Materi Bentuk Molekul Kimia Kelas 10 beserta Penjelasannya Lengkap
Materi Bentuk Molekul Kimia Kelas 10 beserta Penjelasannya Lengkap – Bentuk molekul adalah susunan tiga dimensi dari atom-atom yang membentuk molekul.
Bentuk molekul sangat penting karena dapat memengaruhi sifat kimia dan fisika dari senyawa kimia, termasuk titik didih, titik leleh, kelarutan, reaktivitas, dan sifat-sifat lainnya.
Pada artikel kali ini, mamikos akan mengulas materi tentang bentuk molekul kimia untuk kelas 10, lengkap dengan penjelasannya. Yuk kita simak!
Tipe Bentuk Molekul
Tipe bentuk molekul mengacu pada berbagai bentuk tiga dimensi yang dapat ditemukan dalam molekul berdasarkan susunan atom dan hibridisasi orbital atom-atomnya.
Bentuk molekul ini memainkan peran penting dalam menentukan sifat-sifat kimia dan fisika dari senyawa-senyawa kimia.
Berikut adalah beberapa tipe bentuk molekul yang umum:
1. Linear (Bentuk AX2)
Dalam bentuk ini, dua atom atau gugus atom terikat secara linear satu sama lain, sehingga sudut ikatan antara mereka adalah 180 derajat.
Molekul ini dapat bersifat polar atau nonpolar tergantung pada elektronegativitas atom-atom yang terlibat.
Contoh dari molekul dengan bentuk linear adalah karbon dioksida (CO2). Dalam molekul CO2, dua atom oksigen (O) terikat secara kovalen dengan atom karbon (C), dan ketiga atom ini berada dalam satu garis lurus.
Dalam konteks ini, sudut ikatan antara atom karbon dan dua atom oksigen adalah sekitar 180 derajat, karena mereka terletak pada satu garis lurus.
2. Segitiga Planar (Bentuk AX3)
Dalam bentuk ini, tiga atom atau gugus atom terikat secara planar satu sama lain, membentuk sudut ikatan sekitar 120 derajat.
Molekul ini umumnya nonpolar karena bentuknya yang simetris.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk trigonal planar adalah molekul boron trifluorida (BF3).
Dalam molekul BF3, atom boron (B) terikat secara kovalen dengan tiga atom fluor (F). Ketiga atom fluor ini terletak dalam satu bidang datar yang sama sehingga membentuk bentuk trigonal planar.
Sudut ikatan antara atom-atom fluor dan atom boron dalam molekul BF3 adalah sekitar 120 derajat, sehingga menciptakan bentuk yang datar dan simetris.
3. Tetrahedral (Bentuk AX4)
Dalam bentuk ini, empat atom atau gugus atom terikat secara tetrahedral satu sama lain, membentuk sudut ikatan sekitar 109.5 derajat.
Molekul ini dapat bersifat polar atau nonpolar tergantung pada elektronegativitas atom-atom yang terlibat.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk tetrahedral adalah metana (CH4).
Dalam molekul metana (CH4), satu atom karbon (C) terikat secara kovalen dengan empat atom hidrogen (H).
Keempat atom hidrogen ini mengelilingi atom karbon dalam susunan tiga dimensi yang simetris, menciptakan bentuk tetrahedral.
Sudut ikatan antara setiap ikatan karbon-hidrogen adalah sekitar 109.5 derajat.
4. Trigonal Bipyramidal (Bentuk AX5)
Dalam bentuk ini, lima atom atau gugus atom terikat secara trigonal bipyramidal, yaitu dengan dua atom di atas dan di bawah bidang yang berisi tiga atom lainnya.
Molekul ini dapat bersifat polar atau nonpolar. Sudut ikatan dalam bentuk molekul ini dapat bervariasi.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk trigonal bipyramidal adalah fosforus pentaklorida (PCl5).
Dalam molekul PCl5, terdapat satu atom fosforus (P) yang terikat secara kovalen dengan lima atom klorin (Cl).
Atom-atom klorin ini mengelilingi atom fosforus dalam dua lapisan, dengan tiga atom di bidang datar yang sama dan dua atom lainnya di atas dan di bawah bidang datar tersebut.
Antara atom-atom klorin dalam bidang datar, sudut ikatan adalah sekitar 120 derajat, sementara sudut antara atom klorin di atas dan di bawah bidang datar adalah sekitar 90 derajat.
5. Octahedral (Bentuk AX6)
Dalam bentuk ini, enam atom atau gugus atom terikat secara octahedral, membentuk sudut ikatan sekitar 90 derajat.
Molekul ini umumnya nonpolar karena bentuknya yang sangat simetris. Sudut ikatan dalam bentuk molekul octahedral terdiri dari sudut-sudut tertentu yang tetap.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk octahedral adalah sulfur heksafluorida (SF6).
Dalam molekul SF6, terdapat satu atom sulfur (S) yang terikat secara kovalen dengan enam atom fluor (F).
