Destia Nur Fathana_21030112110056_Rabu1 - Teknik Kimia Undip
Destia Nur Fathana_21030112110056_Rabu1 - Teknik Kimia Undip
Destia Nur Fathana_21030112110056_Rabu1 - Teknik Kimia Undip
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Senyawa Koordinasi<br />
Aspek umum dari logam transisi adalah pembentukan dari senyawa koordinasi (kompleks).<br />
Senyawa koordinasi ini setidaknya memiliki satu ion kompleks yang terdiri dari logam kation<br />
yang terikat pada molekul anion, sering disebut Ligan.<br />
23.9<br />
W<br />
Kompleks ion dengan pusat d B<br />
memiliki empat ligan dengan<br />
dengan bentuk persegi planar (B)<br />
Pada gambar ini, ketika<br />
[CO(NH3)6] padat, lalu larut.<br />
Ion kompleks dan kontra ions<br />
akan memisah. Tetapi masih<br />
terikat pada ion logam. Enam<br />
ligan disekitar ion logam<br />
tersebut adalah ion kompleks<br />
dengan bentuk okta-hedral (A)<br />
Tipe senyawa koordinasi muncul pada gambar tersebut dengan senyawa koordinasi<br />
[CO(NH3)6]Cl3 . Ion kompleksnya adalah [CO(NH3)6] 3+ , Molekul NH3 yang berikatan pada Co 3+<br />
di pusat adalah Ligan. Senyawa koordinasi terlihat seperti elektrolit pada air, mengapa<br />
demikian? ini dikarenakan ion kompleks dan ion kontra berpisah dengan yang lainnya.<br />
Tetapi ion kompleks juga terlihat seperti ion poliatomik yaitu ligan dan pusat ion logam<br />
tetap melekat.
Kompleks ion : Bilangan Senyawa, Geometri, dan Ligan<br />
Ion kompleks digambarkan dengan ion logam dan bilangan, serta tipe ligan. Strukturnya<br />
berhubungan dengan Tiga karakteristik, yaitu Bilangan senyawa, Geometri, dan Ligan.<br />
Bilangan koordinasi<br />
adalah jumlah ligan atom yang berikatan dengan pusat ion logam dan yang paling<br />
spesifik dengan memberikan ion logam dalam keadaan oksidasi dan senyawa<br />
tertentu. Bilangan koordinasi dari ion Co 3+ pada [CO(NH3)6] 3+ adalah 6, karena enam<br />
ligan atom(N dari NH3) yang berikatan. Umumnya bilangan koordinasi dari ion<br />
kompleks adalah 6. Tetapi 2 dan 4 juga sering ditemukan dan beberapa yang tinggi<br />
juga masih ditemukan.<br />
Geometri / Bentuk<br />
Geometri tergantung pada ion kompleks dalam bilangan senyawa dan sifat dari ion<br />
logam. Pada tabel 23.6 terlihat geometri asosiasi- diasosiasikan dengan bilangan<br />
senyawa 2, 4, dan 6 dan beberapa contoh. Ion kompleks yang ion logamnya memiliki<br />
bilangan koordinasi 2, seperti [Ag (NH3)2] + adalah linear dengan bilangan koordinasi 4<br />
menyebabkan salah satu dari dua geometri yaitu persegi planar atau tetrahedral.<br />
Kebanyakan d 8 ion logam dari persegi planar kompleks ion, digambarkan pada<br />
Gambar 23.9B. d 10 diantaranya adalah ion kompleks tetrahedral. Bilangan koordinasi<br />
6 bentuknya adalah oktahedral.<br />
Donor atom per ligan<br />
Ligan dari ion kompleks adalah molekul atau anion. Dengan mendonor satu atau<br />
lebih atom maka akan menyumbang pasangan elektron ion logam untuk membentuk<br />
ion kovalen.<br />
Ligan diklasifikasikan dengan jumlah donor atomnya atau dengan<br />
menggunakan logam ion yang berikatan pada pusat. Monodentate ligan seperti Cl -<br />
dan NH3, menggunakan single donor atom. Bidentate menggunakan dua donor<br />
atom, dimana masing-masing berikatan dengan ion logam. Polydentate<br />
menggunakan tiga atau lebih donor atom.
