KIMIA ANORGANIK II “SENYAWA KOMPLEKS DAN HIBRIDISASI UNSUR TRANSISI (V dan Cr) “
Dosen pengampu :
Drs. Nofrizal, Jhon, M.Si
Di susun oleh
:
ARDIAN FAZRI DEBBY MUTIARA ANANDA APRIADI WIDYA SULASTRI ZIERNA YESSI LEGENDA OCTA FEBRINA
(F1C111005) (F1C111006) (F1C111007) (F1C111008) (F1C111054) (F1C111056)
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2013/2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG Vanadium pertama kali ditemukan oleh Andres Manuel Del Rio, orang Spanyol yang
menjadi ahli pertambangan di Meksiko, pada tahun 1801. Del Rio mengesktrak logam tersebut dari sampel bijih timbale berwarna coklat, yang kemudian dinamakan Vanadinite. Dia menemukan bahwa garam tersebut memperlihatkan bermacam-macam warna, dan karena itu dia menamakan unsure tersebut panchromium (Greek: all colors). Del Rio mengganti nama unsure tersebut menjadi erythonium karena garam berwarna merah saat dipanaskan. Pada tahun 1781 Shceele dan juga T.Bergmann mengisolasi oksida baru yang lain dari mineral yang kemudian disebut skelit, CaWO4. Hasilnya disebut tungsten yang artinya batu berat. Dua tahun kemudian dua bersaudara, J.J. dan F.d’Elhuyar dari Spanyol menunjukkan bahwa oksida yang sama merupakan konstituen dari mineral wolframit, dan pemanasan dengan batubara berhasil mereduksi oksida ini menjadi logam yang kemudian diberi nama wolfram dengan symbol W yang direkomendasikan oleh IUPAC, namun komunikasi bahasa Inggris memilih memakai nama tungsten. Akhirnya pada tahun 1797, L.N.Vauquelin dari Perancis menemukan oksida unsure baru dalam suatu mineral dari Siberia yaitu krokoit (crocoite) yang kemudian dikenal sebagai PbCrO4. Satu tahun kemudian unsur logam baru ini dapat diisolasi melalui reduksi dengan batubara atau charcoal, dan diberi nama dengan bahasa Yunani kroma (chroma) yang artinya warna, karena banyaknya macam warna dalam senyawaannya.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 SENYAWA KOORDINASI ( SENYAWA KOMPLEKS ) Salah satu keistimewaan logam transisi adalah dapat membentuk senyawa klompeks, yaitu senyawa yang paling sedikit terdiri dari satu ion kompleks (terdiri dari kation logam utama atau logam transisi sebagai atom pusat yang berikatan dengan molekul dan (anion yang disebut sebagai ligan) yang berikatan dengan ion lainnya yang disebut ion counter.
Keterangan gambar : bagian dari senyawa koordinasi; model (atas), gambar perspektif (tengah), rumus kimia (bawah). senyawa kompleks mempunyai atom pusat yang dikelilingi oleh ligan. Ketika [Co(NH3)6]CI3(s) larut dalam air ion kompleks dan ion conter akan terpisah, sedangkan ligan tetap terikat dengan atom pusat. Pada gambar sebelah kiri 6 ligan pada atom pusat ion [Co(NH3)6]3+ memberikan bentuk oktahedral, sedangkan pada gambar sebelah kanan 4 ligan pada ion [Pt(NH3)4]2+ memberikan bentuk persegi planar.
2.2 ION KOMPLEKS; BILANGAN KOORDINASI, GEOMETRI DAN LIGAN-LIGAN Ion kompleks terdiri dari atom logam yang merupakan atom pusat yang berikatan dengan ligan-ligan yang berupa ion netral maupun ion yang bermuatan.
Bilangan koordinasi : jumlah ligan yang terikat secara langsung pada atom pusat, contohnya pada ion [Co(NH3)6]3+ bilangan koordinasinya adalah 6 .
Geometri; bentuk geometri ion kompleks tergantung pada bilangan koordinasinya dan sifat dari ion logam pada ion kompleks itu sendiri. Donor atom per ligan; ligan suatu ion kompleks adalah molekul atau anion yang
menyumbangkan satu atau lebih pasangan elektron bebas kepada ion logam yang membentuk ikatan kovalen. Ligan diklasifikasikan berdasarkan jumlah pasanga elektron bebas yang didonorkannya, yaitu monodentat yang mendonorkan satu pasang elektron, bidentat yang mendonorkan dua pasang elektron dan polidentat yang mendonorkan lebih dari dua pasaang elektron.
2.3 RUMUS DAN PENAMAAN SENYAWA KOORDINASI Untuk penulisan rumus senyawa koordinasi disusun dengan aturan sebagai berikut: Nama kation ditulis terlebih dahulu sebelum anion. 1. Nama kation ditulis terlebih dahulu sebelum anion. Contoh: K2[Co(NH3)2CI4] terdiri dari kation K+ dan [Co(NH3)2CI4]2- sehingga K+ ditulis terlebih dahulu. 2. Muatan kation sama dengan muatan anion. Contoh: pada senyawa K2 [Co(NH3)2CI4], NH3 merupakan molekul netral Cl- memberi muatan dengan jumlah 4- maka Co harus bermuatan 2+ sehingga mbentuk ion [Co(NH3)2CI4]2- yang berikatan dengan K+. 3. Dalam ion kompleks, ligan netral ditulis terlebih dahulu baru kemudian ligan anion, dan rumus untuk seluruh ion ditempatkan dalam tanda kurung. Contoh: pada senyawa K2[Co(NH3)2CI4], NH3 merupakan molekul netral sehingga ditulis terlebih dahulu baru kemudian Cl- yang bermuatan negatif (anion). Sedangkan aturan untuk penamaan senyawa kompleks adalah: 1. Nama kation ditulis terlebih dahulu, 2. Nama ligan ditulis berdasarkan urutan abjad dan ditulis sebelum nama ion logam, 3. Untuk ligan netral ditulis dengan namanya sendiri kecuali beberapa molekul seperti air yang menjadi aqua, sedangkan untuk anion akhiran –ida diganti menjadi –o seperti klorida menjadi kloro. 4. Jumlah ligan ditulis sebelum nama ligan tersebut dengan penomoran yunani. 5. Bilangan oksidasi atom pusat ditulis dengan angka romawi di dalam kurung. 6. Jika ion kompleks merupakan anion, maka nama ion logam diakhiri dengan –at. Contoh :
K2[Co(NH3)2CI4] = kalium diamina tetra kloro kobaltat (II) [Co(NH3)6]CI3
= heksaamina kobalt (III) klorida
2.4 SEBUAH SEJARAH PERSPEKTIF : ALFRED WERNER DAN TEORI KOORDINASI Senyawa koordinasi telah diketahui sejak 200 tahun yang lalu, pertama kali ditemukan oleh seorang kimiawan muda asal Swiss Alfred Werner. Dia mengusulkan dua macam valensi, yaitu : " valensi primer adalah muatan positif pada ion logam yang harus disetarakan oleh ion negatif sehingga menemukan bilangan koordinasi dari susunan jumlah ligan dan valensi sekunder yang disebut bilangan koordinasi yang menunjukkan jumlah ligan terikat pada atom pusat. " Isomer Dalam Senyawa Kompleks ISOMER rumus kimia sama tetapi sifatnya berbeda Isomer Koordinasi Isomer KoordinasiTerjadi ketika adanya pertukaran sebagian atau seluruh ligan. Contoh : [Pt(NH3)4Cl2](NO2) 2 dan [Pt(NH3)4(NO2)2]Cl
Isomer linkage Terbentuk ketika komposisi senyawa kompleks tetap tetapi keterkaitan donor ligan berubah.
Isomer Stereo isomer geometri
isomer optis
perbedaan letak atom atau gugus atom dalam ruang.
perbedaan arah pemutaran bidang polarisasi cahaya
2
ISOMER GEOMETRIK ISOMER OPTIK
2.5 DASAR TEORI IKATAN KOMPLEKS
a. Dasar Teori Ikatan dan Sifat Kompleks Ligan pada ion kompleks menyumbangkan sepasang elektron untuk membentuk suatu ikatan kovalen dengan atom pusat. Jika suatu atom menyumbangkan sepasang elektron untuk digunakan bersama disebut sebagai ikatan kovalen koordinasi. Jenis dan jumlah orbital hibridisasi ion logam bergantung pada pasangan elektron bebas yang menentukan bentuk geometri ion kompleks. Beberapa contoh bentuk geometri dan hibridisasinya: 1. Oktahedral; biasanya ion kompleks yang memiliki hibridisasi d2sp3 mempunyai bentuk geometri oktahedral.
Gamabr hibridisasi dan bentuk geometri [Cr(NH3)6]3+ 2. Segiempat planar; ion kompleks dengan hibridisasi dsp2 akan memiliki bentuk geometri ini.
Gambar hibridisasi dan bentuk geometri [Ni (CN)4]2-
3. Tetrahedral; hibridisasi sp3 dari ion kompleks akan memberikan bentuk geometri seperti ini. Gambar hibridisasi dan bentuk geometri [Zn(OH)4]2-
b. Teori Bidang Kristal Teori bidang kristal menyempurnakan teori VB yang menjelaskan tentang bentuk dan ikatan dalam suatu senyawa tetapi tidak dapat memprediksikan warna koordinasi dan juga terkadang saja dapat dipakai untuk memprediksi tentang sifat kemagnetan senyawa, sedangkan teori bidang kristal hanya memberikan sedikit gambaran mengenai ikatan logamligan tetapi mampu menjelaskan tentang warna dan sifat kemagnetan dengan jelas. Warna; cahaya diserap dalam berbagai macam panjang gelombang yang akan menghasilkan berbagai macam spektrum warna, seperti yang tertera dalam tabel berikut: Penjelasan
Penjelasan : tentang warna pada logam transisi; warna senyawa koordinsi sangat beragam, hal ini dipengaruhi oleh perbedaan energi (Δ) orbital set t2g dan eg dalam ion kompleksnya.
Dua hal yang dapat mempengaruhi warna senyawa: 1. Untuk ligan tertentu, warna tergantung pada kondisi oksidasi ion logamnya. 2. Dan untuk beberapa ligan lain, warna bergantung pada ligan itu sendiri. Penjelasan tentang sifat kemagnetan pada logam transisi kompleks; sifat kemgnetan logam transisi deipengaruhi oleh jumlah elektron tidak berpasangan pada orbital d. Penempatan orbital dipengaruhi oleh satu dari dua cara berikut: 1. Ligan medan lemah dan kompleks spin tinggi Ligan medan lemah (seperti H2O) menyebabkan pemisahan energi kecil, sehingga hanya memakai energi yang lemah dari orbital d untuk berpindah ke set eg dan kemudian untuk berpasangan pada set t2g. Dengan jumlah elektron tidak berpasangan maksimum ligan medan lemah membentuk komplek spin tinggi. 2. Ligan medan kuar dan kompleks spin rendah Karena ligan medan kuat (seperti CN-) memerlukan energi yang lebih besar untuk berpindah ke set eg dan kemudian untuk berpasangan pada set t2g, serta jumlah elektron tidak berpasangan pada ion kompleks lebih sedikit dibanding pada ion bebas sehingga menimbulkan kompleks spin yang rendah. Senyawa kompleks dengan bentuk geometri tetrahedral adalah contoh dari senyawa yang mempunyai kompleks spin yang tinggi, sedangkan untuk senyawa dengan bentuk geometri segiempat planar adalah contoh senyawa dengan kompleks spin yang rendah.
