9.6 - 9.10
9.6 [Kembali]Menulis Struktur Lewis
aturan oktet dan struktur
Lewis tidak menyajikan gambaran lengkap tentang ikatan kovalen,namun membantu menjelaskan skema ikatan dalam banyak senyawa dan menjelaskan sifat dan reaksi molekul. Dalam penggambaran struktur lewis harus memenuhi kaida oktet dan kaidah duplet.
Langkah-langkah menulis struktur senyawa
Lewis adalah sebagai berikut:
1. Tuliskan struktur rangka senyawa, menggunakan simbol-simbol kimia dan menempatkan
atom-atom berikatan di samping satu sama
lain. Untuk senyawa sederhana, tugas ini cukup mudah. Untuk senyawa yang
lebih kompleks, kita harus diberi informasi atau membuat tebakan cerdas tentang hal itu.
2. Hitung jumlah total elektron valensi .
Untuk anion poliatomik, tambahkan jumlah muatan negatif ke total . (Misalnya, untuk ion CO3 22 tambahkan dua elektron karena muatan 22 menunjukkan bahwa ada dua elektron lebih banyak dari yang disediakan oleh atom.)
Untuk kation poliatomik, kurangi jumlah muatan positif dari total ini. (Jadi, untuk NH1 4 kita kurangi satu elektron karena muatan 11 mengindikasikan hilangnya satu elektron dari kelompok atom.)
Untuk anion poliatomik, tambahkan jumlah muatan negatif ke total . (Misalnya, untuk ion CO3 22 tambahkan dua elektron karena muatan 22 menunjukkan bahwa ada dua elektron lebih banyak dari yang disediakan oleh atom.)
Untuk kation poliatomik, kurangi jumlah muatan positif dari total ini. (Jadi, untuk NH1 4 kita kurangi satu elektron karena muatan 11 mengindikasikan hilangnya satu elektron dari kelompok atom.)
3. Gambar ikatan kovalen tunggal antara atom
pusat dan masing-masing atom
sekitarnya. Lengkapi oktet dari atom
yang terikat pada atom
pusat. (Ingat bahwa cangkang valensi atom
hidrogen lengkap dengan hanya dua elektron.) Elektron yang
memiliki atom
pusat atau sekitarnya harus ditunjukkan sebagai pasangan elektron mandiri jika mereka tidak terlibat dalam ikatan. Jumlah
total elektron yang
akan digunakan adalah yang
ditentukan pada langkah 2.
4. Setelah menyelesaikan langkah 1-3,
jika atom
pusat memiliki kurang dari delapan elektron, coba tambahkan ikatan rangkap atau rangkap tiga antara
atom-atom di sekitarnya dan atom
pusat, menggunakan pasangan bebas dari atom
sekitarnya untuk menyelesaikan oktet atom
pusat.
CONTOH 9.3 Tuliskan struktur Lewis untuk nitrogen trifl uoride (NF3) di mana ketiga atom F terikat pada atom N. Solusi Kami mengikuti prosedur sebelumnya untuk menulis struktur Lewis.
Langkah 1: Atom N kurang elektronegatif daripada F, sehingga struktur kerangka NF3 adalah
F - N- F
l
F
Langkah 2: Konfigurasi elektron kulit terluar dari N dan F masing-masing adalah 2s2 2p3 dan 2s2 2p5. Dengan demikian, ada 5 + (3 x 7), atau 26, elektron valensi untuk diperhitungkan dalam NF3.
Langkah 3: gambar ikatan kovalen tunggal antara N dan setiap F, dan menyelesaikan oktet untuk atom F.
Tempatkan sisa dua elektron pada N:
Karena struktur ini memenuhi aturan oktet untuk semua atom, langkah 4 tidak diperlukan. Periksa Hitung elektron valensi dalam NF3 (dalam ikatan dan pasangan elektron bebas). Hasilnya adalah 26, sama dengan jumlah total elektron valensi pada tiga atom F (3*7= 21) dan satu atom N (5).
Dengan membandingkan jumlah elektron dalam atom terisolasi dengan jumlah elektron yang terkait dengan atom yang sama dalam struktur Lewis, kita dapat menentukan distribusi elektron dalam molekul dan menggambar struktur Lewis yang
paling masuk akal. Prosedur pembukuan adalah sebagai berikut: Dalam atom yang terisolasi, jumlah elektron yang terkait dengan atom hanyalah jumlah elektron valensi. (Seperti biasa, kita tidak perlu khawatir dengan elektron bagian dalam.) Dalam sebuah molekul, elektron terkait dengan atom.
384 Ikatan Kimia I: Konsep Dasar
adalah elektron yang tidak terikat ditambah elektron pada pasangan ikatan antara atom dan atom lainnya. Namun, karena elektron terbagi dalam suatu ikatan, kita harus membagi elektron dalam pasangan ikatan secara merata antara atom-atom
yang membentuk ikatan.
Muatan formal atom adalah perbedaan muatan listrik antara elektron valensi dalam atom yang diisolasi dan jumlah elektron yang ditugaskan pada atom itu dalam struktur Lewis.
