Bentuk/Geometri Molekul dan Hibridisasi dari Beberapa Senyawa Xenon

geometri-struktur-bentuk-molekul XeXenon (Xe) dengan oksigen (O) dan atau flor (F) dapat membentuk senyawa dengan berbagai perbandingan jumlah atom. Xe memiliki nomor atom 54 dengan konfigurasi elektron 2 + 8 + 18 + 18 + 8 atau [Kr] 5s2 5p6. Oksigen memiliki nomor atom 8 dengan konfigurasi elektron 2 + 6 atau 1s2 2s2 2p4. Flor dengan nomor atom 9 memiliki konfigurasi elektron 2 + 7 atau 1s2 2s22p5.

Istilah bentuk-geometri-struktur yang digunakan dalam tulisan ini memiliki maksud yang sama. Geometri elektron (struktur yang melibatkan semua elektron yang menempati orbital), geometri molekul (struktur 3 dimensi yang hanya melibatkan elektron berikatan saja tanpa menyertakan pasangan elektron bebas).

Senyawaan Xe yang akan dibahas  tentang geometri dan hibridasinya yaitu:

  1. XeF2
  2. XeF4
  3. XeF6
  4. XeOF4
  5. XeOF2
  6. XeO2F2
  7. XeO3
  8. XeO4
  9. XeF5

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeF2:

Pada spektrum infra merah dan spektrum Raman XeF2 memperlihat molekul linier baik dalam keadaan uap maupun padatan kristalnya. Hal ini dapat dijelaskan dengan teori ikatan valensi sebagai berikut.

hibridisasi XeF2 by urip kaltengTerbentuk 5 orbital hibrida sp3d yang menempati pojok atau sudut dari struktur yang akan dibentuk. 3 orbital yang terisi pasangan elektron bebas akan menempati sudut segitiga pada axial (bidang horizontal) dan 2 orbital berisi masing–masing berisi 1 elektron yang menempati equatorial (bidang vertikal) akan digunakan berikatan kovalen dengan 1 elektron dari F. Jadi geometri elektron–nya adalah bipiramida segitiga, tapi perlu diingat bahwa posisi axial ini hanya berupa 3 pasangan elektron bebas, sehingga bentuk geometri molekulnya adalah linier.

Struktur XeF2 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeF4:

Pada data difraksi elektron dan spektroskopi vibrasional XeF4 memperlihat molekul yang berbentuk planar. Hal ini dapat dijelaskan dengan teori ikatan valensi sebagai berikut.

hibridisasi XeF4 by urip kaltengSatu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan dua orbital 5d membentuk enam orbital hibrida sp3d2 yang menempati sudut dari struktur yang akan dibentuk.  Dua orbital yang terisi pasangan elektron bebas akan menempati pada equatorial (bidang vertikal) dan 4 orbital masing–masing berisi 1 elektron yang menempati axial (bidang horizontal) akan digunakan berikatan kovalen dengan 4 atom F yang masing-masing menyumbang 1 elektron. Jadi bentuk geometri elektron–nya adalah oktahedral, tapi geometri molekulnya adalah segiempat planar (segiempat datar), karena posisi equatorial ini hanya berisi pasangan elektron bebas.

Struktur XeF4 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeF6:

Bentuk kristal XeF6 ini umumnya dalam bentuk [XeF5]+ F- pada keadaan padat. Sementara sp3d5 yang pasti dalam keadaan gas sulit untuk ditentukan. Namun kini dapat diprediksi bahwa bentuk XeF6 ini merupakan bentuk oktahedral yang mengalami distorsi (“sedikit rusak”, oktahedral yang tidak sempurna) atau dengan istilah lain oktahedral yang mengalami penataan ulang karena adanya satu pasangan elektron bebas yang menempati salah satu muka oktahedral.  Dengan begitu bentuk stabilnya sulit untuk dijumpai karena adanya pasangan elektron bebas ini.

Menurut prediksi teori ikatan valensi penjelasan sebagai berikut.

hibridisasi XeF6 by urip kaltengSatu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan tiga orbital 5d membentuk tujuh orbital hibrida sp3d3 yang menempati sudut dari struktur yang akan dibentuk. Satu orbital yang terisi pasangan elektron bebas akan menempati bagian salah satu sisi muka oktahedral dan 6 orbital masing–masing berisi satu elektron ini empat di antaranya  menempati axial (bidang horizontal) dan 2 yang lainnya pada posisi equatorial. Keenam elektron ini akan berikatan kovalen dengan 6 atom F yang masing-masing menyumbang 1 elektron. Jadi bentuk geometri elektron–nya adalah oktahedral, dan geometri molekulnya oktahedral terdistorsi.

Struktur XeF6 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeOF4:

Bentuk molekul XeOF4 adalah piramida segiempat (square pyramid). Deskripsi dari teori ikatan valensi tentang bentuk molekul XeOF4 adalah dengan asumsi bahwa 3 elektron pada 5p dipromosikan ke subkulit 5d.

hibridisasi XeOF4 by urip kalteng

Satu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan dua orbital 5d membentuk enam orbital hibrida sp3d2. Lima orbital yang masing–masing terisi 1 elektron digunakan untuk pembentukan ikatan σ dengan 4 atom F dan 1 atom O. Orbital hibrida ke–enam terisi pasangan elektron bebas. Elektron tunggal pada orbital d digunakan untuk pembentukan ikatan π dengan O. Geometri molekul XeOF4 seperti gambar berikut:

Struktur XeOF4 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeOF2:

Bentuk molekul XeOF2 ini berbentuk T. Pada teori ikatan valensi menyarankan geometri elektronnya adalah bipiramida trigonal ( trigonal bipyramid) dengan dua posisi axialnya diisi oleh pasangan elektron bebas. Dua elektron pada subkulit 5p dipromosikan ke subkulit 5d.

hibridisasi XeOF2 by urip kalteng

Satu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan satu orbital 5d membentuk lima orbital hibrida sp3d. Tiga orbital yang masing–masing terisi 1 elektron digunakan untuk pembentukan ikatan σ dengan 2 atom F dan 1 atom O. Dua orbital hibrida lainnya masing-masing terisi pasangan elektron bebas. Satu elektron pada 5d dari Xe tidak turut ambil bagian dalam skema hibridisasi tetapi akan dilibatkan dalam pembentukan ikatan π dengan 1 atom O. Geometri molekul XeOF2 seperti gambar berikut:

stuktur XeOF2 by urip kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeO2F2:

Bentuk molekul XeO2F2 ini seperti jungkat–jungkit (see–saw). Pada teori ikatan valensi menyarankan geometri elektronnya adalah bipiramida trigonal ( trigonal bipyramid) dengan salah satu posisi equatorialnya diisi oleh pasangan elektron bebas. Tiga elektron pada subkulit 5p dipromosikan ke subkulit 5d.

hibridisasi XeO2F2 by urip kalteng

Satu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan satu orbital 5d membentuk lima orbital hibrida sp3d. Empat orbital yang masing–masing terisi 1 elektron digunakan untuk pembentukan ikatan σ dengan 2 atom F dan 2 atom O. Orbital hibrida ke–lima terisi pasangan elektron bebas. Dua elektron pada 5d dari Xe tidak turut ambil bagian dalam skema hibridisasi tetapi akan dilibatkan dalam pembentukan ikatan π dengan 2 atom O. Geometri molekul XeOF4 seperti gambar berikut:

Struktur XeO2F2 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeO3:

Bentuk molekul XeO3 ini berbentuk piramida segitiga (seperti bentuk molekul NH3) dari geometri elektron (melibatkan pasangan elektron bebas) yang berbentuk tetrahedaral.  Penjelasan menurut teori ikatan valensi sebagai berikut.

hibridisasi XeO3 by urip kalteng

Dalam hal ini hibridisasi sp3 akan membentuk tetrahedral. Satu posisi tetrahedral tersebut diisi oleh pasangan elektron bebas  (dari 5s2). Tiga orbital yang tumpang tindih (overlap) dengan orbital dari O untuk membentuk tiga ikatan tunggal Xe–O. Tiga orbital 5d yang tidak terlibat dalam hibridisasi ini membentuk ikatan π melalui tumpang tindih dengan 3 orbital yang terisi satu elektron dari orbital oksigen.

Struktur XeO3 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeO4:

Geometri elektron dan geometri molekul XeO4 ini berbentuk berbentuk tetrahedaral.  Penjelasan menurut teori ikatan valensi sebagai berikut.

hibridisasi XeO4 by urip kalteng

Dalam hal ini elektron dari 5s dan 5p tereksitasi ke orbital 5d, menghasilkan delapan orbital dengan masing-masing terisi satu elektron. Satu orbital s dan tiga orbital p membentuk hibridisasi sp3 yang kemudian membentuk 4 ikatan σ dengan 4 atom oksigen. Empat orbital yang tidak terhibridisasi akan membentuk 4 ikatan π dengan oskigen untuk membentuk XeO4 tetrahedral.

Struktur XeO4 by Urip Kalteng

  1. Bentuk molekul dan Hibridisasi orbital XeF5:

Menurut prediksi teori ikatan valensi bentuk geometri molekul XeF5 adalah segilima datar dengan penjelasan sebagai berikut.

hibridisasi XeF5- by urip kalteng

Satu orbital 5s, tiga orbital 5p, dan tiga orbital 5d membentuk tujuh orbital hibrida sp3d3 dengan masuknya 1 elektron membentuk Xe. Dua orbital yang terisi pasangan elektron bebas akan menempati posisi equatorial dan 5 orbital lainnya yang masing–masing berisi satu elektron ini memposisikan diri pada sudut bidang segilima datar. Kelima elektron ini akan berikatan kovalen dengan 5 atom F yang masing-masing menyumbang 1 elektron. Jadi bentuk geometri elektron–nya bipiramida segilima sedangkan geometri molekul-nya adalah segilima datar.

Struktur XeF5- by Urip Kalteng

Untuk molekul dari Xe yg berikatan dengan O dan atau F hibridisasinya dapat diperkirakan setelah mendapat konfirmasi bentuk/struktur/geometri hasil pengamatan fakta. Seperti XeOF5 (berbentuk piramida segilima) dengan hibridisasi sp3d2, XeF82- (berbentuk antiprisma segiempat / 2 prisma segiempat bertolak belakang) diperkirakan dengan hibridisasi sp3d5 namun ini masih belum bisa dikonfirmasi terkait tidak adanya pasangan bebas yang seharusnya ada, XeO3F2 (berbentuk bipiramida segitiga) dengan hibridisasi sp3d.

#Dengan senang hati untuk dikoreksi :)

Referensi : S.Chand Success Guide Inorganic Chemistry Oleh G. D. Tuli, 2005 & Shriver & Atkins’ Inorganic Chemistry edisi 5, 2010

 

About these ads

5 thoughts on “Bentuk/Geometri Molekul dan Hibridisasi dari Beberapa Senyawa Xenon

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s