34 Ikatan, Struktur Lewis, VSEPR & Muatan Formal
Bentuk molekul menentukan sifatnya (polaritas, titik didih, kereaktifan), dan semuanya berawal dari struktur Lewis yang benar. Kuasai topik ini dan kamu bisa “membaca” molekul apa pun tanpa menghafal satu per satu.
34.1 Menggambar struktur Lewis (5 langkah)
- Hitung total elektron valensi semua atom (untuk ion: tambah \(e^-\) jika anion, kurangi jika kation).
- Tentukan atom pusat — biasanya yang paling sedikit/paling kurang elektronegatif (bukan H).
- Pasang 1 ikatan tunggal (2 elektron) dari pusat ke tiap atom tepi.
- Lengkapi oktet atom tepi dulu (kecuali H: cukup 2 \(e^-\)), lalu sisanya ke atom pusat.
- Kurang elektron di pusat? Geser pasangan bebas atom tepi jadi ikatan rangkap.
Aturan oktet: tiap atom (selain H) “puas” dengan 8 elektron di sekelilingnya.
34.2 Muatan formal (memilih struktur terbaik)
Bila ada beberapa struktur mungkin, pilih yang muatan formalnya paling kecil/mendekati nol.
\[ \text{MF} = (\text{e valensi}) - (\text{e bebas}) - \tfrac{1}{2}(\text{e ikatan}) \]
Aturan memilih: struktur terbaik punya (1) MF mendekati 0, dan (2) MF negatif berada pada atom paling elektronegatif. Jumlah semua MF = muatan total molekul/ion.
34.3 VSEPR: domain elektron → bentuk
Hitung domain di atom pusat = (jumlah atom terikat) + (jumlah pasangan elektron bebas/PEB). Ikatan rangkap dihitung satu domain. Pasangan bebas menekan sudut sehingga sedikit mengecil.
| Domain | PEB | Bentuk | Sudut | Contoh |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 0 | linear | \(180^\circ\) | \(\ce{CO2}\) |
| 3 | 0 | trigonal planar | \(120^\circ\) | \(\ce{BF3}\) |
| 3 | 1 | bengkok (bent) | \(<120^\circ\) | \(\ce{SO2}\) |
| 4 | 0 | tetrahedral | \(109{,}5^\circ\) | \(\ce{CH4}\) |
| 4 | 1 | trigonal piramida | \(\sim107^\circ\) | \(\ce{NH3}\) |
| 4 | 2 | bengkok (bent) | \(\sim104{,}5^\circ\) | \(\ce{H2O}\) |
| 5 | 0 | trigonal bipiramida | \(90^\circ,120^\circ\) | \(\ce{PCl5}\) |
| 6 | 0 | oktahedral | \(90^\circ\) | \(\ce{SF6}\) |
34.4 Ikatan sigma (\(\sigma\)) vs pi (\(\pi\))
- \(\sigma\): tumpang-tindih orbital ujung-ke-ujung (head-on), kuat, bisa berputar bebas.
- \(\pi\): tumpang-tindih sisi-ke-sisi (di atas–bawah), lebih lemah, mengunci rotasi.
- Aturan praktis: ikatan tunggal = 1 \(\sigma\); rangkap dua = 1 \(\sigma\) + 1 \(\pi\); rangkap tiga = 1 \(\sigma\) + 2 \(\pi\).
34.5 Hibridisasi ringkas
Cocokkan jumlah domain dengan hibrida orbital atom pusat:
| Domain | Hibridisasi |
|---|---|
| 2 | \(sp\) |
| 3 | \(sp^2\) |
| 4 | \(sp^3\) |
| 5 | \(sp^3d\) |
| 6 | \(sp^3d^2\) |
34.6 Contoh
1. \(\ce{CO2}\) — bentuk & ikatan. Total valensi \(= 4 + 2(6) = 16\ e^-\). Struktur: \(\ce{O=C=O}\). Atom pusat C punya 2 domain, 0 PEB → linear, \(180^\circ\), hibridisasi \(sp\). Tiap ikatan rangkap = \(1\sigma+1\pi\), jadi total 2 \(\sigma\) + 2 \(\pi\). Cek MF karbon: \(4 - 0 - \tfrac{1}{2}(8) = 0\). 👍
2. \(\ce{NH3}\). N (5 valensi) mengikat 3 H + 1 PEB → 4 domain → dasar tetrahedral, tetapi bentuk molekulnya trigonal piramida (\(\sim107^\circ\)), hibridisasi \(sp^3\). PEB-lah yang menekan sudut di bawah \(109{,}5^\circ\).
34.7 Mengapa penting di OSN-K
Struktur Lewis, muatan formal, dan VSEPR adalah blok soal tetap. Lihat Soal 33–37 (2024) untuk latihan menggambar struktur dan menebak bentuk, dan Soal 48 (2025) di bagian struktur & ikatan untuk penerapan hibridisasi/geometri. Sumber lengkap. Bacaan luar yang bagus: Compound Interest: VSEPR & Shapes of Molecules (Infografik) dan LibreTexts: VSEPR Theory – The Five Basic Shapes.
- Berapa total elektron valensi \(\ce{H2O}\), dan bentuknya apa? (8 e⁻; bengkok/bent ~104,5°)
- Ikatan rangkap tiga (\(\ce{N#N}\)) terdiri dari berapa \(\sigma\) dan \(\pi\)? (1 σ + 2 π)
- Atom pusat dengan 4 domain elektron memiliki hibridisasi apa? (sp³)