Teori Ikatan Dalam Senyawa Kompleks

Diktat Kimia Koordinasi

1

TEORI IKATAN DALAM KOMPLEKS Teori mengenai ikatan dalam senyawa kompleks mulai berkembang sekitar tahun 1930. Sampai dengan saat ini ada 3 teori yang cukup menonjol : Teori Ikatan Valensi (TIV)

•

Teori ini menyatakan bahwa dalam senyawa terbentuk ikatan kovalen koordinasi antara ligan dengan atom, dimana pasangan elektron bebas disumbangkan oleh ligan dan logam menyediakan m enyediakan orbital kosong untuk ditempati oleh PEB yang disumbangkan oleh ligan Teori Medan Kristal

•

Menu Menuru rutt teor teorii ini, ini, ikat ikatan an anta antara ra loga logam m dan dan liga ligan n dala dalam m seny senyaw awa a kompleks murni merupakan interaksi elektrostatik. Teori Orbital Molekul

•

Dalam teori orbital molekul, interaksi antara ligan dengan logam pusat dapat dapat berupa berupa intera interaksi ksi ionik ionik maupun maupun pemben pembentuk tukan an ikatan ikatan kovale kovalen, n, dengan menggunakan pendekatan mekanika gelombang

a.

Teori Ikatan Valensi (Valence Valensi (Valence Bond Theory)

Teori Teori ini dikemuk dikemukaka akan n oleh Linus Pauling Pauling sekitar sekitar tahun tahun 1931. 1931. Teori Teori ini menya menyatak takan an bahwa bahwa ikatan ikatan antara antara ligan ligan denga dengan n logam logam merup merupaka akan n ikatan ikatan kovalen kovalen koordinas koordinasi, i, dengan dengan pasangan pasangan elektron elektron bebas bebas yang disumban disumbangkan gkan oleh oleh ligan. ligan. Logam Logam pusat pusat menyed menyediak iakan an orbita orbital-o l-orbit rbital al koson kosong g yang yang telah telah mengalami hibridisasi untuk ditempati oleh PEB dari ligan. Jenis hibridisasi orbital orbital menentuka menentukan n bentuk bentuk geometris geometris senyawa senyawa kompleks kompleks yang terbentuk. terbentuk. Pembentukan ikatan dalam senyawa kompleks juga dapat ditinjau sebagai reak reaksi si Asam Asam-B -Bas asa a Lewis Lewis,, dima dimana na ligan ligan meru merupa paka kan n Basa Basa Lewi Lewis s yang yang memberikan PEB. Hibridisasi sp2 sp3 d2sp3 dsp2 dsp3 sp3d2

Geometris Trigonal planar Tetrahedral Oktahedral Bujur sangkar/ segi empat planar Bipiramida trigonal Oktahedral

Contoh -

[HgI 3] [Zn(NH 3)4]2+ [Fe(CN) 6]3[Ni(CN) 4]2[Fe(CO) 5]2+ [FeF6]3-

Pemben Pembentuk tukan an ikatan ikatan meliba melibatka tkan n bebera beberapa pa tahapa tahapan, n, melipu meliputi ti promos promosii elektron; pembentukan orbital hibrida; dan pembentukan ikatan antara logam

Bab III Teori Ikatan I katan Dalam Kompleks Kompleks


2

deng dengan an liga ligan n mela melalu luii over overla lap p anta antara ra orbit orbital al hibr hibrid ida a loga logam m yang yang koso kosong ng dengan orbital ligan yang berisi pasangan elektron bebas. Pada hibridisasi yang melibatkan orbital d , ada dua macam kemungkinan hibridisasi. Jika dalam hibridisasi orbital d yang dilibatkan adalah orbital d yang yang bera berada da di luar luar kulit kulit dari dari orbi orbita tall s dan p yang berhibridis berhibridisasi, asi, maka kompleks kompleks yang terbentuk terbentuk disebut disebut sebagai sebagai kompleks kompleks orbital luar, atau outer orbital orbital complex complex . Sebali Sebalikny knya, a, jika jika dalam dalam hibrid hibridisa isasi si yang yang diliba dilibatka tkan n adala adalah h orbital d di dalam kulit orbital s dan p yang berhibridisasi, maka kompleks terseb tersebut ut dinama dinamakan kan komple kompleks ks orbita orbitall dalam dalam atau atau inner inner orbita orbitall comple complex x . Umumnya kompleks orbital dalam lebih stabil dibandingkan kompleks orbital luar, luar, karen karena a energi energi yang yang diliba dilibatka tkan n dalam dalam pembe pembentu ntuka kan n komple kompleks ks orbita orbitall dalam dalam lebih lebih kecil kecil diband dibanding ingkan kan energi energi yang yang terliba terlibatt dalam dalam pembe pembentu ntuka kan n kompleks orbital luar. Untuk menghibridisasi orbital d yang berada di dalam orbital s dan p diperlukan energi yang lebih kecil, karena tingkat energinya tidak terlalu jauh. Contoh : 

[Ni(CO)4]; memiliki struktur geometris tetrahedral Ni28

: [Ar] 3d8 4s2

: [Ar] 3d8

4s2

4p0

 Elektron pada orbital 4s mengalami promosi ke orbital 3d, sehingga orbital 4s

kosong kosong dan dapat mengalam mengalamii hibridisas hibridisasii dengan dengan orbital orbital 4p membentu membentuk k orbital orbital hibrida sp3. 

Ni28

: [Ar] 3d8

4s

4p

hibridisasi sp3  Orbital Orbital hibrida hibrida sp3 yang telah terbentu terbentuk k kemudian kemudian digunakan digunakan untuk berikatan berikatan

dengan dengan 4 ligan CO yang masing-masing masing-masing menyumbang menyumbangkan kan pasangan pasangan elektron bebas

[Ni(CO)4]

: [Ar]



3 3d10





sp3

Karena semua elektron berpasangan, maka senyawa bersifat diamagnetik

[Fe(CN)6]3-; memiliki bentuk geometris oktahedral Fe26

: [Ar] 3d6 4s2

Fe3+

: [Ar] 3d5 4s0

: [ Ar] 3d5

4s1

4p0

 Dua buah elektron pada orbital d yang semula tidak berpasangan dipasangkan

dengan elektron lain yang ada pada orbital d tersebut, sehingga 2 orbital d yang semula ditempati oleh kedua elektron tersebut kosong dan dapat digunakan untuk membentuk membentuk orbital hibridal d 2sp3

Fe3+

: [Ar] hibridisasi d2sp3

 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 )

[Fe(CN)6]3-

: [Ar] 3d6

d2sp3

 Orbital hibrida d 2sp3 yang terbentuk diisi oleh pasangan elektron bebas dari ligan

CNDalam komple kompleks ks terda terdapa patt satu elektro elektron n yang yang tidak tidak berpa berpasan sanga gan, n, sehing sehingga ga  Dalam kompleks bersifat paramagnetik.



[Ni(CN)4]2-, memiliki bentuk geometris segiempat planar Ni28

: [Ar] 3d8 4s2

: [Ar] 3d8

4s2

4p0



Ni2+

4

: [Ar] membentuk membentuk orbital hibrida dsp 3



Salah satu elektron pada orbital d yang tidak berpasangan dipasangkan dengan elektron lain, sehingga salah satu orbital d kosong dan dapat digunakan untuk membentuk membentuk orbital hibrida dsp3

[Ni(CN4)]2-

: [Ar] 3d8



dsp3

Semua Semua elektron elektron dalam dalam kompleks kompleks ini berpasan berpasangan gan sehingga sehingga kompleks kompleks bersifat bersifat diamagnetik

Sebagian besar kompleks lebih memilih konfigurasi kompleks orbital dalam, karena energi yang diperlukan saat hibridisasi untuk melibatkan orbital d sebe sebela lah h dala dalam m lebi lebih h keci kecill diba diband ndin ingk gkan an ener energi gi yang yang diperlukan untuk melibatkan orbital d sebelah luar. Meskipun demikian, jika dilihat dari pengukuran momen magnetnya, beberapa kompleks ternyata berada dalam bentuk kompleks orbital luar.

Contoh : 

Ion

[Fe [FeF6]3-,

memi memilliki iki

bent bentuk uk

geo geometr metris is

oktahe tahedr dra al.

Jika ika

diasum diasumsik sikan an komple kompleks ks ini merupa merupakan kan komple kompleks ks orbita orbitall dalam dalam deng dengan an hany hanya a satu satu elek elektro tron n yang yang tidak tidak berp berpas asan anga gan, n, maka maka sehar seharusn usnya ya momen momen magne magnett senya senyawa wa adalah adalah sebesa sebesarr 1,73 1,73 BM. Menuru Menurutt hasil hasil pengu penguku kuran ran,, momen momen magne magnett ion [FeF [FeF6]3- adalah sebesar 6,0 BM, yang akan sesuai jika terdapat lima elektron tidak berp berpas asan anga gan. n.

Bera Berart rtii

ion ion

Fe3+

dala dalam m

komp komple leks ks

meng mengal alam amii

hibridisas hibridisasii sp3d2 dengan dengan meliba melibatka tkan n orbita orbitall d sebel sebelah ah luar, luar, dan dan disebut sebagai kompleks orbital luar (outer ( outer orbital complex ). ). Fe26: [Ar] 3d6 4s2 Fe3+: [Ar] 3d5 4s0 : [Ar] 3d5

4s1 4p0 membentuk membentuk orbital hibrida sp 3d2

4d0



5

Elektronetralitas dan Backbonding Dalam Dalam TIV, TIV, reaksi reaksi pembe pembentu ntukan kan komple kompleks ks merupa merupakan kan reaks reaksii Asam Asam Basa Basa Lewis Lewis.. Atom Atom logam logam sebag sebagai ai asam asam Lewis Lewis mendap mendapatk atkan an elektro elektron n dari dari ligan ligan yang yang bertin bertindak dak sebag sebagai ai basa basa Lewis Lewis,, sehing sehingga ga menda mendapat patkan kan tambah tambahan an muatan negatif. Dengan demikian densitas elektron pada atom logam akan menjad menjadii semak semakin in besar besar sehing sehingga ga komple kompleks ks menjad menjadii semak semakin in tidak tidak stabil stabil.. Pada kenyataan kenyataannya nya senyawa senyawa kompleks kompleks merupakan merupakan senyawa senyawa yang stabil, stabil, sehingga diasumsikan walaupun mendapatkan tambahan muatan negatif dari PEB yang didonorkan oleh ligan, atom pusat memiliki muatan yang mendekati nol atau hampir netral. Ada dua pendekatan yang dapat digunakan untuk menerangkan hal ini :

)

Elektronetralitas Ligan

donor

elek elektr tron oneg egat ativ ivit itas as

umumnya yang yang

merupakan

ting tinggi gi,,

sehi sehing ngga ga

atom atom atom

dengan

liga ligan n

tida tidak k

memberikan memberikan keseluruha keseluruhan n muatan muatan negatifnya negatifnya,, sehingga sehingga elektron elektron ikatan tidak terdistribusi secara merata antara logam dengan ligan

)

Backbonding Pad Pada

atom tom

loga logam m

deng denga an

tin tingka gkat

oksid ksida asi

yang ang

rend renda ah,

kerapatan kerapatan elektron elektron diturunkan diturunkan melalui melalui pembentuk pembentukan an ikatan ikatan balik (backbonding) atau resonansi ikatan partial. Ionpusat memberikan kembali kembali pasangan pasangan elektron elektron kepada kepada ligan melalui melalui pembentuk pembentukan an

π). ikatan phi ( π

Teori Ikatan Valensi cukup mudah untuk dipahami, dapat meramalkan bentuk geometris dari sebagian besar kompleks, dan berkesesuaian dengan sifat kemagnetan dari sebagian besar kompleks. Meskipun demikian, ada beberapa kelemahan dari Teori Ikatan Valensi ini. Sebagian besar senyawa kompleks merupakan senyawa berwarna, TIV tidak dapat dapat menjelask menjelaskan an warna dan spektra spektra elektronik elektronik dari senyawa senyawa kompleks kompleks.. Selain itu, meskipun berkesesuaian dengan sifat kemagnetan senyawa, TIV tidak tidak dapat dapat menjel menjelas askan kan mengap mengapa a kemagn kemagneta etan n senya senyawa wa dapat dapat beruba berubah h deng dengan an kena kenaik ikan an suhu suhu.. Teor Teorii Ikat Ikatan an Vale Valens nsii tida tidak k dapa dapatt memb member erik ikan an



6

penjelasan penjelasan yang memuaskan memuaskan mengapa mengapa sejumlah sejumlah kompleks kompleks berada berada dalam dalam bentuk bentuk komple kompleks ks orbita orbitall luar. luar. Kelema Kelemahan han-ke -kelem lemaha ahan n dari dari TIV ini dapat dapat dijelaskan dengan lebih baik oleh Teori Medan Kristal (Crystal (Crystal Field Theory ). ).

b.

Teori Medan Kristal (Crystal (Crystal Field Theory)

Teori ini mula-mula diajukan oleh Bethe (1929) dan Vleck (1931 – 1935), dan mulai berkembang sekitar tahun 1951. Teori ini merupakan usaha untuk menjelaskan hal-hal yang menjadi kelemahan dari Teori Ikatan Valensi. Dalam Dalam Teori Medan Medan Kristal (TMK), (TMK),

interaksi interaksi yang yang terjadi antara antara logam

dengan ligan adalah murni interaksi elektrostatik. Logam yang menjadi pusat dari dari komple kompleks ks diangg dianggap ap sebag sebagai ai suatu suatu ion posit positif if yang yang muatan muatannya nya sama sama dengan tingkat oksidasi dari logam tersebut. Logam pusat ini dikelilingi oleh liganligan-lig ligan an bermua bermuatan tan negati negatiff atau atau ligan ligan netra netrall yang yang memilik memilikii pasang pasangan an elektro elektron n bebas bebas (PEB). (PEB). Jika Jika

ligan ligan merupak merupakan an suatau suatau spesi spesi netral/ti netral/tidak dak

bermua bermuatan tan,, maka maka sisi sisi dipol dipol negati negatiff dari dari ligan ligan terara terarah h pada pada logam logam pusat. pusat. Medan listrik pada logam akan saling mempengaruhi dengan medan listrik ligan. Dalam Teori Medan Kristal, berlaku beberapa anggapan berikut : a. ligan dianggap dianggap sebagai sebagai suatu titik muatan muatan b. tidak ada ada interaksi interaksi antara antara orbital orbital logam logam dengan dengan orbital orbital ligan ligan c. orbital d dari logam kesemuanya terdegenerasi dan memiliki energi

yang sama, akan tetapi, jika terbentuk kompleks, maka akan terjadi pemecahan tingkat energi orbital d tersebut d tersebut akibat adanya tolakan dari elektron elektron pada ligan, pemecahan pemecahan tingkat tingkat energi energi orbital orbital d ini tergantung tergantung orientasi arah orbital logam dengan arah datangnya ligan