Atom-atom fluor ini mengelilingi atom sulfur dalam susunan tiga dimensi yang simetris, menciptakan bentuk octahedral.
Sudut ikatan dalam molekul octahedral seperti SF6 adalah 90 derajat antara atom-atom fluor yang terletak di bidang yang sama dan 180 derajat antara atom-atom fluor yang berlawanan pada dua piramida terbalik.
6. Pyramidal (Bentuk AX3E)
Dalam bentuk ini, tiga atom terikat secara trigonal planar, dan terdapat satu pasangan elektron non-ikatan di sekitar atom pusat, sehingga membentuk sudut ikatan yang lebih kecil daripada bentuk planar.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk pyramidal adalah amonia (NH3).
Atom pusat pada NH3 adalah nitrogen (N) dengan tiga atom hidrogen (H) terikat pada nitrogen. Satu pasangan elektron non-ikatan terletak di sekitar nitrogen.
Sudut ikatan antara atom hidrogen adalah sekitar 107 derajat, dan molekul ini memiliki bentuk piramidal.
Bentuk molekul pyramidal muncul ketika atom pusat dalam molekul tersebut memiliki satu atau lebih pasangan elektron non-ikatan (PEB) yang membuatnya tidak simetris.
Ini menyebabkan sudut-sudut ikatan yang berbeda antara atom-atom yang terikat pada atom pusat, menciptakan geometri piramidal.
7. Bentuk Bent (Bentuk AX2E2)
Dalam bentuk ini, dua atom terikat secara linear, dan terdapat dua pasangan elektron non-ikatan di sekitar atom pusat, sehingga membentuk sudut ikatan yang lebih kecil daripada bentuk linear.
Contoh umum dari molekul dengan bentuk bent adalah air (H2O).
Atom pusat pada H2O adalah oksigen (O) dengan dua atom hidrogen (H) terikat pada oksigen. Dua pasangan elektron non-ikatan terletak di sekitar oksigen.
Sudut ikatan antara atom hidrogen adalah sekitar 104.5 derajat, dan molekul ini memiliki bentuk “bent” atau menyerupai huruf “V” terbalik.
Bentuk molekul bent muncul ketika atom pusat dalam molekul tersebut memiliki satu atau lebih pasangan elektron non-ikatan (PEB) yang membuatnya tidak simetris.
Cara Menentukan Geometri Molekul
Untuk menentukan geometri molekul suatu senyawa kimia, kamu bisa menggunakan langkah-langkah di bawah ini:
1. Langkah pertama adalah menggambar struktur Lewis senyawa kimia.
Struktur Lewis akan memberikan gambaran tentang atom-atom yang terlibat dalam ikatan kimia, pasangan elektron valensi (PEV), dan pasangan elektron non-ikatan (PEB).
2. Hitung jumlah total domain elektron dalam senyawa.
Ini mencakup pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron non-ikatan (PEB) di sekitar atom pusat.
3. Tentukan atom pusat dalam senyawa. Atom pusat adalah atom yang terhubung langsung dengan atom-atom lain dalam molekul.
4. Hitung jumlah PEI dan PEB yang terletak di sekitar atom pusat.
PEI terbentuk melalui ikatan kimia dengan atom lain, sedangkan PEB adalah pasangan elektron yang tidak terlibat dalam ikatan kimia dan ada di sekitar atom pusat.
5. Gunakan Teori Domain Elektron (VSEPR) untuk memprediksi bentuk molekul berdasarkan jumlah domain elektron di sekitar atom pusat.
Berikut adalah beberapa aturan umum untuk memprediksi bentuk molekul:
- 2 domain elektron: Linear (sudut ikatan 180 derajat).
- 3 domain elektron: Trigonal planar (sudut ikatan 120 derajat).
- 4 domain elektron: Tetrahedral (sudut ikatan 109.5 derajat).
- 5 domain elektron: Trigonal bipyramidal (sudut ikatan 90 dan 120 derajat).
- 6 domain elektron: Octahedral (sudut ikatan 90 derajat).
6. Jika senyawa memiliki PEB, periksa apakah molekul bersifat polar atau nonpolar.
Molekul polar memiliki distribusi PEI yang tidak merata, sedangkan molekul nonpolar memiliki distribusi PEI yang merata.
7. Misalnya, untuk senyawa air (H2O), struktur Lewis menunjukkan dua PEI (satu dari setiap ikatan hidrogen-oksigennya) dan dua PEB di sekitar atom oksigen.
Jumlah domain elektron adalah 4. Berdasarkan ini, kita dapat memprediksi bentuk molekulnya sebagai bentuk bent dengan sudut ikatan sekitar 104.5 derajat.
Teori Molekul
Teori bentuk molekul adalah serangkaian prinsip dan konsep yang digunakan untuk menjelaskan bagaimana atom-atom dalam suatu molekul disusun dalam tiga dimensi.
Ada tiga teori yang sangat penting dalam menjelaskan bentuk molekul, yaitu Teori VSEPR, Teori Domain Elektron, dan Teori Hibridisasi.
1. Teori VSEPR
Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) adalah kerangka kerja yang digunakan untuk memprediksi bentuk molekul berdasarkan prinsip bahwa elektron-elektron dalam pasangan valensi dalam molekul akan saling tolak satu sama lain untuk mencapai susunan tiga dimensi yang paling stabil.
Prinsip utama dalam teori ini antara lain:
– Terdapat dua jenis domain elektron, yaitu pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron non-ikatan (lone pair).
Pasangan elektron ikatan adalah elektron yang digunakan dalam pembentukan ikatan kovalen, sementara pasangan elektron non-ikatan adalah elektron yang tidak terlibat dalam ikatan dan berada di sekitar atom pusat.
– Pasangan elektron dalam molekul cenderung untuk menjauhi satu sama lain sejauh mungkin untuk mengurangi tolakan elektrostatik antara mereka.
Hal ini akan mengarah pada susunan tiga dimensi yang paling stabil.
– Berdasarkan jumlah domain elektron (pasangan ikatan dan pasangan non-ikatan) di sekitar atom pusat, teori VSEPR memprediksi berbagai bentuk molekul yang mungkin.
Contoh bentuk-bentuk ini termasuk linear, tetrahedral, trigonal planar, trigonal bipyramidal, dan lain-lain.
– Teori VSEPR juga memprediksi sudut ikatan antara atom-atom dalam molekul berdasarkan bentuk molekul yang diprediksi.
Misalnya, bentuk tetrahedral memiliki sudut ikatan sekitar 109.5 derajat.
– Teori VSEPR juga dapat digunakan untuk memprediksi apakah suatu molekul akan bersifat polar (dengan adanya momen dipol) atau nonpolar (tanpa momen dipol) berdasarkan susunan tiga dimensi dan distribusi pasangan elektron.
Contoh penggunaan teori VSEPR termasuk dalam memahami bentuk molekul seperti air (H2O), amonia (NH3), metana (CH4), karbon dioksida (CO2), dan banyak molekul lainnya.
2. Teori Domain Elektron
Teori ini merupakan penyempurna dari Teori VSEPR. Domain elektron merujuk pada pasangan elektron valensi yang mengelilingi atom dalam molekul dan memiliki peran penting dalam menentukan bentuk molekul dan sifat kimia dari senyawa kimia tersebut.
Prinsip dasar teori ini antara lain:
- Pada atom pusat antar domain elektronnya saling tolak-menolak. Hal tersebut membantu mengatur tolakan agar jadi minimum.
- Tolakan dari Teori Doman Elektron memiliki kekuatan, yakni PEB – PEB > PEB – PEI > PEI – PEI.
- Pasangan Elektron Ikatan (PEI) menjadi penentu dalam bentuk suatu molekul.
Selain itu, dalam teori ini juga menggunakan rumus, yaitu AXmEn.
A : atom pusat
Xm : jumlah domain elektron ikatan (PEI)
En : jumlah domain elektron bebas (PEB)
Dalam teori ini, terdapat 11 bentuk molekul, antara lain linear (AX2), segitiga planar (AX3), segiempat piramida (AX5E), T-shape (Ax3E2), dan lain-lain.
3. Teori Hibridisasi
Teori Hibridisasi adalah konsep dalam kimia yang menjelaskan bagaimana atom dalam molekul mengalami hibridisasi orbital atomik untuk membentuk orbital hibrid yang baru dengan bentuk, energi, dan orientasi yang berbeda.
Teori Hibridisasi digunakan untuk menjelaskan ikatan kimia dalam senyawa dan memahami geometri molekular.
Terdapat beberapa jenis hibridisasi yang berbeda tergantung pada jumlah orbital atomik yang terlibat dalam proses hibridisasi. Beberapa jenis hibridisasi yang umum meliputi:
- Hibridisasi sp, adalah jenis hibridisasi yang melibatkan orbital s dan satu orbital p untuk membentuk dua orbital hibrid sp yang setara.
- Hibridisasi sp2, adalah jenis hibridisasi yang melibatkan orbital s dan dua orbital p untuk membentuk tiga orbital hibrid sp2 yang setara.
- Hibridisasi sp3 adalah jenis hibridisasi melibatkan orbital s dan tiga orbital p untuk membentuk empat orbital hibrid sp3 yang setara.
Contoh yang umum digunakan adalah hibridisasi sp3 dalam molekul metana (CH4).
Atom karbon mengalami hibridisasi sp3, yang menghasilkan empat orbital hibrid sp3 yang setara yang berada pada sudut 109.5 derajat satu sama lain, membentuk bentuk molekul tetrahedral.
Penutup
Itulah materi bentuk molekul kimia kelas 10 yang berhasil Mamikos rangkum untuk kamu.
Semoga artikel ini bisa memberikan manfaat, terutama untuk kamu yang duduk di bangku kelas 10.
Jangan lupa mampir ke situs Mamikos untuk mendapatkan informasi lain yang tak kalah menarik!
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: