain.
Konfigurasi elektron (melepas 2 elektron) adalah:
Sementara itu, konfigurasi elektron untuk Zn2+ adalah:
Di sini kita bisa lihat orbital d pada Co+2 masih belum penuh, sedangkan
pada Zn2+ sudah terisi penuh. Perbedaan pengisian orbital ini menghasilkan warna yang
berbeda. Transisi elektron akan menyerap panjang gelombang komplementer dari warna
yang bersesuaian.
Selanjutnya, apa untungnya orbital-orbital kosong maupun orbital yang belum
penuh elektronnya tersebut? Adanya tempat untuk elektron itu berpotensi bagi logamlogam transisi untuk berikatan dengan senyawa yang disebut ligan (ligand). Dalam hal
ini, ligan bersifat sebagai basa Lewis (Lewis base), yang berperan sebagai donor elektron,
yaitu karena ligan mempunyai pasangan elektron bebas untuk disumbangkan, sedangkan
logam transisi menyediakan orbital kosong yang berperan sebagai asam Lewis. Ikatan
seperti inilah yang dinamakan ikatan kovalen koordinasi. Sebagai contohnya adalah
kompleks
, dengan Ag berperan sebagai logam pusat (Lewis acid)
3
sedangkan NH dengan N yang mempunyai sepasang elektron bebas berperan sebagai
basa lewis. Sementara itu, SO24- berperan untuk mengompensasi muatan total dalam
senyawa kompleks tersebut.
Reaksi pembentukan kompleks
adalah sebagai berikut:
Contoh sederhana ini menghasilkan molekul kompleks
yang bisa ditebak
geometrinya, yaitu linear (sudut
adalah
). Kaitannya dengan
konfigurasi elektron adalah hibridisasi orbital yang terbentuk, yaitu untuk linear biasanya
diformulasikan sp. Beberapa geometri lainnya misalnya
tetrahedral),
(oktahedral), serta
(segi empat planar).
seperti sp3
(untuk
Apa sebenarnya manfaat pengetahuan dasar geometri seperti ini dipelajari? Coba
perhatikan struktur molekul tiga dimensi (3D) dari MOF-5 (Metal Organic Frameworks)
berikut ini.
Cluster
digambarkan di sebelah kiri dalam bentuk model ball and
stick (Zn, biru; O, hijau; C, abu). Gambar tengah sebenarnya sama, yaitu
, tetapi
digambarkan dalam bentuk tetrahedron (berupa warna hijau). Dan di sebelah kanan juga
sama, hanya saja tetrahedral
digambarkan dalam warna biru.
Di sinilah letak seninya geometri dalam kimia, dan bisa diistilahkan sebagai
bidang ilmu rekayasa kristal (crystal engineering) atau bisa disebut sebagai arsitektur
kimia. Bagaimana kita bisa merancang molekul yang artistik, dipelajari ikatan/ interaksi
antara logam dengan ligan (senyawa organik), bagaimana stabilitas termal senyawa itu,
dan dikaitkan dengan segala potensi yang mungkin diaplikasikan. Untuk MOFs sendiri
banyak sekali aplikasi yang bisa diterapkan. Isu paling panas adalah sebagai penyimpan
hidrogen, yang merupakan bahan fuel cell yang dalam pemakaiannya bebas polusi karena
hanya
mempunyai
produk
samping
berupa
air
(melalui
reaksi
). Selain itu, MOFs digunakan sebagai katalis
heterogen karena sifat logamnya yang dapat berperan sebagai asam Lewis, atau karena
karena modifikasi ligan dalam pori sehingga bisa menciptakan sisi aktif untuk katalis.
MOFs juga bisa digunakan dalam proses penyaluran obat dalam sel tubuh, sebagai
sensor, magnet, dan masih banyak lagi.
TINGKAT ENERGI ROTASI