HIBRIDISASI Mengenal Hibridisasi Kimia – Dalam Dalam ilmu kimia atom dikenal ada yang namanya hibridisasi. Apa sebenarnya hibridisasi itu? Hibridisasi dapat didefinisikan sebagai peleburan orbital-orbital dari tingkat energy yang berbeda menjadi orbital yang orbital yang energinya setingkat. Menentukan hibridisasi dapat diperoleh dari domain electron dengan melihat PEB dan PEI yang dipromosikan atau perpindahan elektron diatom pusat yang memiliki jumlah elektron penuh dalam orbital tersebut, harus dipromosi ke orbital selanjutnya agar diperoleh orbital setengah penuh untuk mengikat elektron pada ikatannya.
Bentuk-Bentuk Molekul dan Hibridisasinya Hibridisasinya Domain Elektron
2 3
2 3
0 0
sp sp
Tipe Molekul AX2 AX2
4
2 4 3
1 0 1
sp sp Sp Sp
AX2E AX4 AX3E
2 5
2 0
Sp Sp d
AX2E2 AX5
3 2 6 4
2 3 0 2
Sp Sp Sp Sp
AX3E2 AX2E3 AX6 AX4E2
5
1
Sp d
5
6
PEI
PEB
Hibridisasi
d d d d
AX5E
Bentuk Molekul linier Segi tiga sama sisi sudut Tetra hedral Trigonal piramida Bentuk V Trigonal bipiramida Bentuk T linier oktahedral Segiempat planar Piramida segiempat
Contoh
BeCl2 BCl3 SO2 CH4 NH3 ; PCl3 H2O PCl5 IF3 XeF2 SF6 XeF4 IF5
Untuk Lebih Jelasnya Mengenai hibridisasi ini mari sobat kita lihat bersama contoh berikut:
BCl3 (senyawa Boron Triclorida) Daari senyawa di atas unsur yang menjadi unsur pusat yaitu B (Boron). Maka, B yag memiliki nomor atom 5, kemudian elektron dikonfigurasikan. 2 2 1 B = 1s , 2s , 2p 5
Elektron valensi = 3
Dari konfigurasi elektron di atas kita dapat digambarkan diagram orbital a wal dari elektron valensi Boron adalah
2s2, 2p1 Orbital di atas belum mengalami hibridisasi. Kemudia untuk dapat memasankan elektron pada boron dengan elektro dari atom kloring diperlukan 3 buah elektron yang tidak berpasangan. Nah untuk mendapatkan 3 elektron tidak berpasangan inilah dilakukan perpindahan elektron dari orbital yang disebut hibridisasi. Berikut diagram orbital atom boron setelah hibridisasi
Dari diagram di atas terjadi hibridisasi yang terdiri dari 1 2 orbital s dan orbital p yang awalnya sp menjadi sp dan menghasilkan molekul berbentuk segitiga sama sisi. Buat menambah pemahaman sobat kita ulas lagi satu contoh berikut:
Hibridisasi dalam molekul PCl 5 molekul PCl5 diketahui berbentuk bipiramida trigonal. Atom phosfor (nomor atom =15) mempunyai konfigurasi elektron sebagai berikut. 2
3
15P : [Ne] 3s 3p
Supaya dapat membentuk 5 ikatan kovalen, maka 1 elektron dari orbital 3s harus dipromosikan ke orbital 3d. Selanjutnya orbital 3s , ketiga orbital 3p, dan 1 orbital 3d mengalami hibridisasi membentuk orbital hibrida sp3d yang berbentuk bipiramida trigonal. 2
3
0
3
1
15P : [Ne] 3s 3p 3d
Promosi menjadi 1
15P : [Ne] 3s 3p 3d
Hibridisasi dari atom P pada PCl5 adalah sp3d1. Demikian tadi sobat konsep sederhana hibridisasi dan contoh hibridisasi kimia yang terjadi pada atom boron dan phosphor pada senyawa BCl3 dan PCl5. Semoga bermanfaat dan selamat belajar.
Penentuan bentuk molekul dari beberapa molekul dapat lebih jelas jika kalian perhatikan contoh soal berikut.
Contoh Soal :
Tentukan PEB, PEI, serta notasi VSEPR dan bentuk molekul dari:
a. CH4 b. NH3
Jawaban :
a. CH4
Atom pusat C memiliki nomor atom 6, dengan konfigurasi elektron: 1s2, 2s2, 2p2, sehingga mempunyai 4 elektron valensi. Atom C mengikat 4 atom H yang masing-masing memiliki 1 elektron tunggal, sehingga:
Jumlah atom
:
C = 4 x 1 = 4 elektron H = 4 x 1 = 4 elektron 8 elektron
+
Dari 8 elektron (4 pasang elektron) tersebut, keempatnya merupakan PEI (Pasangan Elektron Ikatan) dengan 1 elekton atom C berikatan dengan 1 elektron atom H. Berdasarkan data pada Tabel 1, kita dapat menyimpulkan bahwa molekul CH4 dengan notasi VSEPR AX4, memiliki bentuk molekul tetrahedron (tetrahedral).
Gambar 5. Bentuk molekul CH4.
b. NH3
Atom pusat N memiliki nomor atom 7, dengan konfigurasi elektron: 1s2, 2s2, 2p3, sehingga memiliki 5 elektron valensi. Atom C mengikat 3 atom H yang masing-masing memiliki 1 elektron tunggal, sehingga:
Jumlah atom
:
N = 5 x 1 = 4 elektron H = 3 x 1 = 4 elektron 8 elektron
+
Dari 8 elektron (4 pasang elektron) tersebut, 3 pasang merupakan PEI (3 elekton atom N berikatan dengan 3 elektron atom H), dan sepasang elektron merupakan PEB (Pasangan Elektron Bebas). Berdasarkan data pada Tabel 1, kita dapat menyimpulkan bahwa molekul NH3 dengan notasi VSEPR AX3E memiliki bentuk molekul piramida trigonal.
Cara Menentukan Bentuk Molekul Berdasarkan Teori VSEPR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tentukan atom pusatnya. Cari tahu nomor atomnya dan buat konfigurasi elektronnya. Tentukan jumlah elektron valensinya. Tentukan jumlah domain elektron dari atom lain yang berikatan (ligan). Jumlahkan elektron dari semua atom. Bagilah dua untuk mendapatkan jumlah pasangan elektron. Tentukan PEI berdasarkan jumlah atom yang terikat pada atom pusat, sisanya merupakan PEB. 8. Tentukan notasi VSEPR dan bentuk molekul berdasarkan jumlah PEB dan PEI (lihat tabel 1. sebagai acuan). 9. 2. Bentuk Molekul Berdasarkan Teori Hibridisasi
Orbital hibrida adalah orbital yang terbentuk sebagai hasil penggabungan (hibridisasi) 2 atau lebih orbital atom. Sebagai contoh, sebuah atom C yang pada kulit valensinya memiliki 3 orbital, yaitu 2s2, 2px1, 2pyl, dan sebuah orbital kosong, 2pz°. Keempat orbital ini dapat berhibridisasi membentuk empat orbital hibrida sp3. Masing-masing orbital hibrid dari atom C inilah yang digunakan untuk berikatan dengan 4 orbital s dari 4 atom H membentuk sebuah molekul CH4 Keempat ikatan ini saling mem-bentuk sudut tetrahedron. Lebih jelasnya, lihatlah Gambar 6.
Gambar 6. Bentuk molekul CH4 berdasarkan teori hibridisasi.
Dalam molekul C2H4, 1 orbital s dan 2 orbital p dalam scbuah atom C dapat membentuk 2 orbital hibrida sp2 dengan sudut 120°, sedangkan dalam molekul C2H2, 1 orbital s dan 2 orbital p dapat membentuk 1 orbital hibrid sp (linear). Perhatikan contoh molekul NH3 pada Gambar 7.
Gambar 7. Molekul NH3.
Bila bentuk molekul didasarkan pada tolakan pasangan elektron, NH3 dengan notasi VSEPR AX3 memiliki bentuk molekul piramida trigonal. Bagaimana bentuk molekulnya berdasarkan hibridisasi orbital?
Atom N memiliki nomor atom 7 dan konfigurasi elektronnya 1s2, 2s2, 2px1, 2py1, dan 1 2pz . Karena memiliki 3 atom tunggal pada orbital 2p, maka atom N dapat membentuk 3 ikatan kovalen dengan atom H secara ekuivalen, sehingga sudut N-H-N sebesar 107 C. Mengingat sudut ikatan mendekati sudut tetrahedron (sp3), maka untuk menambahkan 1 orbital lagi dipakai orbital 2s2. Akhirnya, atom N menggunakan 4 orbital atom untuk berikatan, 1 orbital dengan elektron berpasangan dan 3 orbital lain dengan elektron tunggal. Perhatikan Gambar 8. agar lebih jelas.
Gambar 8. Bentuk molekul berdasarkan hibridisasi dari NH3
