Laman

Rabu, 11 April 2012

tugas kimia bahan lokal


TUGAS PENGEMBANGAN BAHAN DAN SUMBER BELAJAR  KIMIA BERBASIS BAHAN LOKAL
Judul  : TEORI DOMAIN ELEKTRON
                                                                                                                              




UNPAR MONO






DISUSUN OLEH :
ELIN NISA HANDAYANI
ACC 110 004



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS PALANGKARAYA
2011



KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena tanpa penyertaan-Nya tugas ini tidak akan selesai tepat pada waktunya. Materi ini disusun atas penugasan dari dosen mata kuliah Pengembangan Bahan dan Sumber Belajar Kimia Berbasis Bahan Lokal.

Tema yang kami bahas adalah mengenai : Teori Domain Elektron. Disini kami menerangkan dari beberapa sudut pandang sesuai dengan kapasitas kami yang masih ‘hijau’ dalam dunia kimia.

Kami sadar bahwa uraian kami dalam materi ini ini masih terbatas dan memerlukan revisi untuk kedepannya. Untuk itu saran dan kritik dari anda sangat kami nantikan, semoga bisa membuat materi ini jauh lebih baik lagi daripada saat ini.

Akhirnya, ucapan terima kasih kepada berbagai elemen yang telah membantu, semoga materi ini dapat bermanfaat dan dapat digunakan sebaik – baiknya.




   Palangkaraya,   November 2011                                                                                                     
                                                                                                           

                                                                                                             Penyusun



BAB I
PENDAHULUAN
A.    Pokok Bahasan
Struktur Atom untuk Meramalkan  Sifat-Sifat Periodik Unsur, Struktur Molekul, dan Sifat-sifat Senyawa.

B.     Sub-pokok Bahasan
Teori Domain Elektron

C.    Alokasi Waktu
2 × 45 menit ( 2 jam )

D.    Standar Kompetensi
Memahami struktur atom untuk meramalkan  sifat-sifat periodik unsur, struktur molekul, dan sifat-sifat senyawa.

E.     Kompetensi Dasar
Menjelaskan teori jumlah pasangan elektron di sekitar inti atom.

F.     Indikator
§         Menentukan bentuk molekul berdasarkan teori pasangan elektron.
§         Menentukan bentuk molekul berdasarkan  teori hibridisasi.
§          
G.    Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari materi ini, diharapkan siswa dapat :
1.      Menentukan bentuk molekul berdasarkan teori pasangan elektron.
2.      Menentukan bentuk molekul berdasarkan teori hibridisasi.




H.    Latar Belakang
Anda tentunya masih ingat mengenai ikatan kovalen yang telah Anda pelajari di kelas X. ikatan kovalen yaitu suatu ikatan yang terbentuk akibat penggunaan pasangan elektron secara bersama-sama oleh 2 unsur yang berikatan. Penggunaan pasangan electron secara bersama-sama oleh setiap unsure akan menstabilkan unsure tersebut, karena unsure-unsur tersebut akan memiliki susunan electron seperti gas mulia.

Untuk memudahkan Anda dalam melukiskan ikatan kovalen, molekul-molekul yang akan berikatan dapat digambarkan menggunakan struktur Lewis. Misalnya air, struktur Lewisnya sebagai berikut.
..
 

..
 
H ×· O ×· H

Dari struktur di atas, digambarkan bahwa atom-atom penyusun air disusun secara garis lurus (linear). Namun, penentuan secara eksperimen menunjukkan bahwa bentuk molekul air tidak linear, melainkan membentuk sudut.


 






Apakah penting mengetahui bentuk geometri molekul ? Tentu saja, karena ukuran dan bentuk molekul sangat membantu anda dalam menjelaskan kelarutan suatu senyawa, menjelaskan titik didih dan titik leleh senyawa tersebut, serta menjelaskan interaksi molecular yang terjadi dalam senyawa tersebut. Namun, struktur Lewis tidak dapat menjelaskan bentuk molekul sehingga diperlukan teori lain untuk menjelaskan bentuk molekul.