2.6 FAKTOR-FKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILAN KOMPLEKS Adapaun faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan kompleks. Kestabilan suatu kompleks akan berhubungan dengan : 1. Kemampuan mengkompleks logam-logam. Kemampuan mengkompleks relatif (dari) logam-logam digambarkan denganb baik menurut klarifikasi Schwarzenbach, yang dalam garis besarnya didasarkan atas pembagian logam menjadi asam Lewis (penerima pasangan elektron) kelas A dan kelas B. Logam kelas A dicurikan oleh larutran afinitas (dalam larutan air) terhadap halogen F- >Cl- > Br- > I-, dan membentuk kompleks terstabilnya dengan anggota pertama (dari) grup Tabel Berkala (dari) atom penyumbang (yakni, nitrogen, oksigen dan fluor). Logam kelas B jauh lebih mudah berkoordinasi dengan I- daripada dengan F- dalam larutan air, dan membentuk kompleks terstabilnya dengan atom penyumbang kedua (atau yang lebih berat) dari masing-masing grup itu (yakni P, S, Cl). Klasifikasi Scwarzenbach, mendefinisikan ketiga kategori ion logam penerima (pasanag elektron). a. Kation dengan konfigurasi gas mulia. Logam-logam alkali, alkali tanah, dan alumunium termasuk dalam grup ini, yang memperlihatkan sifat-sifat penerima kelas A. Gaya elektrostatik dominan dalam pembentukan kompleks itu, sehingga interaksi antara ion-ion kecil yang bermuatan tinggi, istimewa kuatnya, dan menimbulkan kompleks-kompleks yang stabil. Kompleks-kompleks fluoro istimewa stabil, air diikat lebih kuat daripada amonia yang mempunyai momen dipol kecil dan ion sianida hanya memiliki kecenderungan kecil untuk membentuk kompleks karena mereka hanya berada dalam larutan basa,dimana mereka tak dapat bersaing denganb ion-ion hidroksil. b. Kation dengan sub-kulit d yang terisi lengkap. Yang khas dari grup ini adalah tembaga(I), perak(I), dan emas(I) yang memperlihatkan sifat-sifat penerima kelas B. Ion-ion ini mempunyai daya polarisasi yang tinggi, dan ikatan-ikatan yang terbentuk dalam komplekskompleks merah memiliki watak kovalen yang cukup berarti. c. Ion-ion logam transisi dengan sub-kulit dyang tak lengkap. Dalam grup ini baik kecenderungan kelas A maupun kelas B dapat dikenali. Unsur dengan cirri-ciri kelas B membentuk suatu kelompok yang kira-kira berbentuk segitiga dalam Tabel Berkala, dengan puncaknya pada tembaga dan alasnya memebentang dari renium sampai bismut. Disebelah
kiri kelompok ini, unsure-unsur dalam keadaan oksidasi yang tinggi, cenderung memeprlihatkan sifat-sifat kelas A, sementara di sebelah kanan kelompok ini, keadaan oksidasi yang lebih tinggi (dari) suatu unsure lebih memiliki watak kelas B. 2. Ciri-ciri khas ligan. Di antara cirri-ciri khas ligan yang umum diakui sebagai mempengaruhi kestabilan kompleks dalam mana ligan itu terlibat, adalah : a. kekuatan basa dari ligan itu, b. sifat-sifat penyepitan (jika ada), dan c. efek-efek sterik (ruang). Dari sudut pandangan aplikasi kompleks secara analisis, efek penyepitan mempunyai arti yang teramat penting, maka hendaklah diperhatikan secara khusus. Istilah ‘efek sepit’ mengacu pada fakta bahwa suatu kompleks bersepit, yaitu kompleks yang dibentuk oleh suatu ligan bedentat atua multidentat, adalah lebiih stabil disbanding kompleks padanannya denga ligan-ligan monodentat: semakin banyak titik lekat ligan itu kepada ion logam,semakin besar kestabilan kompleks. Efek sepit ini sering dapat disebabkan oleh kenaikan entropi yang menyertai penyempitan; dalam hubungan ini, penggantian molekul-molekul air dari ion terhidrasi haruslah diingat-ingat. Efek sterik yang paling umum adalah efek yang menghambat pembentukan kompleks yang disebabkan oleh adanya suatu gugusan besar yang melekat pada atau berada berdekatan dengan atom penyumbang. Suatu faktor lanjut yang juga harus dipertimbngkan dari sudut pandangan aplikasi secara analitis dari kompleks-kompleks dan reaksi-reaksi pembentukkan kompleks adalah laju reaksi: agar berguna secara analitis, biasanya reaksi diperlukan cepat. Keinertan atau kelabilan kinetik dipengaruhi oleh banyak faktor, tetapi pengamatan umum berikut ini merupakan pedoman yang baik akan perilaku kompleks-kompleks dari berbagai unsur. a.
Unsur grup utama, biasanya membentuk kompleks-kompleks labil.
b. Dengan kekecualian Cr(III) dan Co(III), kebanyakan unsur transisi baris-pertama, membentuk kompleks-kompleks labil. c. Unsur transisi baris kedua dan baris ketiga, cenderung membentuk kompleks-kompleks inert.
