Banyak struktur senyawa anorganik dapat dijelaskan dengan menggunakan
teori VSEPR atau secara sederhana dengan teori valensi. Namun, beberapa
senyawa anorganik yang tidak masuk dalam kelompok ini sangat penting
baik dari sudut pandang teori maupun praktis. Beberapa senyawa ini akan
didiskusikan di bawah ini.
AMONIA
Amonia NH3
seolah diturunkan dari metana dengan menggantikan atom karbon dengan
atom nitrogen dan salah satu atom hidrogen dengan pasangan elektron
bebas. Jadi, amonia memiliki seolah struktur tetrahedral. Namun untuk
memahami struktur amonia, anda harus mempertimbangkan inversi atom
nitrogen. Perilaku amonia sangat mirip dengan payung yang tertiup
sehingga terbalik. Halangan inversinya hanya 5,8 kkal mol-1, dan inversi amonia pada suhu kamar sangat cepat (Gambar 4.10).
Secara
prinsip, atom nitrogen dari amina yang mengikat tiga atom atau gugus
yang berbeda dapat merupakan pusat asimetrik sebab nitrogen memiliki
empat substituen termasuk pasangan elektron bebas. Namun karena adanya
inversi ini, atom nitrogen tidak dapat menjadi pusat asimetrik..
DIBORAN
Diharapkan reaksi antara magnesium borida dan air akan menghasilkan boron trihidrida BH3. Namun, yang didapatkan adalah diboran B2H6.
Nampaknya senyawa ini tidak dapat dijelaskan dengan teori valensi
sederhana, dan banyak sekalai usaha telah dilakukan untuk mengelusidasi
anomali ini.
Mg3B2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + B2H6 (4.1)
Kini telah dibuktikan bahwa senyawa ini memiliki struktur aneh sebagai beikut.
Kerangka
molekulnya adalah jajaran genjang yang terbentuk dari dua atom boron
dan dua atom hidrogen, dan atom hidrogen terikat pada dua atom boron
disebut dengan hidrogen jembatan. Empat ikatan B-H terminal secara
esensi terbentuk dari tumpang tindih orbital 1s hidrogen dan orbital
hibrida boron. Sebaliknya, ikatan jembatan B—H—B adalah ikatan tiga
pusat, dua elektron yang terbetuk dari hibridisasi hidrogen 1s dan dua
orbital hibrida boron. Keberadaan ikatan seperti ini dikonfirmasi dengan
mekanika kuantum.
SENYAWA GAS MULIA
Lama sekali dipercaya
bahwa gas mulia hanya ada sebagai molekul monoatomik, dan tidak
membentuk senyawa. Kimiawan Kanada Neil Bartlett (1932-) menemukan spesi
ionik [O2]+[PtF6]- dengan mereaksikan oksigen dengan platina heksafluorida PtF6.
Ia beranggapan reaksi yang mirip dengan ini yakni reaksi antara xenon
dan PtF6 akan berlangsung karena energi ionisasi pertama xenon dekat
nilainya dengan energi ionisasi perrtama molekul oksigen. Di tahun 1962
ia berhasil mendapatkan senyawa gas mulia pertama Xe(PtF6)x, (x = 1, 2).
Kemudian
menjadi jelas bahwa gas mulia membentuk senyawa biner dengan oksigen
dan fluorin yang keduanya memiliki keelektronegativan tinggi. XeF2 adalah molekul linear dengan kelebihan elektron, sementara XeF4 merupakan satu-satunya senyawa unsur berbentuk bujur sangkar. XeF6 berbentuk oktahedron terdistorsi, dan di dekat titik lelehnya, senyawa ini ada sebagai kristal [XeF5]+F-.
FEROSEN
Ferosen
adalah senyawa terdiri atas dua cincin sikopentadienil yang melapisi
kedua sisi atom Fe dan senyawa ini merupakan contoh pertama kelompok
senyawa yang disebut dengan senyawa sandwich (Gambar 4.12).
D awal tahun 1950-an , rekasi antara siklopentadienilmagnesium bromida dan FeCl3 anhidrat dilakukan dengan harapan akan dihasilkan turuanan fulvalena. Namun, senyawa dengan struktur (C6H5)2Fe
yang diperoleh. Struktur senyawa ini didapatkan sangat unik: delapan
belas elektron, dua belas dari dua molekul siklopentadienil
(masing-masing enam elektron) dan enam dari kulit terluar Fe. Jadi,
konfigurasi elektron gas mulia dicapai dan kestabilannya kira-kira
sepadan. Kedua cincin siklopentadienail berputar layaknya piringan CD
musik.
Latihan
4.1 Struktur senyawa inorganik; teori VSEPR.
Sarankan struktur senyawa anorganik berikut: (a) SeF6 (b) N2O (c) ClO- (d) CF3Cl (C atom pusat)
Jawab (a) oktahedron (b) linear (c) linear (d) tetrahedron
4.2 Isomer benzen tersubstitusi
Rumus molekul senyawa yang mengandung satu cincin benzen adalah C8H10. Gambarkan struktur isomer-isomer yang mungkin untuk senyawa ini.