Unsure-unsur yang saling berikatan memiliki bentuk molekul berbeda-beda tergantung jumlah pasangan electron yang terlibat. Bentuk molekul dipengaruhi oleh susunan ruang pasangan electron ikatan (PEI) dan pasangan electron bebas (PEB) pada atom pusat suatu molekul. Teori Domain Elektron menyatakan bahwa “pasangan electron ikatan dan pasangan electron bebas saling tolak-menolak sehingga tiap-tiap pasangan electron cenderung  berjauhan satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan tersebut”. Teori ini juga disebut teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) atau teori Tolakan Pasangan Elektron Valensi. Teori ini pertama kali dikembangkan oleh ahli kimia Kanada, R. J. Gillespie pada tahun 1957 berdasarkan ide ahli kimia Inggris, N. Sigdwick dan H. Powel. Teori Domain Elektron menggambarkan arah pasangan electron baik PEI maupun PEB  terhadap inti atom.

Domain electron yang berupa pasangan electron ikatan (PEI) baik ikatan tunggal, ikatan rangkap, maupun ikatan rangkap 3 dianggap sebagai 1 domain.

Perhatikan struktur Lewis senyawa-senyawa berikut.


1 domain                     2 domain                     3 domain                     4 domain
Domain Elektron dapat terdiri dari 1 pasang, 2 pasang, ataupun 3 pasang electron

Perlu diingat bahwa semakin banyak electron dalam 1 domain maka semakin besar pula tolakannya sehingga semakin menekan posisi domain lainnya sejauh mungkin.


BAB II
LANDASAN TEORI DAN PEMBAHASAN

A.    Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen sering disebut juga dengan ikatan homopolar. Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi karena penggunaan bersama pasangan elektron oleh dua atom yang berikatan. Ikatan kovalen biasanya terjadi  antara atom nonlogam dengan atom nonlogam. Penggunaan bersama pasangan elektron biasanya menggunakan notasi titik, elektron atau dikenal dengan struktur Lewis. Contoh senyawa yang berikatan kovalen adalah: HF, CH4, NH3, H2, dan lain-lain.

Ikatan kovalen dapat dibedakan menjadi ikatan kovalen tunggal, ikatan kovalen rangkap dua, ikatan kovalen rangkap tiga, dan ikatan kovalen koordinasi.

a.       Ikatan Kovalen Tunggal

Ikatan kovalen tunggal terjadi pada senyawa seperti hydrogen (H2), asam clorida (HCl), metana (CH4), air (H2O) dan sebagainya. Pebentukan ikatan kovalen tunggal dapat dilihat pada pembentukan molekul-molekul berikut ini.

→ Pembentukan molekul H2
            1H = Hx           (penggambaran elektron memakai tanda silang)
            1H = H            (penggambaran elektron memakai tanda titik)

Tanda titik dan silang menunjukkan elektron berasal dari atom yang berbeda. Jika kedua atom membentuk molekul H2, jumlah elektron yang melingkari kedua atom H adalah 2.
     H     H        ditulis   H–H

→ Pembentukan molekul F2
9F : 2 7             digambarkan       F      dan      F         
Penggambaran elektron untuk molekul F2 sebagai berikut.
  F     F       ditulis  F-F

→ Pembentukan molekul HCl
            1H        : 1                    digambarkan  Hx
            17Cl      : 2 8 7              digambarkan   Cl
Penggambaran elektron untuk molekul HCl berikut.
  H    Cl     ditulis H-Cl