2.7 KESTABILAN SENYAWA KOMPLEKS Dikenal 2 macam kestabilan senyawa kompleks, yaitu kestabilan termodinamika dan kestabilan kinetika. Kestabilan termodinamika menunjuk pada perubahan energi bebas Gibs (∆G) yang terjadi dalam perubahan dari reaktan menjadi produk, sedang kestabilan kinetika menunjuk pada enetgi aktivasi (∆G#) pada substitusi reaksi pertukaran ligan. 1. Kestabilan Termodinamika Kestabilan termodinamika senyawa kompleks lebih sering dinyatakan dengan konstanta kesetimbangan (ingat ∆G = -RT ln K) dalam reaksi ion logam terhidrasi dengan ligan yang sesuai selain air. Harga K memberikan gambaran tentang konsentrasi relatif masing-masing spesies dalam kesetimbangan. Jika harga K besar berarti konsentrasi kompleks jauh lebih besar dibanding konsentrasi komponen-komponen pembentuknya. Suatu kompleks stabil bilamana harga K dalam reaksi pembentukan kompleks tersebut besar. Kompleks logam terbentuk dalam larutan melalui tahap-tahap reaksi, dan konstanta kesetimbangan dapat ditulis untuk masing-masing tahap. Misalnya untuk reaksi pembentukan Cu(NH3)42+ : [Cu(H2O)4]2+ + NH3 ↔ [Cu(H2O)3(NH3)]2+ K1 = ( [Cu(H2O)3(NH3)]2+)/([Cu(H2O)4]2+) ( NH3) [Cu(H2O)3(NH3)]2+ + NH3 ↔ [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ K2 = ( [Cu(H2O)2(NH3)2]2+) / [Cu(H2O)3(NH3)]2+(NH3) [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ + NH3 ↔ [Cu(H2O)(NH3)3]2+ K3 = ( [Cu(H2O)(NH3)3]2+) / [Cu(H2O)2(NH3)2]2+( NH3) [Cu(H2O)(NH3)3]2+ + NH3 ↔ [Cu(NH3)4]2+ K4 = ([Cu(NH3)4]2+)/[Cu(H2O)(NH3)3]2+( NH3)
Konstanta kesetimbangan juga dapat ditulis secara keseluruhan (over-all stability consant) denga notasi β. Untuk reaksi tersebut di atas : [Cu(H2O)4]2+ + NH3 ↔ [Cu(H2O)3(NH3)]2+ β 1 = ( [Cu(H2O)3(NH3)]2+) / ([Cu(H2O)4]2+) ( NH3). [Cu(H2O)4]2+ + 2NH3 ↔ [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ β 2 = ([Cu(H2O)2(NH3)2]2+)/([Cu(H2O)4]2+) ( NH3)2 [Cu(H2O)4]2+ + 3NH3 ↔ [Cu(H2O)(NH3)3]2+ β 3 = ([Cu(H2O)(NH3)3]2+)/([Cu(H2O)4]2+) ( NH3)3 [Cu(H2O)4]2+ + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4]2+ β 4 = ([Cu(NH3)4]2+)/([Cu(H2O)4]2+) ( NH3)4 Dengan sedikit penjabaran matematis akan diperoleh hubungan : β 1 = K1 β 2 = K1. K2 β 3 = K1. K2.K3 β4 = K1. K2.K3.K4 Dalam reaksi pembentukan kompleks tersebut seringkali ligan H2O tidak ditulis karena jumlah molekul H2O yang menghidrasi masing-masing ion pada umumnya belum diketahui secara pasti, molekul-molekul air tidak mempengaruhi konstanta kesetimbangan (walaupun terlibat dalam reaksi), dan dalam larutan encer aktivitas air dapat dianggap 1.
2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Stabilitas Ion Kompleks 1. Aspek ion pusat a. Rapat muatan (perbandingan muatan dengan jari-jari atom) Stabilitas ion kompleks bertambah jika rapat muatan ion pusat bertambah b. CFSE (energi psntabilan medan ligan) Stabilitas ion kompleks bertambah dengan adanya CFSE, karena CFSE pada
dasarnya
merupakan energi penstabilan tambahan yang diakibatkan oleh terjadinya splitting orbital d. Pengaruh CFSE terhadap K dapat dilihat pada diagram berikut. Bulatan-bulatan pada gambar tersebut adalah harga log K relatif masing-masing logam bedasarkan eksperimen, sedang garis putus-putus merupakan kecenderungan harga log K secara teoritis dengan tanpa memperhitungkan CFSE.
c. Polarisabilitas Ion-ion logam klas a (asam keras) yaitu yang memiliki muatan tinggi dan ukuran kecil akan membentuk kompleks ysng stabil jika ligannya berasal dari basa keras, yaitu yang elektronegatifitasya besar dan berukuran kecil
2. Aspek ligan a. Efek khelat Kompleks khelat lebih stabil dibanding kompleks nonkhelat analog (yang atom donornya sama). [Ni(en)3]3+ dengan β3 sebesar 4.1018 adalah lebih stabil dibanding [Ni(NH3)6]3+ β6 sebesar 108 b. Ukuran cincin Jika ligan tidak memiliki ikatan angkap, ikatan cincin 5 adalah yang paling stabil, tetapi jka ligan memiliki ikatan rangkap, maka yang paling stabil adalah ikatan cincin 6. c. Hambatan ruang (steric effect) Ligan-ligan bercabang pada umumnya kurang stabi dibanding ligan-ligan tak
bercabang
yang analog. d. Polarisabilitas Ion-ion logam klas a (asam keras) yaitu yang memiliki muatan tinggi dan ukuran kecil akan membentuk kompleks ysng stabil jika ligannya berasal dari basa keras, yaitu yang elektronegatifitasya besar dan berukuran kecil. 3. Kestabilan Kinetika. Kestabilan kinetika menunjuk pada enetgi aktivasi (∆G#) pada substitusi reaksi pertukaran ligan. Kestabilan kinetika bertambah jika ∆G# semakin besar. Kompleks yang ligannya dapat digantikan oleh ligan lain dengan cepat (kurang dari 1 menit pada suhu 25 oC dan konsentrasi larutan 0,1 M) disebut kompleks labil, sebaliknya jika reaksi pertukarannya berlangsung lambat disebut kompleks inert (lembam). Seringkali kompleks stabil bersifat inert dan kompleks tidak stabil bersifat labil, namun hal itu tidak berhubungan. Bisa saja suatu kompleks stabil namun labil. Sebagai contoh, CN- membentuk kompleks yang sangat stabil dengan Ni2+, hal ini tercermin dari harga K yang besar untuk reaksi berikut :
[Ni(H2O)6]2+ +
4CN- ↔
[Ni(CN-)4]2- +
6H2O
Namun jika ke dalam larutan ditambahkan ion berlabel 13CN- , ternyata terjadi reaksi pertukaran ligan yang sangat cepat antara CN- dengan
13
CN- seperti ditunjukkan pada
persamaan reaksi berikut : [Ni(CN-)4]2- +
4 13CN- ↔
[Ni(13CN-)4]2- + 4CN-
Kasus sebaliknya, kompoleks [Co(NH3)6]3+ tidak stabil dalam larutan asam, sehingga reaksi berikut hampir sempurna berjalan ke kanan. 4[Co(NH3)6]3+ + 20H+ +
26H2O
↔
4[Co(H2O)6]3+ + 24NH4+ + O2
Akan tetapi [Co(NH3)6]3+ dapat tinggal dalam larutan asam pada suhu kamar selama beberapa hari dengan tanpa terjadi perubahan. Ini berarti bahwa kestabilan suatu kompleks tidak menjamin keinertannya, sebaliknya kompleks yang tidak stabil dapat saja inert.. Kestabilan kinetika kompleks oktahedral dapat diprediksi berdasarkan Aturan Taube, yaitu :
Kompleks oktahedral labil bilamana pada atom pusatnya
-
mengandung elektron pada orbital eg atau
-
mengandung elektron pada orbital d kurang dari 3.
Kompleks oktahedral inert bilamana pada atom pusatnya
-
tidak mengandung elektron pada orbital eg dan
-
mengandung elektron pada orbital d minimal 3. Aturan Taube tersebut logis dan dapat dinalar. Kompleks yang mengandung elektron
pada orbital eg labil, karena elektron tersebut posisinya dekat (behadapan langsung) dengan ligan sehingga memberikan tolakan yang signifikan terhadap ligan dan dengan demikian ligan tersebut relatif mudah lepas dan digantikan oleh ligan lain. Kompleks yang mengandung elektron pada orbital d kurang dari 3 labil, karena pada kompleks tersebut masih terdapat minimal 1 orbital t2g yang kosong dimana ligan pengganti dapat mendekati ion pusat dengan tolakan yang relatif kecil.
2.8 UNSUR-UNSUR TRANSISI (V DAN Cr)
Unsur-unsur transisi adalah : a. Terletak antara unsur golongan alkali tanah dan golongan boron. b. Merupakan unsur logam c. Merupakan unsur-unsur blok d dalam sistem periodik Sifat-sifat yang khas dari unsur transisi : a. Mempunyai berbagai bilangan oksidasi b. Kebanyakan senyawaannya bersifat paramagnetik c. Kebanyakan senyawaannya berwarna d. Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks Dalam bentuk logamnya umumnya bersifat : a. Keras, tahan panas b. Penghantar panas dan listrik yang baik c. Bersifat inert Beberapa kekecualian : a. Tembaga (Cu) bersifat lunak dan mudah ditarik b. Mangan (Mn) dan besi (Fe) : bersifat sangat reaktip, terutama dengan oksigen, halogen, sulfur, dan non logam lain (seperti dengan karbon dan boron).
2.8.1 VANADIUM 2.2.1 SEJARAH VANADIUM
Vanadium berasal dari kata vanadis,yaitu nama dewi kecantikan di Skandinavia, pada mulanya ditemukan oleh N. G. Selfstrom di Swedia pada tahun 1830, bersama sama dalam bijih besi. Disebut demikian karena senyawaannya kaya akan warna. Sesungguhnya, unsure ini telah dikenali oleh A.M.del Rio pada tahun 1801 yang ditemukan dalam bijih timbel yang disebut eritronium. Namun sayangnya beliau sendiri yang membatalkan penemuan ini.Logam ini tampak bersinar cemerlang, cukup lunak sehingga mudah dibentuk seperti pembuluh, mempunyai titik leleh 19150C titik didih 33500C, serta tahan terhadap korosi.
Vanadium adalah unsur kimia dengan lambang V dan nomor atom 23. Ini adalah lembut, abu-abu keperakan, ulet logam transisi. Pembentukan sebuah menstabilkan lapisan oksida logam terhadap oksidasi. Andrés Manuel del Río vanadium menemukannya pada tahun 1801 dengan menganalisis mineral vanadinite, dan menamainya erythronium. Empat tahun kemudian, ia diyakinkan oleh Nils Gabriel Sefström pada tahun 1831. Pada 1831, ahli kimia Swedia, Nils Gabriel Sefström, menemukan kembali unsur oksida yang baru ditemukan saat ia bekerja dengan bijih besi. Kemudian pada tahun yang sama, Friedrich Wöhler dikonfirmasi sebelumnya del Río bekerja. Sefström memilih nama yang diawali dengan V, yang tidak ditugaskan untuk setiap elemen. Dia memanggil unsur vanadium setelah Vanadis (nama lain untuk Freya, yang Norse dewi keindahan dan kesuburan), karena banyaknya berwarna indah senyawa kimia yang dihasilkan. Pada 1831, para ahli geologi George William Featherstonhaugh menyarankan agar vanadium harus diganti "rionium" setelah del Río, namunsaraninitidakdiikuti. Isolasi logam vanadium ternyata sulit. Pada 1831,
Berzelius melaporkan produksi logam, tapi Henry Enfield Roscoe Berzelius telah menunjukkan bahwa sebenarnya menghasilkan nitrida, vanadium nitrida (VN). Roscoe akhirnya menghasilkan logam pada tahun 1867 oleh pengurangan vanadium (III) klorida, VCL 3, dengan hidrogen. Pada tahun 1927, vanadium murni diproduksi dengan mengurangi vanadium pentoxide dengan kalsium. Yang pertama industri skala besar penggunaan vanadium dalam baja ditemukan di chassis dari Ford Model T, terinspirasi oleh mobil balap Perancis.
Baja
diperbolehkanuntuk
mengurangi
beratbadansekaligusvanadium
meningkatkankekuatantarik.
(http://zeiniszzn17.blogspot.com/2010/03/siklus-boigeokimia-vanadium-v.html)
Vanadium juga merupakan suatu logam lembut dan silver-gray unsur metalik. Nomor-Atom nya adalah 23 dan lambang V. Henry Roscoe mengasingkan vanadium metalik tahun 1867. Ia mengambil klorid vanadium (VCL3) dan menguranginya dengan hidrogen untuk membentuk vanadium yang metal dan zatair-khlor (HCL).Vanadium merupakan sumber daya di Amerika Serikat, dimana pada umumnya dengan bijih uranium di (dalam) batu pasir yang cukup besar untuk menyediakan U.S. kebutuhan vanadium. Mengimport produk vanadium dan ferrovanadium itu ternyata lebih murah dan sering dilakukan di Amerika. Ferrovanadium yang diimport dibeli dari Canada, Negeri China, Cekoslovakia Republik, Selatan Afrika, dan negara-negara lain. Mayoritas vanadium pentoxide digunakan di (dalam) pabrikasi gelas diimport dari Selatan Afrika. Ilmuwan sudah menemukan bahwa suatu campuran yang menyangkut galium dan vanadium unsur-unsur adalah bermanfaat di dalam membuat superconductive magnit. (http://geo-student.blogspot.com/2010/01/macam-macam-mineral-dan-kegunaannya.html) Vanadium boleh diperolehi secara komersil dan penghasilan sampel di dalam makmal biasanya tidak diperlukan. Dari segi penghasilan komersil pula, kaedah penghasilan logam vanadium sebagai hasil utama biasanya tidak diperlukan kerana jumlah yang mencukupi boleh didapati dalam bentuk hasil sampingan proses-proses lain. Dalam bidang industri, pemanasan bijih vanadium atau baki daripada proses-proses lain bersama garam, NaCl, atau natrium karbonat, Na2CO3, pada kira-kira 850 °C memberikan natrium vanadat NaVO3. Ia dilarutkan dalam air dan diasidkan untuk menghasilkan pepejal merah yang kemudiannya dileburkan menjadi bentuk mentah
vanadium pentoksida, "V2O5". Penurunan vanadium pentoksida dengan kalsium, Ca, menghasilkan vanadium tulen. Satu cara alternatif sesuai bagi penghasilan skala kecil adalah penurunan vanadium pentaklorida, VCl5, dengan hidrogen, H2, atau magnesium, Mg. Terdapat bermacam lagi kaedah yang boleh digunakan. Secara industrinya, kebanyakan vanadium digunakan sebagai penambah untuk memperbaiki ciri keluli. Biasanya tindak balas besi mentah dengan vanadium pentoksida mentah "V2O5" sudah mencukupi, dan tidak perlu menggunakan logam vanadium tulen. Ini menghasilkan ferovanadium yang sesuai untuk kerja-kerja seterusnya. 2.2.5.SIFAT KIMIA VANADIUM
Sifat-sifat :
Dipanaskan dalam H2 (tanpa gas lain) pada 11000C membentuk vanadium hibrida yang stabil.
Logam ini reaktif dalam keadaan dingin, bila dipanaskan terbentukV2O (coklat), dipanaskan terus terbentuk V2O3 (hitam), V2O4 (biru), akhirnya V2O5 (orange). Logam ini terbakar dengan nyala terang dengan oksigen.
Bila dipanaskan dengan C12 kering terbentuk VC14.
Logam ini tidak bereaksi dengan air brom, HCl / dingin,melepaskan H2 dengan HF dan membentuk larutan hijau.
Vanadium(V)oksida sebagai katalis Proses Contact
2.3. KROMIUM 2.3.1. SEJARAH KROMIUM Ditemukan pada tahun 1797 oleh Vauquelin, yang membuat logam khrom pada tahun berikutnya.. Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Khrom juga berwarna abu-abu, berkilau, keras sehingga memerlukan proses pemolesan yang cukup tinggi. Pada 1781 ia berhasil mengisolasi logam. Vanquelin kemudian memperoleh oksida oleh penguapan dan akhirnya terisolasi kromium oksida dengan memanaskan dalam oven arang. Vanquelin juga mengidentifikasi sejumlah kecil krom di ruby dan batu zamrud. Vauquelin melanjutkan untuk menemukan Berilium pada tahun 1798.
Kromium berasal dari kata Yunani 'kroma', yang berarti warna karena membentuk berbagai senyawa berwarna-warni. (http://www.chemicool.com/elements/kromium.html) Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolismegula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (C H R OM I U M
DE FI CI E N CY ).
Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan maupun pada komponen kendaraan seperti knalpot pada sepeda motor. Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat. Logam kromium murni tidak pernah ditemukan di alam, umumnya berada dalam bentuk persenyawaan padat atau mineral dengan unsur lain. Kromium adalah logam yang tahan korosi oleh karena itu banyak digunakan sebagai pelapis elektrolit dan inhibitor korosi dalam campuran baja (AL L O Y ). Senyawa kromium dalam bentuk kromat dan dikromat sangat banyak digunakan oleh industri tekstil, fotografi, pembuatan tinta dan industri zat warna. Tingkat bilangan oksidasi kromium yang sering dijumpai adalah III dan VI. Cr(III) dalam larutan asam berupa ion Cr(H 2O)63+, sedangkan dalam larutan yang basa berupa ion Cr{(OH)5(H2O)}2- dan CR(OH)63- Cr(VI) dalam larutan asam (pH lebih kecil dari 6) berupa ion HCrO4- dan Cr2OH42- yang berwarna jingga, sedangkan dalam larutan basa berupa ion CrO42- uang berwarna kuning. Pada pH yang rendah (sangat asam) hanya ion Cr2O72- yang ada di dalam larutan. Kromium yang telah ditemukan di alam kemudian masuk ke lingkungan melalui limbah industri dari lumpur elektroplating seperti limbah penyamakan dan pabrik inhibitor korosi. ( http://id.wikipedia.org/wiki/Kromium) 2.3.2. KARAKTERISTIK KROMIUM Kromium adalah unsure dengan nomor atom 21 yang paling banyak dalam kerak bumi dengan konsentrasi rata-rata 100 ppm. Senyawa Kromium terdapat di dalam lingkungan, karena erosi dari batuan yang mengandung kromium dan dapat didistribusikan oleh letusan gunung berapi. Rentang konsentrasi dalam tanah adalah antara 1 dan 3000 mg /
kg, dalam air laut 5-800 μg / liter, dan di sungai dan danau 26 μg / liter dengan 5,2 mg / liter. Hubungan antara Cr (III) dan Cr (VI) sangat tergantung pada pH dan oksidatif sifat lokasi, tetapi dalam banyak kasus, Cr (III) adalah spesies dominan, meskipun di beberapa daerah di tanah air dapat mengandung sampai 39 μg dari total kromium dari 30 μg yang hadir sebagai Cr (VI). Kromium merupakan logam perak, berkilau, sangat keras yang dapat mengambil cermin semir tinggi. Hal ini juga tidak berbau, tawar, dan lunak. Logam membentuk lapisan tipis oksida pelindung di udara, dan luka bakar ketika dipanaskan untuk membentuk oksida kromium hijau (Cr 2 O 3).
(http://lovekimiabanget.blogspot.com/2010/04/kromium-cr.html) ) 2.3.5. SIFAT –SIFAT KIMIA KROMIUM Nomor Atom
24
Massa Atom
51,9961 g/mol
Golongan, periode, blok
VI B, 4, d
Konfigurasi elektron
[Ar] 3d5 4s1
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8,13, 1
Afinitas electron
64,3 kJ / mol -1
Ikatan energi dalam gas
142,9 ± 5,4 kJ / mol -1.
Panjang Ikatan Cr-Cr
249 pm
Senyawa beracun dan mudah terbakar
TUGAS LOGAM TRANSISI VANADIUM DAN KROMIUM DENGAN LIGANNYA (V DAN CR) UNSUR
TRANSISI
PEMBENTUK
IKATAN
VALENSI
SENYAWA
KOMPLEKS
Menurut teori asam basa lewis , ion logam transisi menyediakan orbital d yang kosong sehingga berperan sebagai asam lewis (akseptor pasangan elektron bebas) dan ion atau molekul netral yang memiliki pasangan elektron bebas untuk didonorkan berperan sebagai basa lewis.
Senyawa kompleks dengan atom pusat vanadium (V) dan kromium (Cr)
1. VANADIUM
Vanadium berasal dari kata vanadis,yaitu nama dewi kecantikan di Skandinavia, pada mulanya ditemukan oleh N. G. Selfstrom di Swedia pada tahun 1830, bersama sama dalam bijih besi. Disebut demikian karena senyawaannya kaya akan warna. Sesungguhnya, unsure ini telah dikenali oleh A.M.del Rio pada tahun 1801 yang ditemukan dalam bijih timbel yang disebut eritronium. Namun sayangnya beliau sendiri yang membatalkan penemuan ini.Logam ini tampak bersinar cemerlang, cukup lunak sehingga mudah dibentuk seperti pembuluh, mempunyai titik leleh 19150C titik didih 33500C, serta tahan terhadap korosi.
