Peranan Orbital dalam ikatan

Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut. Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan kepada lima bentuk geometri yang berbeda.

Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure membentuk molekul.

Ikatan kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul. Ikatan kimia itu sendiri bertujuan agar mencapai kestabilan dalam suatu unsur. Ketika atom berinteraksi untuk membentuk ikatan kimia, hanya bagian terluarnya saja yang bersinggungan dengan atom lain. Oleh karena itu, untuk mempelajari ikatan kimia kita hanya perlu membahas elektron valensi dari atom-atom yang terlibat dalam ikatan kimia tersebut.

Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan unsur atau atom yang membentuk molekul. Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kimia, baik itu ikatan kovalen, ikatan hidrogen dan ikatan ion, serta ikatan-iktan kimia lainnya. Dan atom tersebut berkisar dari jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada polimer, protein atau bahkan DNA). Bentuk molekul, yang berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut. Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan kepada lima bentuk geometri yang berbeda.

Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsure membentuk molekul.

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku, sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun dianggap termasuk molekul.

Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atom-atom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas tersebut terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.

Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama (misalnya oksigen O₂), ataupun terdiri dari unsur-unsur berbeda (misalnya air H₂O). Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal.

Rumus Struktur

Rumus empiris sebuah senyawa menunjukkan nilai perbandingan paling sederhana unsur-unsur penyusun senyawa tersebut. Sebagai contohnya, air selalu memiliki nilai perbandingan atom hidrogen berbanding oksigen 2:1. Etanol pula selalu memiliki nilai perbandingan antara karbon, hidrogen, dan oksigen 2:6:1. Namun, rumus ini tidak menunjukkan bentuk ataupun susunan atom dalam molekul tersebut. Contohnya, dimetil eter juga memiliki nilai perbandingan yang sama dengan etanol. Molekul dengan jumlah atom penyusun yang sama namun berbeda susunannya disebut sebagai isomer.

Perlu diperhatikan bahwa rumus empiris hanya memberikan nilai perbandingan atom-atom penyusun suatu molekul dan tidak memberikan nilai jumlah atom yang sebenarnya. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom penyusun molekul secara tepat. Contohnya, asetilena memiliki rumus molekuler C₂H₂, namun rumus empirisnya adalah CH.

Lambang Lewis merupakan lambang atom yang dikelilingi oleh sejumlah titik yang menyatakan elektron. Lambang Lewis untuk unsur golongan utama dapat disusun dengan mengikuti tahapan berikut:

a). Banyaknya titik sesuai dengan golongan unsur

b). Satu titik ditempatkan untuk tiap atom dengan jumlah maksimum empat titik. Titik kedua dan selanjutnya berpasangan hingga mencapai aturan oktet.

Penyusunan tabel periodik dan konsep konfigurasi elektron telah membantu para ahli kimia menjelaskan proses pembentukan molekul dan ikatan yang terdapat dalam suatu molekul.

Gilbert Lewis, seorang kimiawan berkebangsaan Amerika, mengajukan teori bahwa atom  akan bergabung dengan sesama atom lainnya membentuk molekul dengan tujuan untuk mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil.

Kestabilan dicapai saat atom-atom memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia (semua kulit dan subkulit terisi penuh oleh elektron serta memiliki 8 elektron valensi).Saat atom-atom berinteraksi, hanya elektron valensi yang terlibat dalam proses pembentukan ikatan kimia.

Untuk menunjukkan elektron valensi yang terlibat dalam pembentukan ikatan, para ahli kimia menggunakan simbol Lewis dot, yaitu simbol suatu unsur dan satu dot untuk mewakili tiap elektron valensi unsur bersangkutan.

Jumlah elektron valensi suatu unsur sama dengan golongan unsur bersangkutan. Sebagai contoh, unsur Mg terletak pada golongan IIA, sehingga memiliki 2 elektron valensi (2 dot). Sementara, unsur S yang terletak pada golongan VIA, akan memiliki 6 elektron valensi (6 dot). Unsur yang terletak pada golongan yang sama akan memiliki struktur Lewis dot yang serupa. Semua elektron valensi gas mulia telah berpasangan.

Teori ini mendapat beberapa kesulitan, yakni:

1.   Pada senyawa BCl₃ dan PCl₅, atom boron dikelilingi 6 elektron, sedangkan atom fosfor dikelilingi 10 elektron.

2.   Menurut teori ini, jumlah ikatan kovalen yang dapat dibentuk suatu unsur tergantug jumlah elektron tak berpasangan dalam unsur tersebut.

Contoh : ₈O : 1s² 2s² 2p² 2p_x² 2p_y¹ 2p_z¹

Ada 2 elektron tunggal. sehingga oksigen dapat membentuk 2 ikatan (H-O-H; O=O). akan tetapi:

₅B : 1s² 2s² 2p_x¹

Sebenarnya hal ini dapat diterangkan bila kita ingat pada prinsip Hund, dimana cara pengisian elektron dalam orbital suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.

Contoh : ₅B : 1s² 2s² 2p_x¹    (hibridisasi) 1s² 2s¹ 2p_x¹ 2p_y¹

Tampak setelah terjadi hibridisasi untuk berikatan dengan atom B memerlukan tiga buah elektron, seperti BCl₃

3.   Menurut teori di atas, unsur gas mulia tidak dapat membentuk ikatan karena di sekelilingnya telah terdapat
8 elektron. Tetapi saat ini sudah diketahui bahwa Xe dapat membentuk senyawa, misalnya XeF₂ den XeO₂.