Untuk menetapkan jumlah elektron pada atom dalam struktur Lewis, dilanjutkan sebagai berikut:
• Semua elektron yang tidak terikat atom ditugaskan ke atom.
• Kami memutuskan ikatan antara atom dan atom lainnya dan menetapkan setengah dari elektron ikatan ke atom
Muatan formal atom adalah perbedaan muatan listrik antara elektron valensi dalam atom yang diisolasi dan jumlah elektron yang ditugaskan pada atom itu dalam struktur Lewis.
Untuk menetapkan jumlah elektron pada atom dalam struktur Lewis, dilanjutkan sebagai berikut:
• Semua elektron yang tidak terikat atom ditugaskan ke atom.
• Kami memutuskan ikatan antara atom dan atom lainnya dan menetapkan setengah dari elektron ikatan ke atom
Untuk muatan positif dan negatif tunggal, biasanya menghilangkan angka 1.
Ketika menulis muatan formal, aturan ini sangat membantu:
1. Untuk molekul, jumlah muatan harus ditambah hingga nol karena molekul adalah spesies yang netral secara listrik. (Aturan ini berlaku, misalnya, untuk molekul O3.)
2. Untuk kation, jumlah muatan formal harus sama dengan muatan positif. Untuk anion, jumlah tuntutan formal harus sama dengan muatan negatif. Muatan formal membantu melacak elektron valensi dan mendapatkan gambaran kualitatif distribusi muatan dalam molekul. Kita seharusnya tidak menafsirkan muatan formal sebagai transfer elektron yang aktual dan lengkap. Dalam molekul O3, misalnya, studi eksperimental memang menunjukkan bahwa atom O pusat menanggung muatan positif parsial sementara atom O akhirnya memikul muatan negatif parsial, tetapi tidak ada bukti bahwa ada transfer elektron dari satu atom ke atom lainnya.
Rumus persamaan:
contoh:
Ketika menulis muatan formal, aturan ini sangat membantu:
1. Untuk molekul, jumlah muatan harus ditambah hingga nol karena molekul adalah spesies yang netral secara listrik. (Aturan ini berlaku, misalnya, untuk molekul O3.)
2. Untuk kation, jumlah muatan formal harus sama dengan muatan positif. Untuk anion, jumlah tuntutan formal harus sama dengan muatan negatif. Muatan formal membantu melacak elektron valensi dan mendapatkan gambaran kualitatif distribusi muatan dalam molekul. Kita seharusnya tidak menafsirkan muatan formal sebagai transfer elektron yang aktual dan lengkap. Dalam molekul O3, misalnya, studi eksperimental memang menunjukkan bahwa atom O pusat menanggung muatan positif parsial sementara atom O akhirnya memikul muatan negatif parsial, tetapi tidak ada bukti bahwa ada transfer elektron dari satu atom ke atom lainnya.
Rumus persamaan:
contoh:
Contoh penerapan kimia pada elektro:
Ozon cair di bawah titik didihnya
(2111.3 ° c). Ozon adalah racun, gas biru mudadengan bau menyengat
Ikatan Kimia I: Konsep Dasar
Dalam resonansi kimia Atom yang sama harus terikat satu sama lain dalam semua struktur resonansi untuk spesies tertentu.
Aturan struktur Resonansi:
- Semua struktur harus memenuhi struktur Lewis. Tidak boleh menulis struktur (atom karbon mempunyai lima ikatan)
- Semua struktur resonansi harus mempunyai jumlah elektron tak berpasangan yang sama.
penerapan kimia pada elektro:
Peta potensial elektrostatik dari O3. Tje
kepadatan elektron terdistribusi secara merata
antara dua ujung O atom.
9.9 [Kembali]Pengecualian terhadap Aturan Oktet
Seperti disebutkan sebelumnya, aturan oktet berlaku terutama untuk elemen periode kedua.
Pengecualian terhadap aturan oktet terjadi ketika:
- Oktet tidak lengkap
- Jumlah elektron ganjil
- Lebih dari delapan elektron valensi di sekitar atom pusat.
Oktet Tidak Lengkap
Dalam beberapa senyawa, jumlah elektron yang mengelilingi atom pusat dalam molekul stabil kurang dari delapan. Misalnya Berilium, yang merupakan elemen Grup 2A (dan periode kedua). Konfigurasi elektron berilium adalah 1s2 2s2; ia memiliki dua elektron valensi di orbital
2s. Dalam fase gas, berilium hidrida (BeH2) ada sebagai molekul diskrit. Struktur Lewis dari BeH2 adalah
Beryllium, tidak seperti yang lain grup 2A
elemen, bentuk sebagian besar kovalen
yang BeH2 adalah contoh.
elemen, bentuk sebagian besar kovalen
yang BeH2 adalah contoh.