Bentuk Orbital-d Karena orbital d seringkali digunakan pada pembentukan ikatan dalam komp komple lek ks,

teru teruta tama ma dala dalam m

teo teori

TMK, TMK, mak maka

adala dalah h

pent pentin ing g

untuk ntuk

mempel mempelaja ajari ri bentuk bentuk dan orient orientas asii ruang ruang orbita orbitall d . Kelima Kelima orbita orbitall d tidak identik, dan dapat dibagi menjadi dua kelompok; orbital t2g dan eg. Orbitalorbital t2g –dxy; d xz; dan dyz – – memiliki bentuk yang sama dan memiliki orientasi



7

arah di antara sumbu x, y, dan z. Orbital-orbital e g –dx2-y2 dan dz2 – – memiliki bentuk yang berbeda dan terletak di sepanjang sumbu. x

y

x

y

z

dxy

dxz

x

y

dx2-y2

z

x

dyz

y

dz2

Kompleks Oktahedral Pada kompleks oktahedral, logam berada di pusat oktahedron dengan ligan di setiap sudutnya. Arah mendekatnya ligan adalah sepanjang sumbu x, y dan z. Karena orientasi arah orbital dx2-y2 dan dz2 adalah sepanjang sumbu x; y; z, dan menghadap langsung ke arah mendekatnya ligan, maka kedua orbital tersebut mengami tolakan yang lebih besar dari ligan dibandingkan orbital d xy; dxz dan dyz yang berada di antara sumbu-sumbu x; y; dan z. Dengan Dengan demikian orbital d pada kompleks oktahedral mengalami pemecahan (splitting (splitting ) tingkat energi energi dimana dimana orbita orbital-o l-orbit rbital al eg memili memiliki ki tingka tingkatt energi energi yang yang lebih lebih besar besar dibandingkan orbital t2g.



8 dx2-y2

Z

dz2

eg

L

Y

0,6∆o

L L

M+

X

L

dxz

dxy

L

∆o

dyz dx2-y2 dz2

0,4∆o dxy

L

dxz

dyz

t2g

(a)

(b)

Gambar a. kompleks oktahedral energi yang terjadi pada orbital d menjadi orbital e g dan t2g Gambar b. pemecahan energi

Jarak antara kedua tingkat energi ini diberi simbol ∆0 atau 10Dq. Setiap orbi orbita tall pada pada orbi orbita tall t2g menuru menurunka nkan n energi energi kompl kompleks eks sebes sebesar ar 0,4∆0, dan sebaliknya setiap orbital pada orbital e g menaikkan energi kompleks sebesar 0,6∆0. Tingkat energi rata-rata dari kedua tingkat energi orbital t 2g dan eg merupakan energi hipotetik dari orbital d yang terdegenerasi. Besarnya harga

∆o

terutama ditentukan oleh kuat atau lemahnya suatu

ligan. Semakin kuat medan suatu ligan, makin besar pula pemecahan tingkat energi yang disebabkan, sehingga harga

∆0

juga semakin besar. Harga

∆0

dalam suatu kompleks dapat ditentukan melalui pengukuran spektra UV-Vis dari kompleks. Kompleks akan menyerap energi pada panjang gelombang yang sesuai untuk mempromosikan elektron dari tingkat energi t 2g ke tingkat eg. Panjang gelombang yang diserap dapat ditentukan berdasarkan puncak serapan dari spektrum serapan UV-Vis. Karena setiap orbital t2g menurunkan energi sebesar 0,4∆0 dari tingkat energ nergii

hipo ipoteti tetis s,

seti setia ap

elek lektro tron

yang

men menempa mpati

orbit rbita al

t2g

akan

meningkatk meningkatkan an kestabila kestabilan n kompleks kompleks dengan dengan menurunka menurunkan n energi energi kompleks kompleks sebesa sebesarr 0,4∆0. Besa Besarn rnya ya penu penuru runa nan n ener energi gi ini ini dise disebu butt seba sebaga gaii Ener Energi gi Stab Stabili ilisa sasi si Meda Medan n Kris Krista tall

(CFS (CFSE, E, Crys Crysta tall Fiel Field d Stab Stabil iliz izat atio ion n Ener Energy gy ).

Seba Sebalik likny nya, a, seti setiap ap elek elektr tron on di orbi orbita tall eg akan akan menuru menurunka nkan n kestab kestabila ilan n kompleks dengan menaikkan energi kompleks sebesar 0,6∆0.



9

Tabe Tabell berik berikut ut menu menunju njukk kkan an besa besarn rnya ya CFSE CFSE untu untuk k komp komple leks ks deng dengan an konfigurasi d0 – d10.

Jumlah elektron d

Konfigurasi t2g

eg

CFSE

1

-0,4∆0

2 3 4 (kompleks high spin) spin) 4 (kompleks low spin) spin) 5 (kompleks high spin) spin) 5 (kompleks low spin) spin) 6 (kompleks high spin) spin) 6 (kompleks low spin) spin) 7 (kompleks high spin) spin) 7 (kompleks low spin) spin) 8 9 10

-0,8∆0 -1,2∆0 -0,6∆0 -1,6∆0 0 -2,0∆0 -0,4∆0 -2,4∆0 -0,8∆0 -1,8∆0 -1,2∆0 -0,6∆0 0

Besarnya harga ∆0 ditent ditentuka ukan n oleh oleh jenis jenis ligan ligan yang yang terika terikatt dengan dengan logam pusat. Untuk ligan medan lemah (weak field ligand ), ), perbedaan selisih energi energi antara antara orbita orbitall t2g dan eg yang yang terjad terjadii dalam dalam splitting sangat sangat kecil, kecil, deng dengan an demik demikia ian n elek elektr tron on-e -ele lekt ktro ron n akan akan meng mengis isii keli kelima ma orbi orbita tall tanp tanpa a berpasangan terlebih dahulu. Kompleks dengan ligan medan lemah semacam ini disebut sebagai kompleks spin tinggi (high (high spin complex ). ). Ligan medan kuat (strong (strong field ligand ) menyebabkan perbedaan energi yang besar antara orbital t2g dengan orbital eg. Karena energi yang diperlukan untuk menempatkan elektron ke orbital eg yang tingkat energinya lebih tinggi lebih lebih besar besar diband dibanding ingka kan n energi energi yang yang diperl diperluka ukan n untuk untuk memas memasang angka kan n elektro elektron, n, elektr elektron on akan akan mengis mengisii orbita orbitall t2g terleb terlebih ih dahulu dahulu hingga hingga penuh penuh sebelum mengisi orbital eg. Besrnya harga ∆o dapat dapat ditentuka ditentukan n secara secara Spektrofot Spektrofotometr ometrii UV-Vis. UV-Vis. Kompleks Kompleks akan menyerap menyerap cahaya cahaya dengan dengan frekuens frekuensii yang berkeses berkesesuaian uaian dengan energi yang diperlukan untuk mengeksitasikan elektron dari orbital t2g ke orbital eg (v = v = ∆0/h, h= konstanta Planck). Dari pita serapan ini dapat dilihat intensitas intensitas maksimum dari serapan serapan oleh kompleks terletak pada frekuensi frekuensi berapa.