Dari tabel terlihat bahwa beberapa ligan memiliki satu atau lebih donor atom,<br />
masing-masing dapat menyumbang PEB(pasangan elektron bebas). Bidentate dan<br />
polydentate ligan yang menimbulkan cincin dalam ion kompleks. Dalam hal ini, etilendiamin<br />
(si disingkat menjadi en di dalam rumus) memiliki rantai dari empat atom (:N -- N -- N:)<br />
sehingga membentuk cincin yang terdiri lima-anggota, dengan 2 elektron N menyumbang<br />
ion logam.<br />
Rumus dan nama senyawa koordinasi<br />
Tiga aturan penting dalam menulis senyawa koordiansi yaitu,<br />
1. Kation ditulis sebelum anion<br />
2. Muatan kation (s) seimbang dengan muatan anion<br />
3. Dalam ion kompleks, ligan netral ditulis sebelum ligan anionik, dan rumus untuk<br />
seluruh ion ditempatkan dalam tanda kurung.<br />
ion kompleks mungkin saja anion atau kation. kation kompleks itu memiliki ion kontra anion,<br />
begitu juga dengan anion kompleks memiliki ion kontra kation. Sangat mudah untuk<br />
mencari pusat ion logam. Contohnya pada K2[Co(NH3)2Cl4], Dua ion kontra K +<br />
menyeimbangkan harga anion kompleks [Co(NH3)2Cl4] 2- , yang berisi dua molekul NH3 dan<br />
empat Cl - sebagai ligan dan ion kompleks mempunyai harga sebesar 2 - , Jadi pusat ion logam<br />
harus Co 2+ .<br />
Harga ion kompleks = harga ion logam + total harga ligan<br />
-2 = harga ion logam + [(2 X 0) + (4 X -1)]<br />
Harga ion logam = 2 + -4<br />
= -2<br />
Nama senyawa koordinasi umumnya sistematis dengan aturan :<br />
1. Nama kation ditulis sebelum nama anion
2. Dalam ion kompleks, nama ligan sesuaikan abjat, sebelum ion logam.<br />
3. Ligan netral umumnya memiliki nama molekul, tapi ada bebrapa pengecualian. lihat<br />
tabel (23.8). Ligan anionik membuang kata –ide. Contohnya fluoride untuk ion F -<br />
menjadi fluoro.<br />
4. Nomer awal, bisa menunjukkan ligan dari jenis tertentu. Misalnya, tetraamin<br />
menunjukkan empat NH3<br />
5. Dalam keadaan oksidasi ion logam ditulis dengan angka romawi.<br />
6. Jika ion kompleks adalah anion, dibelakang nama logam ditambahkan –ate. Contoh<br />
K[Pt(NH3)Cl5] dinamakan<br />
potasium aminpentakloroplatinate<br />
Sebuah Perspektif Sejarah: Alfred Werner dan Teori Koordinasi<br />
Dia menyelidiki senyawa seperti seri kobalt ditunjukkan pada Tabel 23.10, yang<br />
masing-masing berisi satu kobalt (lll) ion, tiga ion klorida, dan sejumlah tertentu molekul<br />
amonia. Pada saat itu, 30 tahun sebelum ide orbital atom diusulkan, tidak ada teori<br />
struktural dapat menjelaskan bagaimana beberapa senyawa mempunyai sifat yang berbeda.<br />
Isomer dalam senyawa koordinasi<br />
isomer adalah senyawa dengan rumus kimia yang sama tetapi berbeda sifat.