Bentuk Molekul
Adalah bentuk geometris yang terjadi inti atom unsur yang saling berkaitan dalam
Suatu molekul dihubungkan dengan suatu garis lurus.Bentuk molekul senyawa kovalen ditentukan oleh orbital-orbital atom yang digunakan oleh elektron-elektron ikatan

Teori Domain Elektron

Teori ini menyatakan bahwa pasangan electron ikatan dan pasangan electron bebas tolak menolak sehingga tiap-tiap pasangan electron cenderung berjauhan satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan tersebut . Jadi bentuk molekul dipengaruhi oleh susunan ruang pasangan electron ikatan (PEI) dan pasangan bebas (PEB)pada atom pusat suatu molekul .Pasangan electron pada atom pusat disebut Domain .
Berdasarkan teori domain electron terdapat 5 bentuk dasar molekul kovalen sebagai berikut.

a.) Linear: bentuk molekul yang disusun oleh tiga ayom yang berikatan dalam satu garis lurus dan sebuah atom merupakan pusatnya .Sudut ikat pada dua psang electron ikatan sebesar 180 .
contoh : HgBr2, CdCL2, dan BeH2

b.) Segitiga Datar : bentuk molekul segitiga sama sisi yang disusun oleh empat buah atom . Sebuah atom sebagai pusatnya brikatan dengan tiga lainnya dengan sudut ikat 120.
Contoh : BCI3 , BF3 , dan GaI3

c.) Tetrahedral : bentuk molekul yang tersusun dari lima atom berikatan . Sebuah atom sebagai pusat yang berikatan dengan empat atom lainnya dengan sudut ikat 109,5.
Contoh :CCI4 , CH4 , dan SnCI5

d.) Trigonal bipirada : bentuk molekul terdiri atas dua bentuk piramida yang bergabung dalam salah satu bidang .Atom pusatnya dikelilingi oleh lima atom dengan sudut ikat 120
contoh :PF5 , CH4 , danm PCI5

e.) Oktahedral : bentuk molekulterdiri atas delapan bidang yang merupakan segitiga sama sisi dengan sudut ikat 90.
Contoh: SF6 , TeF6 , dan SeF6
 

Kelima bentuk dasar molekul kovalen di atas merupakan bentuk geometri yang hanya mengandung PEI saja. Padahal dalam teori VSEPR , gaya tolakan yang dihasilkan PEB juga memengaruhi bentuk molekul.

ORBITAL

 

Orbital merupakan suatu kata yang tidak asing lagi dalam ilmu kimia. Pengertian orbital dalam kimia sendiri memiliki pengertian spesifik sesuai fungsinya dalam hal ini orbital atom. Secara umum, dalam ilmu kimia, orbital atom merupakan ruang ditemukannya electron di dalam atom. Ruang ini sifatnya spesifik, artinya tidak semua ruang atau space di dalam atom ini akan terisi oleh electron. Sehingga bisa dikatakan bahwa orbital ini seperti wilayah khusus kekuasaan electron. Untuk lebih memahami tentang orbital atom, kita perlu tahu mengenai bilangan kuatum. Bilangan kuantum sendiri memiliki empat buah bilangan. Bilangan-bilangan inilah yang akan menunjukkan pada kita orbit dari electron yang mengelilingi inti atom.

Bilangan kuantum yang pertama adalah bilangan kuantum utama yang dituliskan dengan simbol n. Bilangan kuantum utama ini digunakan untuk menunjukkan tingkat energy utama dari lokasi electron tersebut atau energy utama pada sebuah orbital electron. N sendiri disini mewakili jumlah kulit dari orbital electron. Jumlah n berkisar dari angka 1-7. Bilangan kuantum yang selanjutnya diberi nama bilangan azimuth yang memiliki symbol i. Bilangan ini sering disebut juga dengan bilangan sub kulit atau sub lintasan dari orbital atom dimana suatu atom bergerak pada kulit tertentu. Untuk angka dari bilangan azimuth ini nilainya dimulai dari 0 dan memiliki rumus i=(n-1). Jadi, untuk orbital atom yang memiliki 2 kulit atau n=2, nilai bilangan azimuth atau i=2-1=1.

Bilangan kuantum selanjutnya disebut dengan bilangan kuantum magnetic yang disimbolkan dengan huruf m. bilangan kuantum magnetic ini berfungsi untuk menunjukkan orientasi suatu orbit electron terhadap medan magnet. Nantinya aka nada m positif, m negative, dan juga m o untuk orbital atom dengan nomor atom tertentu. Penentuan bilangan kuantum magnetic menggunakan kotak berjumlah ganjil(1,3,5,dst) dengan mengisi bagian tengah dengan angka 0. Pada kotak sebelah kanan 0 diisi dengan angka positif seperti +1,+2, dst, sedangkan pada kotak sebelah kiri 0 diisi dengan angka positif seperti -1,-2, dst.

Selanjutnya untuk mengisi tiap electron dimulai dari yang postif kemudian yang negative. Electron terakhir lah yang menunjukkan kecenderungan orbital tersebut pada medan magnet.

Bilangan kuantum yang terakhir disebut dengan bilangan kuantum spin yang dilambangkan dengan huruf s. bilangan kuantum spin ini menunjukkan kepada kita arah putaran dari electron terhadap sumbu. Arah spin sendiri disimbolkan dengan angka setengah atau ½ dengan dua symbol positif dan negative. Sehingga kita mendapatkan +1/2 dan -1/2. Pengisiannya dimulai dari spin +1/2 atau kotak positif seperti pada kuantum magnetic baru kemudian yang negative. Electron terakhir lah yang menunjukkan spin tersebut positif atau negative. Itu tadi penjelasan singkat mengenai Pengertian orbital dalam kimia dan bilangan kuantum yang berkaitan dengan orbital atom.