10

Menu Menuru rutt hasi hasill stud studii eksp eksper erime imen n dari dari spek spektra tra seju sejumla mlah h komp komple leks ks dengan berbagai macam jenis logam pusat dan ligan, ternyata ligan-ligan dapat dapat diurut diurutkan kan sesuai sesuai kemam kemampua puanny nnya a untuk untuk menyeb menyebab abkan kan pemec pemecaha ahan n tingkat energi pada orbital d. Deretan ligan ini disebut Deret Spektrokimia. I-< Br - < Cl- < F- < OH- < C2O42- < H2O < NCS- < py < NH3 < en < bipy <

o-

phen < NO2- < CN-

Distorsi Tetragonal dalam Kompleks Oktahedral (Distorsi Jahn Taller) Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, tolakan oleh elektron dari keenam ligan dalam suatu kompleks oktahedral memecah orbital d menjadi orbital t2g dan eg.

Jika elektron-e elektron-elektro lektron n d dari logam logam tersusun/terd tersusun/terdistribu istribusi si

secara sistematis, maka elektron-elektron tersebut akan memberikan tolakan yang yang seta setara ra pada pada keen keenam am liga ligan, n, sehi sehing ngga ga komp komple leks ks meru merupa paka kan n suat suatu u oktahedral oktahedral sempurna. sempurna. Akan tetapi tetapi jika elektron elektron d terdistribu terdistribusi si secara secara tidak merata merata dalam dalam orbita orbitall (memil (memiliki iki penat penataan aan yang yang asimet asimetris ris), ), maka maka ada ligan ligan yang mengalami gaya tolak yang lebih besar dibandingkan ligan yang lainnya. Dengan demikian struktur kompleks menjadi terdistorsi. Orbita Orbital-or l-orbit bital al eg berh berhad adap apan an lang langsu sung ng deng dengan an ligan ligan,, sehi sehing ngga ga penataan elektron yang asimetris dalam orbital eg akan menyebabkan ligan meng mengal alam amii tola tolaka kan n yang yang lebih lebih besa besarr diba diband ndin ingk gkan an liga ligan n lain lainny nya a dan dan mengha menghasil silkan kan distor distorsi si yang yang signifi signifikan kan.. Sebal Sebalikn iknya ya orbita orbital-o l-orbit rbital al t2g tidak berh berhad adap apan an lang langsu sung ng deng dengan an ligan ligan,, sehi sehing ngga ga pena penata taan an elek elektr tron on yang yang asime asimetr tris is dala dalam m orbit orbital al t2g tidak tidak member memberika ikan n pengar pengaruh uh yang yang signif signifika ikan n terhad terhadap ap strukt struktur ur komple kompleks, ks, distor distorsi si yang yang terjad terjadii biasa biasanya nya sanga sangatt lemah lemah sehingga tidak terukur. Penataan simetris Jumlah elektron d d0 d3 d5 d6 d8 d10

t2g

eg

Medan ligan kuat atau lemah kuat atau lemah

Contoh TiIVO2; [TiIVF6]2-; [TiIVCl6]2[Cr III(oksalat)3]3-; Cr III(H2O)6]3+

lemah

[MnIIF6]4-; [FeIIIF6]3-

kuat

[FeII(CN)6]4-; [CoIII(NH3)6]3+

lemah

[NiIIF6]4-; [Ni(H2O)6]2+

kuat atau

[ZnII(NH3)6]2+; [ZnII(H2O)6]2+



11 lemah

Penataan asimetris Jumlah elektron d d4 d7 d9

t2g

eg

Medan ligan

Contoh

lemah

Cr(+II); Mn(III+)

kuat

Co(+II); Ni(+III)

kuat dan lemah

Cu(+II)

Jika orbital dz2 berisi lebih banyak elektron dibandingkan orbital d x2-y2, maka ligan yang berada pada sumbu z akan mengalami gaya tolak yang lebih besar dibandingkan keempat ligan lainnya (yang berada pada sumbu x dan y). Gaya Gaya tolak tolak yang yang tidak tidak seimba seimbang ng terse tersebut but akan akan mengha menghasilk silkan an distor distorsi si berupa perpanjangan oktahedron di sepanjang sumbu z, dan disebut sebagai distorsi tetragonal . Lebih Lebih tegasnya, tegasnya, distorsi distorsi berupa pemanja pemanjangan ngan sumbu sumbu x semacam ini disebut sebagai elongasi (perpanjangan) tetragonal. Sebaliknya, jika orbital yang berisi lebih banyak elektron adalah orbital dx2-y2, elongasi akan terjadi sepanjang sumbu x dan sumbu y, sehingga ligan dapat lebih mendekat mendekat ke arah logam pusat melalui sumbu z. Berarti akan ada empat ikatan yang panjang dan dua ikatan yang lebih pendek, dan struktur yang terbentuk mirip dengan oktahedron yang ditekan sepanjang sumbu z. Distorsi semacam ini disebut kompresi tetragonal . Distorsi berupa elongasi tetragonal lebih sering terjadi dibandingkan kompresi tetragonal.

perpanjangan pada sumbu z



12

Gambar (c)

perpanjangan perpanjangan pada sumbu x dan y Gambar (d)

Gamb Gambar ar (c) (c)

Elon Elonga gasi si tetrag tetragon onal al yang yang terj terjad adii pada pada suatu suatu kompl komplek eks s okta oktahe hedr dral al.. Elek Elektr tron on-elektron pada orbital dz2 menimbulkan gaya tolak yang meneybabkan ligan pada sumbu z menjauh dari logam pusat

Gambar Gambar (d) (d)

Kompr Kompresi esi tetra tetragon gonal. al. Elekt Elektron ron-el -elektr ektron on pada pada orbit orbital al dx2-y2 dx2-y2 men menimb imbulka ulkan n gaya gaya tolak yang cukup kuat sehingga ligan-ligan yang terikat pada sumbu x dan y menjauh dari logam pusat.

Dapat Dapat disimp disimpulk ulkan an bahwa bahwa jika pengis pengisian ian orbita orbitall dx2-y2 dan dz2 tidak sama, maka akan terjadi distorsi. Hal ini disebut sebagai Distorsi Jahn Taller.

Teorema Jahn-Taller menyatakan bahwa : “sistem molekuler yang

tidak tidak linea linearr dalam dalam su suat atu u kead keadaa aan n elek elektr tron on yang yang terd terdeg egen ener eras asii tidakla tidaklah h stabil; stabil; dan akan akan menga mengalam lamii dis distor torsi si untuk untuk menur menurunk unkan an simetrinya dan menghilangkan degenerasi yang terjadi”.

KOMPLEKS SEGI EMPAT PLANAR Jika logam pusat dalam kompleks memiliki konfigurasi d 8, maka enam elektron akan mengisi orbital t2g dan dua elektron akan mengisi orbital e g. Penataan Penataan elektronny elektronnya a ditunjukkan ditunjukkan dalam Gambar Gambar (a).

Orbital-orbit Orbital-orbital al terisi

oleh eletron secara simetris, dan suatu kompleks oktahedral terbentuk.

eg

∆E



13

t2g Gambar (e)

Gambar (f)

Gambar (e) Penata Penataan an elektro elektron n yang yang simetr simetris is di orbital orbital t 2g dan dan eg pada pada logam logam dengan dengan konfigurasi elektron d8 Gambar (f) Pemecahan tingkat energi orbital e g, untuk mencapai kestabilan, kedua elektron mengisi orbital d z2 yang tingkat energinya lebih rendah

Elektron yang berada pada orbital d x2-y2 mengalami tolakan dari empat ligan yang berada pada sumbu x dan y; sementara elektron yang ada pada orbital dz2 hanya mengalami tolakan dari dua ligan yang berada pada sumbu z. Jika medan ligan cukup kuat, maka perbedaan energi di antara dua orbital ini (orb (orbit ital al dx2-y2 dan dz2) menjad menjadii lebih lebih besar besar diband dibanding ingkan kan energi energi yang yang dipe diperl rluk ukan an

untu untuk k

mema memasa sang ngka kan n

elek elektr tron on..

Peme Pemeca caha han n

orbi orbita tall

eg

ini

ditunjukkan pada Gambar(f). Dalam kondisi demikian, kompleks akan menjadi lebih stabil jika orbital dx2-y2 kosong dan kedua elektron yang seharusnya menempati orbital e g ditata secara berpasangan pada orbital d z2 . Dengan demikian, empat buah ligan dapat dapat terika terikatt dalam dalam kompl kompleks eks pada sumbu sumbu x dan y denga dengan n lebih lebih mudah mudah kare karena na tida tidak k meng mengal alam amii tola tolaka kan n dari dari orbi orbita tall dx2-y2 yang yang tela telah h koso kosong ng.. Sebaliknya ligan tidak dapat mendekati logam pusat melalui sumbu z, karena mengalami tolakan yang sangat kuat dari orbital dz2 yang terisi dua elektron. Oleh karena itu hanya terbentuk empat ikatan antara logam pusat dengan ligan, dan struktur geometris kompleks menjadi segiempat planar. Komp Komple leks ks segi segiem empa patt plan planar ar terb terben entu tuk k pada pada ion ion loga logam m deng dengan an konfiguras konfigurasii elektron elektron d8 dan ligan yang memiliki medan yang sangat kuat, misalnya [NiII(CN)4]2-. Semua kompleks Pt(II) dan Au(II) merupakan kompleks segi empat planar, meskipun dengan ligan medan l emah.



14

Besarnya pemecahan energi orbital eg tergantung pada jenis ligan dan logam yang menjadi ion pusat. Pada kompleks segiempat planar dari Co II; NiII dan CuII, orbital dz2 memiliki tingkat energi yang hampir sama dengan orbital d xz dan dyz. Sedan Sedangka gkan n dalam dalam kompl kompleks eks [PtCl [PtCl4]2-, orbi orbita tall dz2

memiliki memiliki tingkat tingkat

energi yang lebih rendah dibandingkan orbital d xz dan dyz.

KOMPLEKS TETRAHEDRAL Orienta Orientasi si ruang ruang dari dari suatu suatu komple kompleks ks denga dengan n geomet geometris ris tetrah tetrahedr edral al dapat dapat dihubungk dihubungkan an sebagai sebagai suatu suatu kubus, kubus, seperti seperti yang ditunjukkan ditunjukkan dalam dalam Gambar (g). Z

Logam pusat

X Y

Y

Ligan

(g)

Gambar g. Struktur kompleks tetrahedral sebagai suatu kubus

Berdasarkan gambar tersebut, ligan berada di antara sumbu-sumbu x, y dan z. Sebagaimana yang telah dipaparkan sebelumnya, orbital-orbital t 2g (dxy, d xz, dan dyz) berada di antara sumbu x, y dan z, sementara orbital-orbital eg (dx2-y2 dan dz2) berada dalam posisi yang berimpit dengan sumbu x, y dan z. Oleh karena itu, pada kompleks tetrahedron, ligan berada lebih dekat dengan orbital-orbital t2g, meskipun posisi ligan tidak tepat berimpit dengan orbitalorbi orbita tall ters terseb ebut ut.. Oleh Oleh kare karena na itu, itu, pada pada komp komple leks ks tetr tetrah ahed edro ron n terj terjad adii



15

pemec pemecaha ahan n energi energi yang yang berkeb berkebali alikan kan dengan dengan pemec pemecaha ahan n energi energi pada pada kompleks oktahedron. Pada kompleks tetrahedron, terjadi pemecahan tingkat energi dimana orbital t2g mengalami kenaikan tingkat energi (karena berada dalam posisi yang yang lebi lebih h berd berdek ekat atan an deng dengan an liga ligan) n) seme sement ntar ara a orbi orbita tall eg mengalami penu penuru runa nan n tingk tingkat at ener energi gi.. Peme Pemeca caha han n ting tingka katt ener energi gi dala dalam m komp komple leks ks tetrahedron ditunjukkan dalam Gambar (h).

∆E (∆t)

(h) Gambar (h) Pemecahan tingkat energi yang terjadi dalam kompleks tetrahedron

Untuk membedakannya dengan kompleks oktahedron, selisih energi antara orbital eg dan t2g dalam kompleks tetrahedron diberi notasi ∆ t Setiap elektron yang menempati orbital eg maupun t2g dalam kompleks tetrah tetrahedr edron on member memberika ikan n kontr kontribu ibusi si terhad terhadap ap harga harga CFSE CFSE dari dari komple kompleks ks tetrahedron. Setiap elektron pada orbital eg akan menurunkan energi sebesar 0,6∆t, sementara setiap elektron yang menempati orbital t2g akan menaikkan energi sebesar 0,4 ∆ t. Secara sederhana, harga CFSE dari suatu kompleks tetrahedral dapat dirumuskan sebagai berikut : CFSE tetrahedron = -0,6∆t + 0,4∆t

Besarnya CFSE dari suatu kompleks tetrahedron diramalkan lebih kecil dibandingkan CFSE kompleks oktahedron. Hal ini dikarenakan jumlah ligan yang terikat dalam kompleks tetrahedron juga lebih sedikit, hanya ada empat ligan, sementara pada kompleks oktahedron ada 6 ligan yang terikat pada logam pusat. Selain itu, berbeda dengan kompleks oktahedron dimana arah orbital tepat berimpit dengan arah datangnya ligan, ligan yang terikat pada kompleks tetrahedron tidak tepat berimpit dengan orbital.



16

c. Teori Orbital Molekul (Molecular Orbital Theory) Teori Teori Medan Medan Kristal Kristal didas didasark arkan an atas atas asumsi asumsi bahwa bahwa interak interaksi si yang yang terjadi antara ligan dan logam pusat murni merupakan interaksi elektrostatik. Teori ini dapat menjelsakan bentuk geometris; spektra; dan kemagnetan dari seny senyaw awa a komp komple leks ks deng dengan an memu memuas aska kan. n. Mesk Meskip ipun un demik demikia ian, n, teor teorii ini ini mengabaikan kemungkinan terbentuknya ikatan kovalen dalam kompleks, hal ini tern ternya yatt bert berten enta tang ngan an deng dengan an fakt fakta a yang yang diper diperol oleh eh sdar sdarii seju sejuml mlah ah eksperimen. Beberapa kelemahan dari Teori Medan Kristal adalah sebagai berikut : 1.

Sejum Sejumlah lah senyaw senyawa a denga dengan n tingka tingkatt oksid oksidas asii nol (misal (misalnya nya pada pada kompl komplek eks s

[Ni( [Ni(CO CO))4]

tidak

men mengalam lami

gaya

tar tarik-me -menarik rik

elektrostatik antara logam dengan ligan, sehingga dapat dipastikan bahwa bahwa ikatan ikatan yang terbentuk terbentuk dalam dalam kompleks kompleks merupakan merupakan suatu ikatan kovalen 2.

Uruta rutan n lig ligan dala dalam m spek pektro trokimia imia tida tidak k dapat pat dije ijelask laska an hany hanya a dengan berdasarkan pada keadaan elektrostatik

3.

Bukti Bukti dari dari spektr spektrum um resona resonansi nsi magnet magnetik ik inti inti dan resona resonansi nsi spin spin elek elektr tron on

menu menunj njuk ukka kan n

berp berpas asan anga gan n

pada pada

kebe kebera rada daan an

liga ligan, n,

hal hal

ini ini

dens densit itas as

elek elektr tron on

meng mengin indi dika kasi sika kan n

tida tidak k

adan adanya ya

pembagian elektron bersama, sehingga dapat diasumsikan terjadi kovalensi dalam kompleks

Teo Teori

Orbit rbita al

Mole Moleku kull

(Mo (Molec lecula ular

Orbit rbita al

Theo heory) ry)

meli meliba batk tka an

pemben pembentuk tukan an ikatan ikatan kovale kovalen. n. Dalam Dalam Teori Teori Orbita Orbitall Moleku Molekull (TOM), (TOM), ikatan ikatan dalam kompleks terjadi melalui pembentukan orbital molekul. Orbital molekul merupakan orbital yang terbentuk sebagai kombinasi antara orbital atom yang dimiliki logam dengan orbital atom yang dimiliki oleh ligan. Oleh karena itu orbital orbital molekul molekul dapat dapat dipelajar dipelajarii dengan dengan mengguna menggunakan kan pendekata pendekatan n Linear Combination Atomic Orbital (LCAO). Orbital (LCAO). Seti Setiap ap peng pengga gabu bung ngan an orbi orbita tall atom atom menj menjad adii orbi orbita tall mole moleku kull akan akan menghasilkan orbital bonding (orbital ikatan) dan orbital antibonding (orbital



anti anti ikatan ikatan). ).

17

Bagaim Bagaimana ana orbital orbital moleku molekull ini terbentu terbentuk k akan akan dibah dibahas as lebih lebih

terperinci dalam Ikatan Kimia.

PEMBENTUKAN ORBITAL σ Pembentukan ikatan melalui orbital σ yang paling sederhana dapat dicontohkan dalam pembentukan ikatan antar atom hidrogen dalam molekul H2. orbital σ* (orbital molekul antibonding)

1s

1s

H

H H2

orbital σ (orbital molekul bonding)

Dari diagram di atas dapat dilihat bahwa tiap atom H memiliki masingmasing satu buah elektron pada orbital 1s. kedua orbital atom H tersebut kemudian bergabung membentuk orbital molekul σ, sehingga terbentuk dua macam orbital, orbital σ yang merupakan orbital bonding, dan orbital σ* yang merupakan merupakan orbital orbital antibonding antibonding..

Sesuai Sesuai dengan aturan aturan Hund, maka mulamula-

mula mula elek elektro tron n dari dari sala salah h satu satu atom atom H meng mengis isii orbi orbita tall mole moleku kull σ yang yang terbentuk, kemudian elektron dari atom H yang lain juga mengisi orbital σ tersebut. tersebut. Dengan Dengan terbentuknya terbentuknya orbital orbital molekul molekul yang diisi diisi oleh elektron elektron dari kedua kedua atom atom H, maka maka terben terbentuk tuklah lah ikatan ikatan antar antar atom atom H terseb tersebut ut menjad menjadii molekul H2. Molekul H2 ini merupakan molekul yang stabil, karena elektronelektro elektronny nnya a berada berada pada pada orbita orbitall moleku molekull σ yang yang tingka tingkatt energi energinya nya lebih lebih rendah dibandingkan tingkat energi orbital atom pembentuknya. Pembentukan orbital molekul ini dapat digunakan untuk menjelaskan ketidakstabilan dari molekul He2. Perhatikan diagram berikut : orbital σ* (orbital molekul m olekul antibonding) 1s

1s Dalam Kompleks Bab III Teori Ikatan I katan Kompleks


18

He

He He2 orbital σ (orbital molekul bonding)

Setiap atom Helium memiliki dua elektron pada setiap orbital 1s. saat orbital-orbit orbital-orbital al atom 1s dari kedua atom Helium Helium tersebut tersebut membentuk membentuk orbital molekul, terbentuk 2 macam orbital molekul pula, orbital σ dan σ*. Elektronelektron mula-mula mengisi orbital bonding σ yang tingkat energinya lebih rendah, kemudian mengisi orbital antibonding σ*. Karena baik orbital bonding maupun orbital antibonding sama-sama terisi elektron, maka keduanya akan saling meniadakan, sehingga molekul He2 menjadi sangat tidak stabil. Kedua contoh diatas menunjukkan pembentukan orbital molekul untuk molekul molekul diatom diatomik ik yang yang hetero heterogen gen,, sehin sehingga gga orbita orbitall atom atom yang yang diguna digunaka kan n dalam pembentukan orbital molekul memiliki tingkat energi yang sama. Pada molekul molekul diatom diatomik ik yang yang hetero heterogen gen,, atom atom yang yang lebih lebih elektro elektroneg negatif atif orbita orbitall atomnya memiliki tingkat energi yang lebih rendah. Perbedaan tingkat energi antar orbital atom dari dua atom berbeda yang saling berikatan merupakan ukuran ukuran dari dari sifat sifat ionik ionik ikatan ikatan yang yang terbe terbentu ntuk k antar antara a kedua kedua atom atom terse tersebut but.. Sedangka Sedangkan n perbedaa perbedaan n tingkat tingkat energi energi antara antara orbital orbital bonding bonding molekul molekul yang terbentuk dengan orbital atom (dari atom yang tingkat energinya lebih rendah) merupakan ukuran sifat kovalen ikatan yang terbentuk. Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi yang diberikan dalam diagram berikut : orbital σ*



19

a 1s A 1s

b

B

orbital σ AB Pada Pada diagra diagram m terse tersebut but,, atom atom B memilik memilikii tingka tingkatt energ energii yang yang lebih lebih rendah dibandingkan orbital atom A. Oleh karena itu, orbital molekul (OM) σ yang terbentuk memiliki karakteristik yang lebih mirip dengan orbital atom B. Selisih energi antara orbital atom A dan orbital atom B, dinotasikan dengan a, menu menunj njuk ukka kan n ukur ukuran an sifa sifatt ioni ionik k ikat ikatan an yang yang terb terben entu tuk k anta antara ra A dan dan B. Sedangkan selisih energi antara OM σ dengan orbital atom B, dinotasikan dengan b, menunjukkan sifat kovalen ikatan AB.

