Cara Paling Mudah Menentukan Bentuk Molekul Ion Poliatomik

Materi: kimia
Cara menentukan bentuk molekul ion poliatomik baik anion maupun kation tidak berbeda dengan cara menentukan bentuk molekul netral. Memang pada contoh buku-buku pelajaran tidak cukup banyak memberikan contoh porsi untuk bentuk molekul dari suatu ion. Pada tulisan ini akan diberikan contoh anion dan kation beserta cara termudah mulai dari menentukan hibridisasi (orbital hibrida) hingga kesimpulan bentuk molekul ion poliatomik tersebut.
Rumus cara termudah untuk menentukan jumlah orbital hibrida:

Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)

PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – jumlah atom luar

• Atom pusat, atom yang berada pada pusat struktur molekul atau ion poliatomik. Secara kasatmata, biasa jumlah atomnya hanya satu (atau lebih sedikit dibanding atom lain). Atom pusat biasanya memiliki keelektronegatifan lebih kecil dibanding atom yang ada di sekitarnya (ini tidak kasatmata). H tidak pernah berperan sebagai atau pusat meskipun jumlah tidak termasuk atom H.
• Atom luar (X), atom selain atom pusat.
• Elektron valensi atom pusat (EV), jumlah elektron pada kulit terluar, biasa sama dengan golongan pada unsur-unsur golongan utama.
• Atom monovalen (Monovalen), atom yang hanya menggunakan 1 elektronnya untuk berikatan kovalen. Contoh atom monovalen, H, F, Cl, Br, I.
• Muatan kation (Kation), jumlah muatan positif dari ion poliatomik.
• Muatan anion (Anion), jumlah muatan negatif dari ion poliatomik.

Ketentuan jumlah orbital dan orbital hibridanya:
2 orbital, (1 orbital s + 1 orbital p) = orbital hibrida sp,
3 orbital, (1 orbital s + 2 orbital p) = orbital hibrida sp²,
4 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p) = orbital hibrida sp³,
5 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 1 orbital d) = orbital hibrida sp³d,
6 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 2 orbital d) = orbital hibrida sp³d²,
7 orbital, (1 orbital s + 3 orbital p + 3 orbital d) = orbital hibrida sp³d³.

Konversi orbital hibrida ke bentuk molekul ion poliatom:

Catatan:
Untuk menghafal bentuk molekul dari bentuk dasar (geometri elektron) orbital hibrida sp³d, sp³d², sp³d³, setiap 1 atom berikatan yang digantikan PEB, biasa yang tergantikan adalah atom yang berada pada posisi pembentuk bidang. Misal pada bentuk dasar bipiramida segitiga, yang tergantikan adalah atom yang berada pada pembentuk segitiga hingga semua tergantikan.

Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatomik yang bermuatan potisif (kation poliatomik):

1. NH₄⁺
   Atom pusat N, jumlah elektron valensi 5, ingat: N golongan V-A/15.
   Atom luar H berjumlah 4, H merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 4 – 1 + 0)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 4
   PEB (Y) = 0
   AX₄Y₀  → bentuk molekul tetrahedral.
   
2. H₃O⁺
   Atom pusat O, jumlah elektron valensi 6, ingat: O golongan VI-A/16.
   Atom luar H berjumlah 3, H merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (6 + 3 – 1 + 0)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 3
   PEB (Y) = 1
   AX₃Y₁  → bentuk molekul piramida segitiga.
   
3. NO₂⁺
   Atom pusat N, jumlah elektron valensi 5, ingat: N golongan V-A/15.
   Atom luar O berjumlah 2, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 0 – 1 + 0)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 4
   Jumlah orbital hibrida = 2 → orbital hibrida sp.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 2 – 2
   PEB (Y) = 0
   AX₂Y₀  → bentuk molekul linier.
   
4. XeF₇⁺
   Atom pusat Xe, jumlah elektron valensi 8, ingat: Xe golongan VIII-A/18.
   Atom luar F berjumlah 7, F merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (8 + 7 – 1 + 0)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 14
   Jumlah orbital hibrida = 7 → orbital hibrida sp³d³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 7 – 7
   PEB (Y) = 0
   AX₇Y₀  → bentuk molekul bipiramida segilima.
   