Penulisan struktur  Lewis untuk suatu molekul, dapat dilakukan dengan mengikuti  langkah-langkah sebagai berikut.
1)      Hitung seluruh elektron valensi atom-atom dalam molekul. Jika, merupakan ion, tambahkan elektron untuk setiap muatan negatif, atau kurangi elektron untuk setiap muatan positif.
2)      Buatlah kerangka strukturnya dan hubungkan antara atomnya dengan ikatan kovalen tunggal. Letakkan sepasang elektron dalam tiap ikatan.
3)      Lengkapi 8 elektron pada atom-atom di sekeliling atom pusat. (ingat, atom hydrogen hanya dilengkapi dengan 2 elektron.)
4)      Letakkan elektron tambahan/sisa pada atom pusat secara berpasangan.
5)      Jika atom pusat kurang dari 8 elektron, buatlah ikatan rangkap sehingga tiap-tiap atom memiliki 8 elektron.

Beberapa molekul yang membentuk ikatan kovalen menunjukkan penyimpangan octet ini. Misalnya BeH2, BF3, BCl3, BH3, NO, dan NO2 di mana atom Be, B, dan N memiliki elektron kurang dari 8 serta molekul PF5, PCl5, dan SF6 di mana atom P dan S memiliki elektron lebih dari 8.

b.      Ikatan Kovalen Rangkap Dua

Ikatan kovalen rangkap adalah ikatan kovalen yang mempunyai ikatan tak jenuh karena ikatan antar atomnya lebih dari satu. Ikatan yang ada dalam molekul oksigen (O2) merupakan ikatan kovalen rangkap dua. Dengan nomor atom 8, oksigen mempunyai susunan elektron 2 dan 6 pada kulit-kulit atomnya. Dengan demikian, oksigen mempunyai 6 elektron valensi dan memerlukan 2 elektron lagi supaya stabil seperti susunan elektron gas mulia. Dalam bentuk struktur Lewis  pembentukan  ikatan kovalen antar atom oksigen dalam bentuk molekul oksigen dapat dituliskan sebagai berikut.

→ Pembentukan molekul O2
            8O  : 2 6           digambarkan    O    dan      O
Penggambaran elektron molekul untuk O2 sebagai berikut.
  O      O          ditulis O = O


c.       Ikatan Kovalen Rangkap Tiga

Contoh senyawa yang di dalamnya mengandung ikata kovalen rangkap tiga adalah molekul nitrogen (N2). Dengan nomor atom 7, nitrogen mempunyai susunan elektron 2 dan 5 pada kulit-kulit atomnya. Berarti N mempunyai 5 elektron valensi, sehingga perlu 3 elektron lagi supaya stabil seperti susunan elektron gas mulia. Dalam bentuk struktur Lewis, pembentukan ikatan kovalen yang terjadi dalam bentuk molekul N2 dapat digambarkan sebagai berikut.

→ Pembentukan molekul N2
            7N  : 2 5   digambarkan    N   dan    N
Penggambaran elektron untuk molekul N2 sebagai berikut.

N       N           ditulis     N        N

d.      Ikatan Kovalen Koordinasi

Berdasarkan asal elektron yang digunakan untuk berikatan, dikenal adanya ikatan kovalen dan ikatan koordinasi. Ikatan kovalen terjadi apabila elektron yang digunakan untuk berikatan masing-masing berasal dari kedua atom berikatan, sedangkan ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan yang terjadi apabila elektron ikatan hanya berasal dari salah satu atom yang berikatan. Semua ikatan kovalen yang telah ditinjau di atas dalam senyawa HCl, HBr, H2, O2, dan N2 temasuk kategori ikatan kovalen mengingat elektron ikatannya berasal dari kedua atom yang berikatan.

Dalam ikatan kovalen koordinasi, pasangan elektron ikatan hanya berasal dari salah satu atom yang berikatan. Dengan demikian, atom-atom yang berikatan secara kovalen koordinasi salah satunya harus mempunyai pasangan elektron bebas dan ato pasangannya harus mempunyai orbital kosong. Ikatan kovalen koordinasi sering disebut dengan ikatan semipolar. Untuk lebih jelasnya perhatikan proses pembentukan NH4+ di bawah ini.


→ Pembentukan ikatan koordinasi dalam NH4+





Apabila dua atom yang identik bergantung membentuk ikatan kovalen, misalnya pada H2, kedua atomnya memiliki elektronegativitas yang sama. Pasangan elektron ikatan molekul tersebut akan didistribusikan dalam jumlah yang sama ( tersebar secara merata ) pada kedua atom H. jika kedua atom yang membentuk ikatan kovalen memiliki elektronegativitas yang berbeda, pasangan elektron ikatannya akan lebih besar. Peristiwa ini akan mengakibatkan terjadinya polaritas. Polaritas adalah pemisahan muatan yang terjadi pada suatu ikatan (atau molekul ) akibat penyebaran elektron ikatan yang tidak merata pada kedua atom yang berikatan.

Polaritas menunjukkan ketertarikan elektron ke salah satu atom pada molekul. Polaritas dalam suati ikatan antar atom terjadi akibat adanya perbedaan elektronegativitas antara dua atom yang berikatan tersebut. Misalnya ikatan antara unsure-unsur pada golongan IA dengan VIIA. Misalnya dalam molekul HCl, lebih dari separuh densitas elektronnya akan terserap atom klor. Akibatnya, bagian klor pada molekulnya akan bermuatan parsial negative dan bagian hydrogen akan brmuatan parsial positif.

Tanda δ+ dan δ- menunjukkan muatan parsial positif dan parsial negative. Symbol ini digunakan karena muatan tidak sepenuhnya 1+ atau 1-, karena elektron dari H ke Cl tidak sepenuhnya ditransfer. Suatu molekul dikatakan memiliki dipole, jika di dalam molekul tersebut terdapat muatan negative dan muatan positif yang dipisahkan oleh suatu jarak. Oleh karena molekul HCl memiliki dipole maka dikatakan sebagai molekul polar.

Jika tiga atau lebih atom-atom yang berbeda membentuk ikatan, molekul yang dihasilkan dapat saja bersifat nonpolar meskipun ikatan antar atomnya merupakan ikatan polar. Misalnya pada molekul CO2, karena bentuknya yang simetris (berbentuk linier) maka molekul CO2 bersifat nonpolar.

O = C = O


Molekul-molekul yang tidak simetris, seperti H2O yang memiliki bentuk V atau sudut, kedua dipole ikatannya tidak saling meniadakan, sehingga hasilnya molekul H2O memiliki momen dipole dan bersifat polar.

O

H                H

Molekul-molekul lain yang tidak simetris memiliki momen dipole dan bersifat polar. Contoh molekul-molekul yang tidak simetris adalah NH3, CHCl3, SO2, dan H2S.

Secara kuntitatif, suatu dipole didefinisikan oleh momen dipole (μ) yang dihasilkannya. Semakin besar momen dipole suatu molekul, semakin polar molekul tersebut. Sebaliknya, molekul nonpolar tidak memiliki momen dipole.

Momen dipole suatu molekul merupakan penjumlahan vector dari dipole-dipol ikatan yang terdapat dalam suatu molekul yang besarnya dinyatakan dalam satuan Debye (D). Besarnya momen dipole suatu senyawa dapat dicari melalui rumus :

μ = d × l

dimana μ = momen dipole dalam Debye (D)
            d  = muatan dalam satuan elektrostatis (ses)
            l    = jarak dalam satuan cm

1.      Bentuk Molekul
Struktur Lewis sangat mendukung teori Domain Elektron untuk menentukan banyaknya pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas dalam molekul senyawa kovalen. Untuk menjelaskan bentuk molekul dengan teori Domain Elektron, harus digambarkan rumus struktur Lewis dari senyawa yang bersangkutan. Berdasarkan teori Domain Elektron terdapat lima macam bentuk dasar molekul kovalen.

a.       Linear
Bentuk molekul ini disusun oleh tiga atom yang berikatan dalam satu garis lurus dan sebuah atom menjadi atom pusatnya. Jadi, terdapat 2 pasang elektron ikatan (2 domain) dengan sudut ikat 180°.