Seperti yang Kita lihat, hanya empat elektron yang mengelilingi atom Be, dan tidak ada cara untuk memenuhi aturan oktet untuk berilium dalam molekul ini. Unsur-unsur dalam Golongan 3A, khususnya boron dan aluminium, juga cenderung membentuk senyawa yang dikelilingi oleh kurang dari delapan elektron.
Jumlah elektron ganjil
Beberapa molekul mengandung jumlah elektron ganjil. Diantaranya adalah oksida nitrat (NO) dan nitrogen dioksida (NO2):
Karena kita membutuhkan sejumlah elektron untuk pasangan sempurna (untuk mencapai delapan), aturan oktet jelas tidak dapat dipenuhi untuk semua atom-atom dalam molekul-molekul ini. Molekul aneh elektron ini kadang-kadang disebut radikal. Banyak radikal sangat reaktif. Alasannya adalah bahwa ada kecenderungan bagi elektron tidak berpasangan untuk membentuk ikatan kovalen dengan elektron yang tidak berpasangan pada molekul lain. Sebagai contoh, ketika dua molekul nitrogen dioksida bertabrakan, mereka membentuk dinitrogen tetroksida di mana aturan oktet terpenuhi untuk atom N dan O:
Video[Kembali]
Lebih dari delapan elektron valensi di sekitar atom pusat
Atom Oktet yang diperluas dari elemen periode kedua tidak
dapat memiliki lebih dari delapan elektron valensi di sekitar atom pusat,
tetapi atom elemen di dalam dan di luar periode ketiga tabel periodik membentuk
beberapa senyawa yang lebih dari delapan elektron mengelilingi atom pusat.
Selain orbital 3s dan 3p, elemen pada periode ketiga juga memiliki Orbital 3d
yang dapat digunakan dalam ikatan. Orbital ini memungkinkan atom untuk
membentuk oktet yang diperluas. Salah satu senyawa di mana ada oktet diperluas
adalah Sulfur Hexafluoride, senyawa yang sangat stabil. Konfigurasi elektron
sulfur adalah [Ne] 3s2 3p4. Dalam SF6, masing-masing dari enam elektron valensi
sulfur membentuk ikatan kovalen dengan atom fluor, jadi ada 12 elektron di
sekitar atom sulfur pusat:
Ukuran stabilitas suatu molekul adalah entalpi ikatannya, yang merupakan perubahan entalpi yang diperlukan untuk memutus ikatan tertentu dalam 1 mol molekul gas. (Entalpi ikatan dalam padatan dan cairan dipengaruhi oleh molekul tetangga.) Entalpi ikatan yang ditentukan secara eksperimental dari molekul hidrogen diatomik.
Dibutuhkan energi untuk memutus ikatan, sehingga energi dilepaskan ketika ikatan terbentuk.
Dalam banyak kasus, adalah mungkin untuk memprediksi perkiraan entalpi reaksi dengan menggunakan enthalpies Obligasi rata. Karena energi selalu diperlukan untuk memecah ikatan kimia dan pembentukan ikatan kimia selalu disertai dengan pelepasan energi, kita dapat memperkirakan entalpi reaksi dengan menghitung jumlah total Obligasi rusak dan terbentuk dalam reaksi dan merekam semua perubahan energi yang sesuai. Entalpi reaksi dalam fasa gas diberikan oleh
Jika lebih banyak energi dilepaskan daripada diserap, DH ° adalah negatif dan reaksi eksotermik (gambar 9,8)
contoh soal:
Hitunglah entalphi reaksi dalam proses:
Dalam banyak kasus, adalah mungkin untuk memprediksi perkiraan entalpi reaksi dengan menggunakan enthalpies Obligasi rata. Karena energi selalu diperlukan untuk memecah ikatan kimia dan pembentukan ikatan kimia selalu disertai dengan pelepasan energi, kita dapat memperkirakan entalpi reaksi dengan menghitung jumlah total Obligasi rusak dan terbentuk dalam reaksi dan merekam semua perubahan energi yang sesuai. Entalpi reaksi dalam fasa gas diberikan oleh
Jika lebih banyak energi dilepaskan daripada diserap, DH ° adalah negatif dan reaksi eksotermik (gambar 9,8)
contoh soal:
Hitunglah entalphi reaksi dalam proses:
Strategi: perlu diingat bahwa ikatan pelanggaran adalah proses menyerap energi (endotermik) dan pembuatan ikatan adalah energi melepaskan (eksoothermic) proses. Oleh karena itu, perubahan energi secara keseluruhan adalah perbedaan antara kedua proses yang berlawanan, seperti yang dijelaskan oleh persamaan (9,3).
Solusi: kita mulai dengan menghitung jumlah ikatan yang rusak dan jumlah ikatan yang terbentuk dan perubahan energi yang sesuai. Ini paling bagus dilakukan dengan membuat sebuah tabel:
Menggunakan persamaan (9,3), kita peroleh:
Check: karena reaktan dan produk semua Molekul diatomik, kami mengharapkan hasil dari persamaan (9,3) dan (6,18) untuk menjadi sama. Perbedaan kecil di sini adalah karena cara yang berbeda dari pembulatan.
download html [disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar