TUGAS IKATAN KIMIA PAPER TENTANG SIMETRI DAN POINT GROUP
DISUSUN OLEH :
NAMA
: SHAFA AMINA RAEHANI
NIM
: E1M015065
PROGRAM STUDI
: PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MATARAM 2017
SIMETRI DAN POINT GROUP A. DEFINISI SIMETRI Simetri merupakan sebuah karakteristik dari bidang geometri, persamaan dan objek lainnya. Objek yang simetri akan mematuhi operasi simetri, ketika diperlakukan ke objek tidak akan muncul perubahan. Operasi simetri adalah suatu operasi terhadap suatu objek yang menghasilkan bentuk yang ekivalen atau identik dengan orientasi semula. Unsur operasi simetri dapat berupa sumbu, titik, maupun bidang datar. Bentuk-bentuk molekul dapat dikarakterisasi atas dasar sifat simetrinya yang dikenal dengan istilah simetri molekular.
B. JENIS-JENIS OPERASI SIMETRI Terdapat beberapa jenis operasi simetri utama yaitu: 1. Rotasi Melalui Sumbu Rotasi Sejati (Cn) Suatu objek dikatakan mempunyai unsur simetri berupa sumbu putar simetri Cn apabila putaran (rotasi) 360̊/n dengan sumbu putar Cn terhadap objek tersebut yang menghasilkan konfigurasi objek yang ekivalen (tidak dapat dibedakan). Ada dua cara operasi simetri putar, antara lain: a. Objek diputar searah dengan jarum jam dengan sumbu putar yang bersangkutan sedangkan sumbu-sumbu cartes tetap diam. b. Sumbu-sumbu cartes diputar berlawanan arah jarum jam dengan sumbu putar yang bersangkutan sedangkan objek tetap diam. Dalam hal ini cara pertama digunakan untuk menentukan terjadinya operasi simetri terhadap objek yang bersangkutan. Contoh pada molekul H2O terdapat operasi rotasi melalui sumbu C2 :
Contoh molekul yang memiliki sumbu rotasi C3 :
Contoh molekul yang memiliki sumbu rotasi C4 :
Contoh molekul yang memiliki sumbu rotasi C5 :
Suatu molekul dapat mempunyai lebih dari satu sumbu rotasi Cn, contoh pada molekul XeF4, dimana selain memiliki sumbu C4, juga memiliki empat buah sumbu C2 yang tegak lurus dengan sumbu C4. Sumbu rotasi Cn dengan harga n tertinggi apabila jumlah sumbu rotasi (putaran) hanya satu disebut dengan sumbu utama (principal axis). 2. Unsur Identitas (E) Unsur identitas adalah operasi simetri yang tidak merubah orientasi suatu objek dan dimiliki oleh semua objek. Jika terhadap suatu objek, ion atau molekul, tidak dioperasikan sama sekali, maka objek tersebut akan mempunyai konfigurasi yang tidak dapat dibedakan antara sebelum dengan sesudah operasi simetri dilaksanakan. Sehingga ion atau molekul yang tidak dioperasikan sama sekali
terhadap objek secara matematis dapat dipertimbangkan sebagai unsur simetri dan operasi simetri. Jadi, setiap objek pasti memiliki identitas E. Contohnya :
3. Refleksi Pada Bidang Cermin (σ) Operasi simetri suatu bidang simetri adalah berupa refleksi (pantulan) oleh bidang cermin yang melalui objek tersebut yang menghasilkan konfigurasi molekul yang ekivalen. Sehingga hanya ada satu turunan operasi pantul yang kedua (secara berurutan) σ2 akan menghasilkan konfigurasi awal kembali (σ2 = E). Macam-macam bidang cermin antara lain : a. Bidang cermin vertikal (σv)
Bidang cermin vertikal (σv) adalah bidang cermin yang tegak lurus terhadap sumbu utama rotasi. b. Bidang cermin horizontal (σh)
Bidang cermin horizontal (σh) merupakan bidang cermin yang tegak lurus terhadap sumbu utama rotasi. c. Bidang cermin diagonal (σd)
Bidang cermin diagonal (σd) merupakan bidang cermin ini membelah sudut dihedral, dibuat oleh sumbu utama rotasi dan dua C2 yang berdekatan sumbu yang tegak lurus sumbu utama rotasi. Artinya bahwa bidang cermin ini melalui sumbu utama dan membagi sudut yang terbentuk antara dua sumbu C2 menjadi dua bagian yang sama besar.
Bidang cermin pada H2O :
Bidang kaca ini disebut bidang kaca vertikal (σv) karena mengandung sumbu utama. Refleksi pada gambar 1 adalah melalui bidang cermin yang tegak lurus air. Sedangkan bidang yang ditunjukkan pada gambar 2 adalah bidang yang sama seperti molekul air.
Teori VSEPR : ikatan ICl4 adalah hibridisasi d2sp3, bentuknya square planar/segiempat datar. Refleksi vertikal bidang σv sepanjang ikatan, bidang dihedral σd membelah ikatan (bisect bonds).
