BAB II PEMBAHASAN 2.1 Sejarah teori orbital molekul
The Molecular Orbital Theory, awalnya dikembangkan oleh Robert S. Mullikan, menggabungkan gelombang seperti karakteristik elektron dalam menggambarkan perilaku ikatan. Dalam Molecular Orbital Theory, ikatan antara atom digambarkan sebagai kombinasi dari
orbital
atom
mereka. Sementara Obligasi
Teori
Valence dan Lewis
Struktur cukup Struktur cukup
menjelaskan model sederhana, Molecular Orbital Theory menyediakan jawaban bagi pertanyaan yang lebih kompleks. Dalam Molecular Orbital Theory, elektron terdelokalisasi. Elektron dianggap terdelokalisasi ketika mereka tidak ditugaskan untuk atom tertentu atau obligasi (seperti dalam kasus dengan Lewis Struktur). Sebaliknya, elektron "dioleskan keluar" di seluruh molekul. The Molecular Orbital Theory memungkinkan seseorang untuk memprediksi distribusi elektron dalam molekul yang pada gilirannya dapat membantu memprediksi sifat molekul seperti bentuk, magnet, dan Obligasi Order 2.2 Prinsip Molecular Orbital Theory
Dalam molekul, orbital atom bergabung membentuk orbital molekul yang mengelilingi molekul. Serupa dengan orbital atom, orbital molekul adalah fungsi gelombang memberikan probabilitas menemukan sebuah elektron ele ktron di daerah tertentu dari molekul. Setiap molekul mo lekul orbital hanya dapat memiliki 2 elektron, masing-masing dengan den gan spin berlawanan. Ambil molekul hidrogen (H 2) misalnya. Ini memiliki dua orbital molekul, suatu orbital anti ikatan dan orbital ikatan. Dibandingkan dengan orbital atom asli, ikatan orbital molekul memiliki energi yang lebih rendah dan karena itu lebih stabil. Dimana orbital atom saling tumpang tindih, ada peningkatan kerapatan elektron dan karena itu peningkatan intensitas muatan negatif. Peningkatan muatan negatif menyebabkan inti yang bisa ditarik lebih dekat bersama-sama. Karena energi potensial lebih rendah dalam ikatan molekul dibandingkan orbital atom yang terpisah, itu lebih hemat energi untuk elektron untuk tinggal di sebuah ikatan molekul daripada didorong kembali ke 1s orbital atom yang terpisah. Ini adalah apa yang membuat obligasi dari berantakan. Sebuah ikatan orbital hanya dapat dibentuk jika orbital atom penyusunnya memiliki fase yang sama (di sini
diwakili oleh warna). Fungsi gelombang elektron dari fase yang sama mengganggu konstruktif yang mengarah ke ikatan.
Prinsip
Detail / Contoh
1 Total jumlah orbit molekular Molekul H 2 terdiri dari dua atom H. Kedua atom H memiliki orbital 1s, jadi
sama dengan jumlah orbital atom ketika terikat bersama, oleh karena itu ada dua orbital molekul. dari menggabungkan atom 2 Ikatan orbital molekul memiliki Ikatan orbital molekul membantu menstabilkan sistem atom karena lebih
energi kurang dari orbital atom sedikit energi yang berhubungan dengan atom terikat sebagai lawan dari konstituen sebelum ikatan Antibonding
orbital
memiliki lebih
sistem atom terikat.
molekul Demikian juga, antibonding orbital molekul menyebabkan sistem yang akan
banyak energi unstabilized karena lebih banyak energi yang berhubungan dengan atom
daripada orbital atom konstituen terikat daripada sistem atom terikat. sebelum ikatan. 3 Setelah
kedua prinsip
eksklusi Elektron mengisi orbital dengan energi terendah duluan. Tidak lebih dari 2
Pauli dan aturan Hund , elektron elektron dapat menempati 1 orbital molekul pada suatu waktu. Selain itu, mengisi
orbital
meningkatkan semua orbital pada tingkat energi harus diisi dengan satu elektron sebelum
energi.
mereka dapat dipasangkan. (Lihat diagram kedua di bawah)
4 Orbital molekul yang terbaik Molecular Orbital Konfigurasi Li 2:
terbentuk
ketika
terdiri
orbital atom energi seperti.
dari 2s)
1s)
Ikatan
1s)
2
2
meninggalkan
*
1s)
22
dan antibonding 2s)
2
*
1s)
2
membatalkan satu sama lain,
sebagai elektron valensi yang terlibat dalam ikatan
atom '.
Jika orbital atom memiliki fase yang berbeda, mereka mengganggu destruktif dan antibonding orbital molekul terbentuk (lihat bagian atas dari gambar di bawah). Antibonding orbital molekul memiliki energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan orbital atom dari atom
konstituen mereka. Ketika antibonds terbentuk, interaksi menciptakan penurunan intensitas muatan negatif, yang menyebabkan penurunan daya tarik plus minus dalam ikatan molekul. Tarik yang lebih kecil ini menyebabkan energi potensial yang lebih tinggi. Jenis obligasi mendestabilkan tarik antara atom-atom, sehingga jumlah orbital antibonding dalam molekul harus kurang dari jumlah orbital ikatan.
2.3 Obligasi Sigma
Orbital molekul yang simetris terhadap sumbu ikatan disebut orbital molekul sigma, sering disingkat dengan huruf Yunani σ. Diagram ke kiri menunjukkan 1s orbital dari atom Hidrogen 2 membentuk orbital sigma. Ada dua jenis orbital sigma terbentuk, antibonding orbital sigma (disingkat σ *), dan ikatan orbital sigma (σ disingkat). Dalam orbital ikatan sigma, dalam fase tumpang tindih orbital atom ujung ke ujung menyebabkan peningkatan kerapatan elektron di sepanjang sumbu ikatan. Dimana orbital atom saling tumpang tindih, ada peningkatan kerapatan
elektron dan karena itu peningkatan intensitas muatan negatif. Peningkatan muatan negatif menyebabkan inti yang bisa ditarik lebih dekat bersama-sama. Dalam sigma antibonding orbital (σ *), keluar dari fase 1s orbital mengganggu destruktif yang menghasilkan kerapatan elektron rendah antara inti seperti yang terlihat di ba gian atas diagram. Diagram di bawah ini adalah representasi dari tingkat energi ikatan dan orbital antibonding terbentuk dalam molekul hidrogen. Dua orbital molekul dibentuk, satu antibonding (σ *) dan satu ikatan (σ).Dua elektron dalam molekul hidrogen memiliki spin antiparalel.Perhatikan bahwa σ * orbital kosong dan memiliki energi yang lebih tinggi daripada orbitalσ.
Sigma orbital ikatan dan orbital antibonding juga dapat terbentuk antara orbital p (ditampilkan di bawah). Perhatikan bahwa orbital harus berada dalam fase untuk membentuk orbital ikatan. Orbital molekul sigma dibentuk oleh p orbital sering dibedakan dari jenis lain orbital sigma dengan menambahkan subscript p bawahnya. Jadi orbital anti ikatan ditunjukkan dalam diagram di bawah ini akan σ * p.
2.4 Obligasi pi
Obligasi ikatan pi sebagai sisi ke sisi tumpang tindih, yang kemudian menyebabkan ada menjadi ada densitas elektron sepanjang sumbu, tapi ada kepadatan di atas dan milik sumbu. Diagram di bawah menunjukkan sebuah pi antibonding molekul orbital dan ikatan pi orbital molekul.
2p y Orbital
Dua orbital atom 2p y tumpang tindih secara paralel untuk membentuk dua orbital molekul pi yang asimetris tentang sumbu obligasi
Orbital 2p z
Dua orbital 2p z tumpang tindih untuk menciptakan sepasang pi 2p dan pi * 2p orbital molekul. 2p z-2p z tumpang tindih mirip dengan 2p y-2p y tumpang tindih karena hanya orbital dari 2pz diputar 90 derajat tentang sumbu. Orbital molekul baru memiliki energi potensial yang sama seperti yang dari 2p y-2p y tumpang tindih. 2.5 Pembentukan orbital molekul
Orbital molekul diperoleh dengan menggabungkan orbital atom pada atom dalam molekul. Pertimbangkan H 2 molekul, misalnya. Salah satu orbital molekul dalam molekul ini dibangun dengan menambahkan fungsi matematika untuk dua 1 s orbital atom yang datang bersama untuk membentuk molekul ini. Lain orbital dibentuk dengan mengurangkan satu dari fungsi-fungsi ini dari yang lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Salah satu orbital ini disebut orbital molekul ikatan karena electron dalam orbital menghabiskan sebagian besar waktu mereka di wilayah tersebut secara langsung antara dua inti. Hal inidisebut sigma a (
) Orbital molekul karena terlihat seperti sebuah orbital s bila
dilihat di sepanjang ikatan HH. Elektron ditempatkan di orbital lain menghabiskan sebagian besar waktu mereka jauh dari daerah antara dua inti. Ini orbital karena itu adalah antibonding, atau bintang sigma (
*), Molecular orbital.
Itu
ikatan molekul konsentrat orbital elektron di wilayah tersebut secara langsung antara dua
inti. Menempatkan electron dalam orbital karenanya menstabilkan H 2 molekul. Karena
*
Antibonding pasukan orbital molekul electron untuk menghabiskan sebagian besar waktunya jauh dari daerah antara inti, menempatkan electron dalam orbital membuat molekul kurang stabil. Elektron ditambahkanke orbital molekul, satu per satu, dimulai dengan energy terendah orbital molekul. Kedua electron terkait dengan sepasang atom hydrogen ditempatkan dalam energy terendah, atau
ikatan, orbital molekul, seperti yang ditunjukkan pada gambar di
bawah. Diagram ini menunjukkan bahwa energy dari sebuah molekul H 2 adalah lebih rendah dari sepasang atom terisolasi. Akibatnya, H 2 molekul lebih stabil dari pada sepasang atom terisolasi.
1.6 Orbital Molekuler Tingkat Energi Kedua
2 s orbital pada satu atom menggabungkan dengan 2 s orbital yang lain untuk membentuk
2 s ikatan
dan
2 s *
antibonding orbital molekul, seperti
1 s dan
1 s *
orbital terbentuk dari 1 s orbital atom. Jika kita sewenang-wenang menentukan Z sumbu system koordinat untuk O 2 molekul sebagai sumbu sepanjang
yang bentuk obligasi, 2 orbital p z pada atom yang berdekatan akan bertemu head-on untuk membentuk
2 p ikatandan
2 p *
antibonding orbital molekul, seperti yang
ditunjukkan pada gambar di bawah. Ini disebut orbital sigma karena mereka terlihat seperti s orbital bila dilihat di sepanjang ikatan oksigen-oksigen.
2 p x orbital pada satu atom berinteraksi dengan 2 x p orbital di sisi lain untuk membentuk orbital molekul yang memiliki bentuk yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Orbital molekul ini disebut pi (
) Orbital karena
mereka terlihat seperti p orbital bila dilihat di sepanjang obligasi. Sedangkan Orbital berkonsentrasi electron sepanjang sumbu di mana inti atom berbohong, dan
* Orbital berkonsentrasi electron atas atau di bawah sumbu ini.
dan
*
2 p x orbital atom bergabung untuk membentuk
x ikatan
molekul orbital dan
x *
antibonding orbital molekul. Hal yang sama terjadi ketika 2 p y orbital berinteraksi, hanya dalam kasus ini kita mendapatkan
y dan
y *
antibonding orbital
molekul. Karena tidak ada perbedaan antara energy dari 2 p x dan y 2 p orbital atom, tidak ada perbedaan antara energidari
x dan
y atau
x *
dan
y orbital
molekul *.
Interaksi dari empat valensi orbital atom pada satu atom (2 s, 2 x p, 2 p y dan p z 2) dengan satu set empat orbital atom pada atom lain mengarah pada pembentukan dari total delapan orbital molekul:
2 s *,
2 s,
2 p,
2 p *,
x,
y,
x *,
dan
y *.
Ada perbedaan yang signifikan antara energy dari 2 s dan 2 orbital p pada atom. Sebagai hasilnya, rendah dari
2 p,
2 p *,
2 s x,
dan y,
* 2 s orbital keduanya berada pada energy lebih x *,
dan
y orbital
*. Untuk memilah energy relative
dari enam orbital molekul terbentuk ketika 2 p orbital atom pada sepasang atom digabungkan, kita perlu memahami hubungan antara kekuatan interaksi antara sepasang orbital dan energy relative dari molekul orbital mereka membentuk. Karena mereka bertemu kepala-on, interaksi antara 2 orbital p z lebih kuat dari interaksi antara 2 p x atau 2 p y orbital, yang memenuhi tepi-on. Sebagai hasilnya,
2 p terletak 2 p *
pada orbital energi yang lebih rendah daripada
orbital terletak pada energi yang lebih tinggi daripada
x dan x
y orbital,
* dan
dan
orbital
* y, seperti yang ditunjukkan padagambar di bawah.
Sayangnya interaksi yang hilang dari model ini. Hal ini dimungkinkan untuk 2 s orbital pada satu atom untuk berinteraksi dengan 2 p z orbital di sisi lain. Interaksi ini memperkenalkan unsur sp pencampuran, atau hibridisasi, dalam teori orbital molekul. Hasilnya adalah sedikit perubahan dalam energy relative dari orbital molekul, untuk memberikan diagram ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Percobaan telah menunjukkan bahwa O 2 dan F 2yang digambarkan oleh model pada gambar di atas, tetapi B 2, C 2, dan N 2 yang digambarkan oleh model yang mencakup hibridisasi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di b awah.