DENGAN ATOM PUSAT V DAN LIGAN KUAT
[V(CN)6] : Atom V dengan konfigurasi ektron [Ar] 3d3 4s2 Oleh karena itu atom V dapat mengikat enam molekul CN- Atau Atom V harus menyediakan enam buah orbital kosong. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut :
23V
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
23V=
[Ar] 3d3 4s2 3s
Hibridisasi ion
23V
4s -
dengan ligan kuat (CN ) membentuk senyawa kompleks
[V(CN)6] 23V=
[Ar] 4s03d5
3d
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
23V
tereksitasi=
23V
dalam [V(CN)6] =
4s
3d5
4s0
CN CN 3d2
4p0
CN CN CN CN 4s
4p
Hibridisasi d2sp3 (kompleks oktahedral) atau ion kompleks spin rendah / inner orbital komplex karena orbital d yang dipakai dalam hibridisasi energinya lebih rendah dari orbital s dan p Karena orbital d yang digunakan dalam hibridisasi ini berasal dari orbital d yang berada disebelah dalam orbital s dan p, maka kompleks dengan orbital hibrida semacam ini disebut sebagai kompleks orbital dalam (inner orbital complex)
DENGAN ATOM PUSAT V DAN LIGAN LEMAH
[V(H2O)6]2+ : Atom V bermuatan 2+ dengan konfigurasi ektron [Ar] 3d3 4s2
Oleh karena itu atom V dapat mengikat enam molekul H2O Atau Atom V harus menyediakan enam buah orbital kosong. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut :
23V
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
23V=
[Ar] 3d3 4s2 3s
Hibridisasi ion
[V(H2O)6]2+ +2 23V
+2 23V
4s
dengan ligan kuat (H2O) membentuk senyawa kompleks
= [Ar] 4s03d3
3d
+2 23V
tereksitasi=
+2 23V
dalam [V(H2O)6]2+ =
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s
3d3
4s0
H2O H2O
3d2
4p0
H2O
4s
H2O H2O H2O
4p
Hibridisasi d2sp3 (kompleks oktahedral) atau ion kompleks spin rendah / inner orbital komplex karena orbital d yang dipakai dalam hibridisasi energinya lebih rendah dari orbital s dan p Karena orbital d yang digunakan dalam hibridisasi ini berasal dari orbital d yang berada disebelah dalam orbital s dan p, maka kompleks dengan orbital hibrida semacam ini disebut sebagai kompleks orbital dalam (inner orbital complex)
2. KROMIUM Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolismegula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (C HR OM I U M
D E FI C I E N C Y ).
Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat.
DENGAN ATOM PUSAT Cr DAN LIGAN KUAT 1. ([Cr(NH3)6]+) Atom Cr dengan konfigurasi ektron [Ar] 3d4 4s2
Oleh karena itu atom Cr dapat mengikat enam molekul en Atau Atom Cr harus menyediakan enam buah orbital kosong. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut :
24Cr
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2
24Cr
= [Ar] 3d4 4s2 3s
Hibridisasi ion
+ 24Cr
4s
dengan ligan kuat (NH3) membentuk senyawa kompleks
([Cr(NH3)6]+)
+1 24Cr =
[Ar] 4s03d5
3d
+1 24Cr tereksitasi= +1 24Cr dalam
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s
3d5
4s0
4p0
([Cr(NH3)6]+) = NH3 NH3 3d5
NH3 NH3 NH3 NH3 4s
4p
Hibridisasi d2sp3 (kompleks oktahedral) atau ion kompleks spin rendah / inner orbital komplex karena orbital d yang dipakai dalam hibridisasi energinya lebih rendah dari orbital s dan p
DENGAN ATOM PUSAT Cr DAN LIGAN LEMAH 1. ([Cr(H2O)6]3+) Atom Cr dengan konfigurasi ektron [Ar] 3d4 4s2
Oleh karena itu atom Cr dapat mengikat enam molekul en Atau Atom Cr harus menyediakan tiga buah orbital kosong. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut :
24Cr
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2
24Cr
= [Ar] 3d4 4s2 3s
Hibridisasi
ion
3+ 24Cr
dengan
4s
ligan
kuat
(H2O)
membentuk
senyawa
kompleks ([Cr(H2O)6]3+)
+3 24Cr =
[Ar] 4s03d3 3d
+3 24Cr tereksitasi= +3 24Cr dalam
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s
3d3
4s0
4p0
([Cr(H2O)6]3+) = H2O H2O 3d2
H2O H2O H2O H2O 4s
4p3
Hibridisasi d2sp3 (kompleks oktahedral) atau ion kompleks spin rendah / inner orbital komplex karena orbital d yang dipakai dalam hibridisasi energinya lebih rendah dari orbital s dan p
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
a. Senyawa koordinasi adalah senyawa yang mengandung satu atau lebih ion kompleks dengan sejumlah kecil molekul atau ion di seputar atom atau ion logam pusat, biasanya dari logam golongna transisi. b. Vanadium adalah logam berwarna putih kelabu yang lembut dan mulur. Ia mempunyai daya tahan kakisan yang baik terhadap al-kali, asid sulfurik dan asid hiroklorik. Ia bersedia untuk teroksida pada kira-kira 933 K. vanadium mempunyai kekuatan struktur yang baik dan keratin rentas belahan neutron yang rendah, menyebabkannya berguna dalam aplikasi nuclear. Walupun ia sejenis logam, vanadium bersama dengan kromium dan mangan mempunyai cirri-ciri oksida valensi yang bersifat asid. c. Kromium logam masif, berwarna putih perak, dan jika murni dengan titik leleh kirakira 1900oC dan titik didih kira-kira 2690oC. Logam ini sangat tahan terhadap korosi, karena reaksi dengan udara menghasilkan lapisan Cr2O3 yang bersifat nonpori sehingga mampu melindungi logam yang terlapisi dari reaksi lebih lanjut. Dengan sifat logam yang tahan korosi, manfaat utama kromium yaitu sebagai pelapis logam atau baja.
DAFTAR PUSTAKA
http://wanibesak.wordpress.com/2010/11/14/senyawa-kompleks-dan-tatanama-senyawa kompleks/
http://www.ilmukimia.org/2013/04/tata-nama-senyawa-kompleks.html
http://imamrezpector79.wordpress.com/2012/07/25/makalah-unsur-unsur-transisi-periodekeempat/
Maulana Irfan. 2008. Pembentukan Senyawa Kompleks dari Logam Gadolinium Dengan Ligan Asam Dietilenrriaminpentaasetat (DTPA). Jurnal Universitas Padjajaran, Bandung. Mudasir. 2009. Memahami Interaksi Senyawa Kompleks Dengan DNA: Langkah maju Mencari Senyawa Kandidat Antikanker. Jurnal Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