Jawab: senyawa C8H10 mengandung satu cincin benzen dapat berupa etilbenzen C6H5C2H5 atau xylen C6H4(CH3)2. Xylena akan memiliki tiga isomer posisi, yakni, o-, m- dan p-xylene.
4.3 Isomer geometri
Baik
asam fumarat dan maleat memiliki rumus HOOCCH=CHCOOH dan merupakan
pasangan isomer geometri. Dengan pemanasan ke 150°C, asam maleat
kehilangan satu mol H2O menghasilkan anhidrat maleat
sementara asam fumarat tidak akan berubah menjadi anhidrat maleat sampai
pemanasan pada 300°C. Dengan menggunakan data ini, jelaskan struktur
kedua senyawa.
Jawab: lihat teks di halaman
4.4 Struktur senyawa kompleks platina
Diamindikhloroplatina [PtCl2(NH3)2] memiliki struktur bujur sangkar. Prediksikan struktur isomer-isomernya yang mungkin.
Dua isomer, bentuk cis- dan trans, mungkin ada. Struktur bujur sangkar planar disebabkan oleh hibridisasi dsp2. Isomer cis merupakan obat antikanker yang terkenal.
4.5. Stereoisomer gula
Senyawa yang memiliki empat atom karbon, HOCH2CHOHCHOHCHO, adalah gula yang kesederhanaanya sebanding dengan gliseraldehida.
(a) Ada berapa atom karbon asimetrik dalam molekul ini?
(b) Gambarkan rumus struktur semua stereoisomer gula ini seperti yang ditunjukan dalam gambar 4.5.
Jawab (a) Ada dua. Dalam struktur di bawah ini, atom karbon asimterik ditandai dengan *. (b) Dua pasang enantiomer dengan jelas ditandai.
(b) Gambarkan rumus struktur semua stereoisomer gula ini seperti yang ditunjukan dalam gambar 4.5.
Jawab (a) Ada dua. Dalam struktur di bawah ini, atom karbon asimterik ditandai dengan *. (b) Dua pasang enantiomer dengan jelas ditandai.
4.6 Stereoisomer gula
Glukosa, HOCH2(CHOH)4CHO, memiliki enam atom karbon dan merupakan salah satu senawa alam yang berlimpah.
(a)
Ada berapa atom karbon asimetrik dalam molekul ini? (b) Gambarkan rumus
struktur semua stereoisomer gula ini seperti yang ditunjukan dalam
gambar 4.5.
Jawab: (a) Empat. Di struktur di bawah in, atom karbon asimetrik ditandai dengan *. (b) Jumlah stereoisomer adalah 24 = 16. Struktur delapan isomer ditunjukkan di bawah ini.
Bagi masing-masing isomer di atas, anda dapat menggambarkan pasangan enantiomernya sebagai berikut:
4.7 Analisis konformasional konformer
Dalam
kasus 1,2-dikhloroetana, bentuk trans lebih stabil daripada bentuk
gauche. Di pihak lain, dalam kasus etilen glikol (1,2-etanadiol;
digunakan secara luas sebagai cairan antibeku) bentuk gauche lebih
stabil daripada bentuk trans walaupun struktur molekulnya sangat mirip
dengan 1,2dikhloroetana. Jelaskan.
Jawab: Dalam bentuk gauche
etilen glikol ikatan hidrogen intramolekul akan terjadi dan menstabilkan
struktur. Ikatan semacam ini tidak ada dalam bentuk trans.
Bentuk gauche Bentuk trans
4.8 ikatan dalam diboran Jelaskan ikatan dalam diboran. Jawab: lihat teks halaman.
Selingan — Senyawa dengan struktur yang menarik
Terdapat sejumlah senyawa organik dengan struktur menarik dan unik. Contoh yang baik adalah kuban C8H8 dengan struktur yang hampir kubus. Walaupun banyak teknik telah dicoba, molekul tetrahedral, tetrahedran C8H8,
belum pernah disintesis. Sudut ikatan ∠C-C-C terlalu berbeda dari
sudut tetrahedral normal, dan mungkin inilah alasan mengapa sintesisnya
belum dapat dilakukan.
kuban tetrahedran
demi kesederhanaan label atom dan ikatan C-H tidak digambarkan
demi kesederhanaan label atom dan ikatan C-H tidak digambarkan
Deret
lain senyawa dengan struktur menarik dan aneh adalah katenan, cincin
molekul yang penuh teka-teki. Bagaimana dua cincin saling mengait
walaupun tidak ada ikatan antar keduanya. Bagaimana kimiawan dapat
mensintesis senyawa semacam ini? Sungguhh ini merupakan prestasi pakung
gemilang yang dicapai kimia organik sintetik.
Gambar skematik katenan
Sejak
penemuannya di akhir abad 20, fuleren C60 telah menarik perhatian baik
kimiawan teoritis maupun praktis. Bolanya dibentuk oleh kombinasi
heksagon dan pentagon, dan sungguh sangat mirip dengan bola sepak.
Menarik untuk dicatat bahwa keberadaan fulerene telah diprediksikan jauh
sebelumnya oleh kimiawan Jepang Eiji Osawa.
padangan stereo fulleren
Tidak ada komentar:
Posting Komentar