PEMBENTUKAN ORBITAL MOLEKUL σ DALAM SENYAWA KOMPLEKS Pada Pada

senya nyawa

komp komple lek ks,

orbit rbita al

mole moleku kull

terb terbe entuk ntuk

seba sebaga gaii

gabungan/kombinasi dari orbital atom logam dengan orbital atom dari ligan. Orbital atom logam dapat bergabung dengan orbital atom ligan jika orbitalorbital atom tersebut memiliki simetri yang sama. Untuk logam transisi pertama, orbital yang dapat membentuk orbital molekul molekul adalah adalah orbital-orb orbital-orbital ital eg (dx2-y2 dan dz2), 4s, 4p, 4p x, 4py dan 4pz. Orbital-orbital t2g (dxy, dxz dan dyz) dari logam tidak dapat membentuk orbital σ karena orientasi arahnya yang berada di antara sumbu x, y dan z. Oleh



20

kare karena na itu itu keti ketiga ga orbi orbita tall ters terseb ebut ut dise disebu butt seba sebaga gaii orbi orbita tall nonb nonbon ondi ding ng.. Meskipun tidak dapat membentuk oribtal σ, orbital-orbital t2g tersebut dapat membentuk orbital molekul π dengan orbital atom dari ligan yang tidak searah dengan orbital atom logam. Ligan Ligan dapat dapat memben membentuk tuk orbital orbital molekul molekul dengan dengan orbita orbitall logam logam

jika jika

posi posisi siny nya a sega segaris ris deng dengan an loga logam, m, atau atau bera berada da tepa tepatt pada pada sumb sumbu/ u/ga gari ris s penghubung ion pusat dan ligan. Adapun orbital atom dari ligan yang dapat bergabung dengan orbital atom dari logam adalah orbital s atau orbital hasil hibridisasi antara orbital s dan p. Karena Karena jauh jauh lebih lebih banyak banyak orbita orbitall dan dan elektr elektron on yang yang terlib terlibat, at, maka maka diagram pembentukan orbital molekul dalam senyawa kompleks lebih rumit dibandingkan diagram pembentukan orbital molekul untuk molekul diatomik sederhana. Umumnya orbital atom dari ligan tingkat energinya lebih rendah dibandingkan orbital atom dari logam pusat, sehingga karakteristik dari orbital molekul yang terbentuk lebih mirip dengan karakteristik orbital atom ligan dibandingkan orbital atom logam. Berikut ini contoh diagram pembentukan orbital molekul untuk kompleks [Co(NH3)6]3+

σ*s

σ*p 4p

σ*d

4s

∆0 3d



xy xz

x2-y2 z2

yz

21

orbital non bonding

6 orbital px dari 6 liga igan NH3,masin ,masing-m g-masin asing g berisi berisi 2 elektron

σd

σp

σs

Pada kompleks [Co(NH3)6], orbital-orbital 4s, 4px, 4py, 4pz, 3dx2-y2, dan 3dz2 dari logam Co bergabung dengan keenam orbital p x dari atom ligan NH3 membentuk orbital molekul. Orbital molekul σ yang terbentuk masing-masing diisi dengan sepasang elektron dari ligan NH 3. Orbital 3dxy, 3d xz, dan 3dyz dari Co3+ tidak tidak bergab bergabun ung g memben membentuk tuk orbita orbitall moleku molekul, l, ketiga ketiga orbita orbitall terseb tersebut ut merupakan orbital nonbonding (non ikatan) dalam kompleks ini. Selisih antara tingkat energi nonbonding dengan orbital σ* (orbital antibonding) merupakan harga ener energi gi

Δ0

dari kompleks tersebut. Dalam TOM, splitting/pemecahan tingkat

yang yang

terj terjad adii

meru merupa paka kan n

kovalensi,makin besarpula harga harga

Δ0

akib akibat at

Δ0.

dari dari

kova kovale lens nsi. i.

Maki Makin n

besa besar r

Dalam kompleks [Co(NH3)6]3+ tersebut,

cukup besar, sehingga semua elektron lebih memilih untuk mengisi

orbital nonbonding, kompleks merupakan kompleks low spin. spin. Karena semua elektro elektron n dalam dalam kompl kompleks eks berpa berpasan sanga gan, n, maka maka dapat dapat dirama diramalka lkan n bahwa bahwa kompleks tersebut bersifat diamagnetik. Pada Pada

komp komple leks ks

[CoF [CoF6]3-,

seli selis sih

tin tingka gkat

energ nergii

anta ntara

orbit rbita al

nonbonding dengan orbital antibonding /orbital σ* yang terbentuk relatif cukup kecil, sehingga elektron dapat mengisi orbital σ* terlebih dahulu. Kompleks ini merupakan kompleks high spin. spin. Diagram pembentukan orbital molekul pada kompleks [CoF6]3- dapat dilihat berikut ini : σ*s

σ*p 4p

Bab III Teori Ikatan I katan Dalam Kompleks Kompleks 4s

∆0


22

σ*d

3d

x2-y2 z2

xy xz

yz

orbital non bonding 6 orbital px dari 6 lig ligan F-, masing-masing berisi 2 elektron

σd

σp

σs

Orbital-orbital 3dx2-y2; 3dz2; 4s; 4px; 4py; dan 4pz dari logam bergabung dengan 6 buah orbital px dari keenam ligan F- yang mengelilingi logam pusat tersebut. tersebut. Orbital-orbit Orbital-orbital al t2g dari logam membentuk membentuk orbital orbital nonbondi nonbonding ng atau non-ikatan. Selisih tingkat energi antara orbital nonbonding ini dengan orbital antib antibon ondi ding ng σ* yang yang terb terben entu tuk k dino dinota tasi sika kan n deng dengan an Δ0. Pada Pada komp komple leks ks [CoF6]3-, karena harga Δ0 relatif cukup kecil, maka sebelum mengisi orbital nonbon nonbondin ding g secar secara a berpas berpasang angan, an, elektr elektron on dari dari ligan ligan mengis mengisii orbita orbitall σ* terl terleb ebih ih dahu dahulu lu.. Akib Akibat atny nya a seti setiap ap orbi orbita tall σ* yang yang meru merupa paka kan n orbi orbita tall antib antibon ondi ding ng masi masing ng-ma -masi sing ng teris terisii satu satu buah buah elek elektr tron on.. Teri Terisi siny nya a orbit orbital al antibo antibondi nding ng ini menga mengakib kibatk atkan an ikatan ikatan antara antara logam logam Co dengan dengan ligan ligan NH3 tersebut tersebut menjadi menjadi lebih lemah. lemah. Karena

dalam dalam kompleks kompleks terdapat terdapat sejumlah

elektron yang tidak berpasangan, maka dapat diramalkan bahwa kompleks [CoF6]3- merupakan kompleks yang bersifat paramagnetik.