 

                                                             




b.      Segitiga Datar
Bentuk  molekul segitiga datar adalah segitiga sama sisi yang disusun oleh empat buah atom. Sebuah atom sebagai pusat yang berikatan dengan 3 atom lainnya dengan sudut ikat sebesar 120°. Jadi, terdapat 3 pasang elektron ikatan (3 domain).



 



                                                                                                         



c.       Tetrahedral
Bentuk molekul ini seperti piramida yang tersusun oleh lima atom dengan sebuah atom sebagai pusatnya. Jadi, terdapat empat pasang elektron ikatan (4 domain) dengan sudut ikat sebesar 109,5°.



 


 
 
a.       Trigonal Bipiramida
Bentuk ini terdiri atas dua bentuk piramida yang tergabung dalam salah satu bidang dimana atom pusat dikelilingi oleh lima atom lain. Jadi, terdapat lima pasang elektron ikatan (5 domain).
                                                                                            





 




                                                                                                                                       
b.                                                                                                                                                                              Oktahedral
Bentuk molekul ini terdiri atas delapan bidang yang merupakan segitiga sama sisi. Dalam bentuk molekul octahedral terdapat 6 domain yang semuanya membentuk sudut 90° terhadap atom pusat.




 




                                                                                                                                
Kelima bentuk dasar molekul kovalen hanya menggambarkan bentuk geomatri domain elektron yang mengandung PEI. Namun, dalam teori VSEPR, gaya tolakan yang dihasilkan oleh pasangan elektron bebas berpengaruh terhadap bentuk molekul. Berdasarkan teori VSEPR, setiap molekul diberikan notasi khusus untuk menunjukkan jumlah PEI dan PEB molekul tersebut, notasinya sebagai berikut.



 

Bilangan Bulat
 
Atom Pusat
 
PEB
 
AXnEn



Untuk meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori Domain Elektron, dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut ini.
a.                                                                                                                                                                                Gambarkan struktur Lewis yang paling mungkin untuk molekul yang akan kita tentukan bentuknya.
b.                                                                                                                                                                               Tentukan jumlah domain elektron yang ada di sekitar atom pusat.
c.                                                                                                                                                                                Hitung jumlah PEI dan PEB molekul tersebut.
d.                                                                                                                                                                               Tentukan notasi VSEPR-nya.

Untuk meramalkan bentuk ion poliatomik ada beberapa langkah yang harus diikuti.
a.                                                                                                                                                                                Hitung jumlah pasangan elektron pada semua atom.

Pasangan elektron

Tanda + = untuk anion (muatan -)
Tanda -  = untuk kation (muatan +)

b.                                                                                                                                                                               Hitung jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) pada atom pusat.

PEI = jumlah atom – 1

c.                                                                                                                                                                                Hitung jumlah pasangan elektron yang berada disekitar atom pusat.

Pasangan pusat = pasangan elektron – (3 × jumlah atom ujung (kecuali H))

d.                                                                                                                                                                               Hitung jumlah pasangan elektron bebas

PEB = pasangan pusat – PEI

Dengan mengikuti langkah-langkah di atas maka dapat diketahui jumlah PEI dan PEB ion poliatomik, sehingga kita dapat menuliskan notasi VSEPR-nya.
Contoh:
Ramalkan bentuk anion poliatomik ICl4-
Jawab:
a.                                                                                                                                                                                  Pasangan elektron
                                 

b.                                                                                                                                                                                  PEI = jumlah atom – 1
       = 5 – 1 = 4

c.                                                                                                                                                                                  Pasangan pusat  =  pasangan elektron – (3 × jumlah atom Cl)
                          =  18 – (3 × 4)
                          =  18 – 12 = 6

d.                                                                                                                                                                                 PEB  = pasangan pusat – PEI
         = 6 – 4 = 2
            



Notasi VSEPR anion poliatomik ICl4- adalah AX4E2  dan berdasarkan table,  bentuk geometrinya adalah segi empat datar.
..
 
..
 
                                              Cl                       Cl
I
 
..
 
                                                        
                                       Cl                       Cl


1.                                                                                                                                                                               Lembar Kerja Siswa

Judul                : MEMPERAGAKAN BENTUK GEOMETRI MOLEKUL

Tujuan             : Memperagakan bentuk geometri berbagai molekul

Teori                 :

Teori domain elektron meramalkan bentuk geometri molekul berdasarkan gaya   ditemukannya elektron atau daerah kedudukan elektron.
Yang termasuk 1 domain adalah :

·                                    1 PEB dari atom pusat (PEB = pasangan elektron bebas)
·                                    1 PEI, 2 PEI, atau 3 PEI dari atom pusat (PEI = pasangan elektron ikatan)
(jadi, kalau atom pusat mempunyai ikatan ganda, maka 2 PEI = 1 domain. Kalau atom pusat mempunyai ikatan rangkap 3, maka 3 PEI = 1 domain).
·                                     1 elektron tunggal dari atom pusat.

Secara sederhana, rumus bentuk geometri molekul dapat dituliskan sebagai berikut.

AXnEm          dengan A= atom pusat        X= domain elektron ikatan
                                  n = jumlah PEI        E = domain elektron bebas
                                  m = jumlah PEB

PEB       dengan EV = jumlah elektron valensi atom pusat

Rumus Geometri
Bentuk Geometri
Sudut Ikatan (Ideal)
AX2

AX3

AX2E

AX4

AX3E

AX2E2

AX5

AX6
Linear

Segitiga datar

Bentuk V

Tetrahedral

Piramida trigonal

Bentuk V

Bipiramida trigonal

Oktahedral
180°

120°

120°

109,5°

107°

104,5°

Aksial = 90°
Ekuatorial = 120°
Aksial = 90°
Ekuatorial 90°


Alat dan Bahan   :
1.                                  Model bola karet (molymod) untuk masing-masing warna dan ukuran yang mewakili atom.
Atom C = bola karet hitam (2 buah)
Atom H = bola karet kuning (4 buah)
Atom N = bola karet biru (1 buah)
Atom B = bola karet hijau (1 buah)
Atom F = bola karet ungu (1 buah)
Atom O= bola karet merah (1 buah)

2.                                  Batang penghubung/pasak (4 buah)

Catatan: bola karet dapat diganti dengan lilin mainan atau balon tiup.


Cara Kerja            :
1.                                     Tentukan domain elektron dan rumus geometri dari molekul CH4. Kemudian, tentukan bentuk geometri molekulnya.
2.                                     Buat model bola karet untuk molekul CH4. Pasanglah keempat ujung batang penghubung (pasak) pada model atom C, dan pasang keempat ujung yang lain masing-masing pada model atom H.
3.                                     Amati dan catat bentuk molekul CH4.
4.                                     Lakukan langkah 1 sampai dengan 3 untuk molekul NH3, H2O, BF3, dan C2H2.

Hasil Pengamatan :
Molekul
Sudut ikatan
Bentuk molekul
Gambar model molekul
CH4



NH3



H2O



BF3



C2H2





Pertanyaan            :
1.                                     Dari hasil pengamatan, diperoleh gambar bentuk molekul yang berbeda-beda pada senyawa yang berlainan. Apa yang menyebabkan perbedaan itu?
2.                                     Jelaskan pengaruh PEB pada bentuk molekul NH3 dan H2O.
3.                                     Mengapa bentuk molekul NH3 tidak datar seperti BF3. Meskipun jumlah atomnya sama?
4.                                     Berdasarkan rumus, tentukan elektron valensi, PEI, PEB untuk atom pusat N pada molekul NH3 (nomor atom N adalah 7).


Kesimpulan           :

Tidak ada komentar:

Posting Komentar