Pertemuan 2: Hibridisasi dan Ikatan Rangkap Terkonjugasi

HIBRIDISASI

1.      Teori Hibridisasi

Hibridisasi merupakan proses perhitungan matematika yang menggabungkan orbital-orbital atom membentuk orbital atom baru yang disebut orbital hibrida. Orbital hibrida menggambarkan distribusi elektron lebih mendekati kenyataan pada atom-atom yang berikatan secara kimia.

 Terdapat 3 jenis hibridisasi yaitu

1.      Hibridisasi sp3

HIbridisasi sp3 menjelaskan struktur molekul tetrahendral. Hibridisasi satu orbital s dan tiga orbital p(px,py,pz) yang menghasilkan empat orbital sp3.

2.      Hibridisasi sp2

Hibridisasi sp2 menjelaskan struktur molekul trigonal planar. Hibridisasi satu orbital s dan 2 orbital p yang menghasilkan tiga orbital sp2

3.      Hibridisasi sp

HIbridisasi sp menjelaskan struktur molekul linier. Hibridisasi satu orbital s dan satu orbital p yang menghasilkan 2 orbital sp.

Perlu diingat bahwa teori hibridisasi orbital atau juga disebut pembauran/blasteran/pembastaran orbital adalah penjelasan teori mengenai geometri suatu molekul. Jika suatu molekul diketahui geometrinya maka dapatlah dijelaskan hibridisasi yang terjadi. Geometri molekul/ion adalah geometri suatu molekul atau ion yang terbentuk oleh atom-atom yang terikat tidak termasuk pasangan elektron bebas. Teori VSEPR dapat digunakan untuk memperkirakan hibridisasi yang terjadi pada suatu molekul. Suatu hal yang sulit jika senyawa yang belum diketahui geometrinya ditanyakan ion pusatnyamengalami hibridisasi apa. Hal ini juga sering membingungkan, kecuali moleku-moleku yang sederhana.

Sebagai contoh senyawa metana (CH₄). Dalam molekul metana, masing-masing atom H terletak di ujung tetrahedral (berbidang 4) yang simetris (teratur) seperti gambar berikut:

Masing-masing ikatan karbin hidrogen mempunyai jarak yang sama yaitu 1,1 A dan sudut antara setiap pasang elektron adalah 109,5⁰. Struktur metana tetrahedral tersebut sesuai dengan harapan teori domain elektron (VSEPR) dengan 4 pasang elektron ikatan dan tidak ada (0) pasangan elektron bebas.

Karbon bernomor atom 6 dengan konfigurasi elektron: 1s²2s²2p². Konfigurasi elektron atom karbon tersebut dapat diilustrasikan seperti:

Dalam atom karbon tersebut, terdapat dua orbital p yang masing-masing mengandung elektron, yaitu 2p_x¹ dan 2p_y^1. Oleh karena itu, kedua orbital p tersebut dapat bergabung dengan dua atom hidrogen membentuk senyawa CH_2. Akan tetapi kenyataannya suatu atom karbon dapat mengikat 4 atom hidrogen. Hal ini dapat terjadi jika sebuah elektron 2s dipindahkan ke orbital yang lebih tinggi (dipromosikan), yaitu orbital 2p_z yang masih kosong. Dengan demikian, tersedia 4 orbital yang masing-masing mengandung sebuah elektron tunggal, yaitu: 2s¹, 2p_x¹, 2p_y¹, dan 2p_z¹ seperti diilustrasikan gambar berikut:

Keempat elektron tunggal tersebut dapat membentuk pasangan elektron dengan empat elektron tunggal dari 4 atom H sehingga membentuk molekul CH_4, seperti gambar berikut:

Ditinjau dari tingkat energinya, tingkat energi orbital 2s lebih rendah dari pada energi orbital 2p. Jika ditinjau bentuk orbitalnya, orbital 2s (bentuk bola) berbeda dengan orbital 2p (bentuk bola terpilin). Adanya perbedaan tingkat energi dan bentuk orbital 2s dan 2p, secara teori tentunya kedudukan ikatan C-H yang berasal dari orbital 2s tidak sama dengan kedudukan ikatan C-H yang berasal dari orbital 2p.

Keadaan tetrahedral yang simetris dapat tercapai jika orbital 2p sebelum mengadakan tumpang tindih (ikatan) dengan 4 orbital s dari keempat atom H terlebih dahulu mengalami perubahan. 1 orbital s dan ketiga orbitar p mengalami pembauran/blasteran/pembastaran/hibridisasi sehingga menghasilkan 4 orbital hibrida sp³ yang berbentuk tetrahedral.

Bentuk hibrida yang terjadi dari hasil hibridisasi orbital bergantung pada jenis orbital dan banyaknya orbital yang mengalami hibridisasi.

IKATAN RANGKAP KONJUGASI

Ikatan rangkap konjugasi adalah ikatan rangkap selang seling dengan ikatan tunggal atau disebut juga elektronnya dapat terdelokalisasi. ikatan rangkap memiliki energi yang lebih rendah, sehingga mudah diputuskan, sebaliknya ikatan tunggal memiliki energi yang tinggi sehingga susah untuk diputuskan. Konjugasi juga bisa disebut kestabilan struktur. Konjugasi hanya terjadi pada senyawa-senyawa yang mempunyai ikatan rangkap.