Isomer struktur: Atom sama terhubung berbeda<br />
adalah dua senyawa dengan rumus yang sama, tetapi atom terhubung berbeda.<br />
Senyawa koordinasi menunjukkan dua tipe isomer struktur. Melibatkan satu komposisi ion<br />
kompleks, yang lain mendonor atom dari ligan.<br />
1. Isomer Koordinasi<br />
Terjadi ketika ion kompleks terganti, tetapi tidak senyawanya. Jenis isomer<br />
terjadi ketika ligan dan kontra ligan merubah posisi, contohnya pada<br />
[Pt(NH3)4Cl2](NO2)2 dan [Pt(NH3)4(NO2)2]l2. Senyawa pertama, ion Cl - adalah ligan dan<br />
NO2 - adalah kontra ion, yang kedua kebalikannya.<br />
2. Isomer hubungan<br />
Isomer hubungan terjadi ketika komposisi ion kompleks tetap sama tetapi<br />
keterikatan perubahan donor atom ligan. Beberapa ligan dapat mengikat ion logam<br />
melalui salah satu dari dua donor atom. Contohnya, ion sianat, bisa menempel<br />
dengan pasangan elektron bebas pada atom O (sianato, NCO : ) atau pada atom N<br />
(isosianato, OCN : ) ; begitu juga ion tiosianat, menempel pada atom S atau atom N :<br />
Stereoisomer: Pengaturan Tata Ruang berbeda Atom stereoisomer<br />
Adalah senyawa yang mempunyai koneksi atom yang sama tapi, tetapi pengaturan<br />
spasialyang berbeda dari atom.<br />
1. Isomer Geometri (isomer cis-trans)<br />
terjadi ketika atom atau sekelompok atom terjadi ketika atom atau kelompok atom<br />
disusun berbeda relatif terhadap pusat ion logam ruang. Contoh, planar persegi<br />
[Pt(NH3)2Cl2] memiliki 2 pengaturan yang menyebabkan perbedaan senyawa(23.11A).<br />
Kompleks oktahedral juga menunjukkan cis-trans isomerisme (Gambar 23.11B).<br />
2. Isomer Optikal (enantiomer)
terjadi ketika molekul dan gambar pencerminan tidak bisa mengisi ketika diputar. Tidak<br />
seperti isomer jenis lainnya, isomer ini mempunyai sifat fisi yang sama. kecuali,arah<br />
puteran yang masuk ke arah cahaya polarisasi.<br />
Aplikasi ikatan valensi ke ion kompleks<br />
Gambar isomer. (cis-trans) A,<br />
isomer Cis dan trans pada<br />
senyawa koordinasi persegi<br />
planar [Pt(NH3)2Cl2]. B, isomer Cis<br />
dan trans pada oktahedral ion<br />
kompleks [Co(NH3)4Cl2] + . Bentuk<br />
berwarna mewakili warna<br />
sebenarnya dari spesies.<br />
Teori ikatan valensi menjelaskan ikatan dan struktur senyawa golongan utama. Formasi pada ion<br />
kompleks, berada pada lintas orbital yang ligannya diisi orbital ion logam kosong. Ligan (basa lewis)<br />
menyumbangkan pasangan elektron dan ion logam (asam lewis) menerimanya untuk membentuk<br />
salah satu ikatan kovalen dari kompleks ion.<br />
3+<br />
23.13 Orbital Hibrid dan ikatan ion [Cr(NH3)6<br />
didalam oktahedral. A)Teori ikatan valensi<br />
3+<br />
yang menggambarkan ion [Cr(NH3)6 .<br />
B)Diagram orbital parsial yang<br />
menggambarkan percampuran orbital dua 3d,<br />
satu 4s, dan tiga 4p didalam Cr 3+ untuk<br />
membentuk hibrid enam d 2 sp 3+ yang diisi<br />
dengan enam pasangan elektron tunggal<br />
NH3(merah)<br />
23.14 Orbital Hibrid dan ikatan ion [Ni(CN)4] 2-<br />
didalam persegi planar. A) Teori ikatan valensi<br />
yang menggambarkan ion [Ni(CN)4] 2 . B) Dua<br />
pasangan tunggal elektron 3d berpasangan dan<br />
satu 3d bebas orbital untuk hibridisasi dengan<br />
4s dan empat orbital 4p untuk membentuk<br />
orbital dsp 2 yang menjadi pasangan<br />
tunggal(merah) dari empat ligan CN -
23.15 Orbital Hibrid dan ikatan ion - didalam<br />
tetrahedral. A) Teori ikatan valensi yang<br />
menggambarkan ion [Zn(OH)4] 2 . B)<br />
percampuran orbital satu 4s dan tiga 4p<br />
memberikan orbital hibrid empat sp 3 dan siap<br />
untuk menerima pasangan tunggal (merah) dari<br />
ligan OH -- .<br />
Kompleks Oktahedral ion heksaaminekromium(III) adalah ilustrasi aplikasi teori kompleks<br />
oktahedral (23.13)<br />
Kompleks persegi planar ion logam dengan konfigurasi d 8 biasanya memakai kompleks persegi<br />
planar(23.14)<br />
Kompleks tetrahedral ion logam yang memiiliki kulit d, seperti Zn 2+ ([Ar]3d 10 ), biasanya bentuknya<br />
kompleks tetrahedral. (bagian 23.15)<br />
Pada gambar dimana warna komplementer muncul sebagai<br />
potongan-potongan yang berlawanan satu sama lain, dua<br />
lasannya yaitu,<br />
menggambarkan atau mentransmisikan<br />
menyerap cahaya dari warna komplementer<br />
Dalam tabel 23.11 adalah daftar warna yang diserap dan diterima.
Lima orbital d dalam ligan oktahedral. Arah ligan mempengaruhi kekuatan tolakan elektron dalam<br />
lima logam orbital d. A) kami berasumsi bahwa ligan mendekati ion logam sepanjang tiga sumbu<br />
linear dalam orientasi oktahedral. B dan C lobus dari orbital dx 2 -y 2 dan dz 2 terletak langsung sejalan<br />
dengan mendekati ligan, sehingga tolakan lebih kuat. D ke F lobes dari orbital dxz dan dyz terletak<br />
antara ligan yang mendekat, sehingga tolakan lebih lemah.<br />
Dalam diagram energi orbital menunjukkan bahwa lima orbital d yang lebih tinggi di bidang energi di<br />
kompleks dalam pembentukannys daripada di ion logam bebas karena tolakan mendekatnya ligan,<br />
tapi perpecahan energi orbital, dengan dua orbital d lebih tinggi dalam energi daripada tiga yang<br />
lainnya (Gambar 23.18).<br />
Pengaruh ligan pada pemisahan energi. ligan berinteraksi kuat dengan ion logam orbital d, seperti<br />
CN, menghasilkan lebih besar dibandingkan interaksi bertindak lemah, seperti H2O. (gambar<br />
23.19)
Gambar 23.20 adalah warna dari [Ti(H2O)6] 3+ A)Yang larut terhidrasi ion Ti 3+ adalah ungu. B)Sebuah<br />
spektrum penyerapan menunjukkan bahwa panjang gelombang yang masuk sesuai dengan lampu<br />
hijau dan kuning yang diserap, sedangkan panjang gelombang lain yang ditransmisikan C,. diagram<br />
orbital menggambarkan warna diserap dalam eksitasi dari elektron d ke tingkat yang lebih tinggi.<br />
Sifat magnetik dari kompleks logam transisi<br />
Ketika semua orbital energi yang lebih rendah setengahnya penuh. elektron berikutnya dapat<br />
memasukkan setengah penuh dan orbital berpasangan dengan mengatasi pasangan energi<br />
tolak (Epairing), atau<br />
memasukkan energi kosong lebih tinggi orbital dengan mengatasi pemisahan medan kristal<br />
energi<br />
Sebagai contoh,ion Mn 2+ terisolasi ([Ar] 3d 5 ) memiliki lima elektron tidak berpasangan dalam orbital<br />
3d energi yang sama (Gambar 23.23A). Dalam bidang oktahedral dari ligan,energi orbital dibagi.<br />
Kapasitas orbital dipengaruhi oleh ligan dalam dua cara:<br />
1. Ligan medan lemah dan kompleks tinggi-spin.<br />
2. Ligan medan kuat dan kompleks rendah-spin.<br />
Medan kristal memisahkan kompleks tetrahedral dan persegi planar<br />
Empat ligan disekitar ion logam disebabkan pemisahan orbital d, tetapi besar dan pola dari<br />
pemecahan tergantung pada apakah ligan berada dalam tetrahedral atau pengaturan planar persegi.
Kompleks tetrahedral,<br />
Dengan mendekati ligan pendatang dari tetrahedron, tidak satupun dari lima orbital d secara<br />
langsung di jalan mereka (Gambar 23.25).<br />
Kompleks persegi planar,<br />
Efek dari medan ligan dalam kasus planar persegi lebih mudah membayangkan jika kita<br />
membayangkan dimulai dengan geometri oktahedral dan kemudian menghapus dua ligan di<br />
sepanjang sumbu z, seperti digambarkan pada Gambar (23.26).