PEMBENTUKAN ORBITAL π Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, orbital σ dapat terbentuk anta antarr orbi orbita tall atom atom deng dengan an sime simetr trii yang yang sama sama.. Adap Adapun un orbi orbita tall π dapa dapatt terbentuk antara orbital px, py, pz, dxy, dxz, dan dyz dari logam dengan orbital atom dari ligan ligan yang tidak searah searah dengan dengan orbital logam. logam. Salah Salah satu contoh



23

bagaimana orbital π dapat terbentuk antara orbital atom dari logam dengan orbital atom yang dimiliki ligan ditunjukkan dalam gambar berikut :

-

+

-

-

+

+

+

+

-

-

+

Gambar (i) Gambar (i)

Kombinasi orbital d xz dari logam dengan orbital p y dan pz dari ligan

Dari Gambar (i) di atas dapat dilihat bahwa orbital dxz berada sejajar dengan dengan orbita orbitall py dan pz dari dari ligan, ligan, sehing sehingga ga kombin kombinas asii dari dari orbita orbitall atom atom logam dan orbital atom ligan tersebut dapat menghasilkan orbital molekul π. Selain dari penggabungan orbital dxz dari logam dengan orbital p y dan pz, orbital molekul π juga dapat terbentuk dari penggabungan antara orbital p z dari logam dengan orbital pz dari ligan. Ilustrasi kedua orbital atom tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

+ +

+

-

+

-

-

-

+

-



24

(j)

Gambar (j)

Posisi orbital atom p z dari logam dan orbital p z ligan berada dalam posisi yang sejajar, sehingga juga dapat bergabung dan menghasilkan orbital molekul π.

Jika pada pembentuka pembentukan n ikatan ikatan σ ligan berperan berperan sebagai sebagai Basa Lewis Lewis yang menyumbangkan pasangan elektron, maka dalam pembentukan ikatan

π ini, ligan dapat bertindak sebagai asam Lewis yang menerima pasangan elektron yang didonorkan oleh logam. Adanya ikatan π akan memperkuat ikatan antara logam dengan ligan, sehingga sehingga meningkat meningkatkan kan kestabilan kestabilan kompleks. kompleks. Selain Selain itu, konsep konsep mengenai mengenai pembentukan ikatan π juga dapat menjelaskan urutan kekuatan ligan dalam Deret Spektrokimia.

π atau donor π, tergantung Ligan dapat berperan sebagai akseptor π keterisian orbital π yang dimiliki oleh ligan tersebut. Ligan akseptor π π

(a)

Sejumlah ligan seperti CO, CN- dan NO+ memiliki orbital π kosong yang dapat dapat bertum bertumpan pang g tindih tindih denga dengan n orbita orbitall t2g dari logam, logam, membentuk membentuk ikatan π.

Inte Intera raks ksii

sema semaca cam m

ini ini

seri sering ngk kali

dise disebu butt

seb sebagai gai

pembentukan ikatan balik (backbonding (backbonding ). ). Tingkat energi dari orbital π yang dimiliki ligan ini seringkali lebih tinggi dibandingkan tingkat energi dari logam, sehingga dapat menaikkan harga ∆0. Ligan-ligan semacam ini merupakan ligan medan kuat dan pada Deret Spektrokimia berada di sebelah kanan.

(b)

Ligan Donor π π Sejumlah ligan tertentu memiliki orbital π yang telah terisi elektron dan mengalami overlap dengan orbital t2g dari logam, menghasilkan ikatan

π. Rapatan elektron akan ditransfer dari ligan menuju logam melalui ikatan π ini. Selain dari ikatan π yang terbentuk tadi, transfer elektron dari ligan ke logam juga terjadi melalui ikatan σ. Interaksi semacam ini lebi lebih h serin sering g terj terjad adii pada pada komp komple leks ks dari dari loga logam m deng dengan an bila bilang ngan an oksidasi yang tinggi, sehingga logam tersebut ”kekurangan elektron”.



25

Orbital π dari ligan biasanya memiliki tingkat energi yang lebih rendah dibandingka dibandingkan n orbital orbital t2g logam, sehingga delokalisasi elektron π dari liga ligan n mela melalu luii cara cara ini ini akan akan memp memper erke keci cill harg harga a ∆0. Liga igan yan yang

π terletak di sebelah kiri dari Deret Spektrokimia. merupakan donor π



26

LATIHAN 1. Berdas Berdasark arkan an Teori Teori Ikatan Ikatan Valens Valensi, i, jelask jelaskan an bentuk bentuk geomet geometris ris dari dari ion

kompleks [HgI3]-! 2. Berd Berdas asar arka kan n

Teor Teorii

Ikat Ikatan an Vale Valens nsi, i, rama ramalk lkan an juml jumlah ah elek elektr tron on tidak tidak

berpasangan dalam kompleks [NiCl4]2-; [Ni(CN)4]2-; dan [Cu(NH3)4]2+! 3. Jelaskan dengan menggunakan Teori Ikatan Valensi, mengapa kompleks

[NiCl4]2- dan [Ni(CO)4] sama-sama memiliki bentuk geometris tetrahedral, tetapi momen magnetiknya berbeda! 4. Untu Untuk k

masi masing ng-ma -masi sing ng kompl komplek eks s [Fe( [Fe(CN CN))6]4- dan dan [Fe( [Fe(CN CN)] )]3-, deng denga an

menggunakan Teori Ikatan Valensi, jelaskan : a.

hib hibridi ridisa sas si yang terj terja adi!

b.

Apak Apakah ah komp komple leks ks yang yang terb terben entu tuk k kompl komplek eks s orbita orbitall dalam dalam atau atau

kompleks orbital luar!? c.

Ramalk Ramalkan an sifat sifat kemag kemagnet netan an komple kompleksks-ko komple mpleks ks terseb tersebut! ut!

d.

Hitun Hitung g momen momen magn magnet etik ik dari dari setia setiap p komp komple leks ks ters terseb ebut ut!!

5. Jika diketahui momen magnetik dari [Fe(H2O)5(NO)]2+ adalah sebesar 3,89

BM, tentukan tingkat oksidasi dan jenis hibridisasi yang terjadi! 6. Ion Fe3+ dalam larutan berair tidak berwarna, akan tetapi penambahan ion

NCS- ke dalam larutan akan mengubah warna larutan menjadi merah. Jelaskan mengapa! 7. Hitu Hitung ngla lah h juml jumlah ah elek elektr tron on tida tidak k berp berpas asan anga gan n dan dan harg harga a CFSE CFSE dari dari kompleks : a.

[Fe(H2

O)6]3+

b.

c.

[Cr(NH3)6]3+

[CoCl4]2-

8. Berik Berikan an alas alasan an meng mengap apa a semu semua a komp komple leks ks okta oktahe hedra drall dari dari ion ion Co3+

merupakan kompleks spin rendah yang bersifat diamagnetik! 9. Kompleks Kompleks Co(II) stabil dalam dalam geometris tetrahedra tetrahedral, l, akan tetapi Ni(II) lebih stabil dalam geometris segi empatplanar. Jelaskan! 10.

Ion Ion Co3+ memben membentuk tuk komple kompleks ks oktah oktahedr edral al amonia amonia yang yang lebih lebih stabil stabil dibandingk dibandingkan an kompleks kompleks amonia oktahedra oktahedrall dari ion Co2+. Akan Akan tetapi tetapi kompleks Co3+ dengan ligan H2O dalam dalam geometris geometris oktahedral oktahedral kurang kurang stabil dibandingkan ion Co2+ yang membentuk kompleks dengan ligan dan geometris yang sama. Jelaskan mengapa!


Teori Ikatan Dalam Senyawa Kompleks

Recommend Documents