4. Rotasi Melalui Sumbu Rotasi Semu (Sn) Operasi simetri putar pantul Sn, yang sering juga disebut sebagai rotasi tak sempurna merupakan rotasi 360̊/n dengan sumbu sembarang α kemudian diikuti operasi pantul pada bidang yang tegak lurus sumbu sembarang α ini. Sumbu rotasi refleksi atau sumbu bergantian (Sn) melibatkan rotasi objek melalui sumbu Cn dilanjutkan dengan refleksi melalui bidang cermin yang posisinya tegak lurus dengan sumbu Cn. Contohnya :
Metana merupakan molekul yang memiliki sumbu S4, artinya bahwa operasi C4 dilanjutkan dengan operasi σ yang secara matematis dapat dinyatakan dengan S4=σ(C4).
5. Inversi Melalui Pusat Simetri (i) Operasi pusat inversi adalah refleksi suatu objek terhadap titik pusat inversi. Hal ini dapat diterapkan dengan cara menarik garis lurus dari sembarang titik (atom) melalui titik pusat simetri molekulnya dan pada seberang dengan jarak yang sama relatif terhadap pusat simetri ini diperoleh titik (atom) yang sama pula. Pusat simetri yang terdapat dalam suatu objek jumlahnya hanya satu. Contoh :
C. KOMBINASI OPERASI SIMETRI Salah satu sifat operasi simetri dalam satu grup adalah kombinasi dua macam operasi simetri dapat dinyatakan dengan satu operasi simetri saja. Contohnya pada molekul H2O, operasi simetri C2 yang diikuti denngan σ (menurut perjanjian dituliskan σC2) ternyata sama denngan operasi simetri σ’ yang secara matematis dapat dituliskan sebagai σC2=σ’. Apabila kombinasi kedua operasi simetri ini dibalik urutannya yaitu operasi pantul σ kemudian diikuti operasi putar C2, hasilnya ternyata tetap sama yaitu sama dengan σ’. Dengan demikian, operasi kombinasi σC2= C2σ= σ’. Kedua macam operasi simetri ini yaitu σ dan C2 dikatakan bersifat komutatif, artinya dapat saling dipertukarkan urutan kombinasinya.
D. GRUP POIN (POINT GROUP) Untuk mengingat notasi-notasi yang digunakan pada berbagai macam unsur dan operasi simetri memang disadari cukup menyulitkan. Oleh karena itu diperlukan adanya klasifikasi dalam bentuk grup poin atau gup titik. Hal ini disebabkan karena hanya sedikit perbedaan unsur-unsur simetrinya dari berbagai macam molekul yang diselidiki. Setiap kombinasi unsur-unsur simetri dikenal sebagai satu kelompok titik. Istilah ini digunakan karena setiap operasi simetri manapun selalu meninggalkan sebuah poin (titik) tertentu yang tetap tak berubah pada kedudukannya dalam suatu ruang. Seleksi point group dari bentuk : Tentukan bentuk dengan menggunakan Struktur Lewis dan teori VSEPR. Gunakan model tersebut untuk menentukan apa jenis operasi simetri yang ada. Gunakan flow chart untuk menentukan point group. Langkah-langkah menggunakan “flow chart” untuk menentukan point group suatu objek : Tentukan apakah simetrinya spesial sesudah di-inspeksi. Tentukah apakah terdapat sumbu rotasi principal. Tentukan apakah terdapat sumbu rotasi yang tegak lurus terhadap sumbu pincipal. Tentukan apakah terdapat bidang cermin (mirror planes). Tentukan point group.
Bentuk-Bentuk Geometri :
Aplikasi simetri, antara lain : Aplikasi terpenting dari simetri adalah untuk konstruksi dan penamaan orbital molekul. Klasifikasi grup dari molekul, seperti molekul polar dan molekul kiral.
Molekul Polar Molekul polar merupakan molekul dengan momen dipol elektrik yang permanen. Terdapat beberapa elemen simetri tertentu yang melarang momen dipol permanen, yaitu : 1. Suatu molekul tidak dapat bersifat polar bila molekul tersebut memiliki pusat inversi (i). 2. Suatu molekul todal dapat memiliki momen dipol tegak lurus terhadap bidang cermin.
3. Suatu molekul tidak dapat memiliki momen dipol tegak lurus terhadap sumbu semua sumbu rotasi.
Molekul Kiral Molekul kiral merupakan molekul yang tidak bersifat “superimposed” pada bayangan cerminnya. Molekul kiral bersifat optis aktif, yakni dapat mempolarisasikan bidang polarisasi cahaya. Molekul kiral dan pasangan cerminnya dapat disebut enantiomer. Pasangan enantiomer dapat memutar bidang polarisasi cahaya pada arah yang berlawanan. Molekul tidak kiral apabila : 1. Memiliki sumbu rotasi improper (Sn). 2. Termasuk grup Dnh atau Dnd (kemungkinan kiral bila termasuk grup Dn). 3. Termasuk grup Td atau Oh.
Gambar pasangan enantiomer :
Gambar polarimeter :
DAFTAR PUSTAKA
http://prananto.lecture.ub.ac.id/files/2011/12/Simetri-dan-Grup-Titik-Ponco.pdf http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/2b.%20Rangkuman%20Diktat%20Kimia%20Anorgan ik%20IV_0.pdf