5. H₂F⁺
   Atom pusat F, jumlah elektron valensi 7, ingat: F golongan VII-A/17.
   Atom luar H berjumlah 2, H merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 2 – 1 + 0)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 2
   PEB (Y) = 2
   AX₂Y₂  → bentuk molekul bengkok (bentuk V).

Contoh penentuan orbital hibrida dan bentuk molekul ion poliatomik yang bermuatan negatif (anion poliatomik):

1. NO₂^–
   Atom pusat N, jumlah elektron valensi 5, ingat: N golongan V-A/15.
   Atom luar O berjumlah 2, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 0 – 0 + 1)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 6
   Jumlah orbital hibrida = 3 → orbital hibrida sp².
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 3 – 2
   PEB (Y) = 1
   AX₂Y₁  → bentuk molekul bengkok.
   
2. CO₃^2–
   Atom pusat C, jumlah elektron valensi 4, ingat: C golongan IV-A/14.
   Atom luar O berjumlah 3, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (4 + 0 – 0 + 2)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 6
   Jumlah orbital hibrida = 3 → orbital hibrida sp².
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 3 – 3
   PEB (Y) = 0
   AX₃Y₀  → bentuk molekul segitiga datar.
   
3. NH₂^–
   Atom pusat N, jumlah elektron valensi 5, ingat: N golongan V-A/15.
   Atom luar H berjumlah 2, H merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 2 – 0 + 1)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 2
   PEB (Y) = 2
   AX₂Y₂  → bentuk molekul bengkok.
   
4. ICl₂^–
   Atom pusat I, jumlah elektron valensi 7, ingat: I golongan VII-A/17.
   Atom luar Cl berjumlah 2, Cl merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 2 – 0 + 1)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 10
   Jumlah orbital hibrida = 5 → orbital hibrida sp³d.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 5 – 2
   PEB (Y) = 3
   AX₂Y₃  → bentuk molekul linier.
   
5. ICl₄^–
   Atom pusat I, jumlah elektron valensi 7, ingat: I golongan VII-A/17.
   Atom luar Cl berjumlah 4, Cl merupakan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 4 – 0 + 1)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 12
   Jumlah orbital hibrida = 6 → orbital hibrida sp³d².
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 6 – 4
   PEB (Y) = 2
   AX₄Y₂  → bentuk molekul segiempat datar.
   
6. SO₄^2–
   Atom pusat S, jumlah elektron valensi 6, ingat: S golongan VI-A/16.
   Atom luar O berjumlah 4, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (6 + 0 – 0 + 2)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 4
   PEB (Y) = 0
   AX₄Y₀  → bentuk molekul tetrahedral.
   
7. SO₃^2–
   Atom pusat S, jumlah elektron valensi 6, ingat: S golongan VI-A/16.
   Atom luar O berjumlah 3, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (6 + 0 – 0 + 2)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 3
   PEB (Y) = 1
   AX₃Y₀  → bentuk molekul piramida segitiga.
   
8. NO₃^–
   Atom pusat N, jumlah elektron valensi 5, ingat: N golongan V-A/15.
   Atom luar O berjumlah 3, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 0 – 0 + 1)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 6
   Jumlah orbital hibrida = 3 → orbital hibrida sp².
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 3 – 3
   PEB (Y) = 0
   AX₃Y₀  → bentuk molekul segitiga datar.
   
9. PO₄^3–
   Atom pusat P, jumlah elektron valensi 5, ingat: P golongan V-A/15.
   Atom luar O berjumlah 4, O bukan monovalen.
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 0 – 0 + 3)
   Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
   Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
   PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
   PEB (Y) = 4 – 4
   PEB (Y) = 0
   AX₄Y₀  → bentuk molekul tetrahedral.
   
10. ClO₃^–
    Atom pusat Cl, jumlah elektron valensi 7, ingat: Cl golongan VII-A/17.
    Atom luar O berjumlah 3, O bukan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 0 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
    Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp⁴.
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 4 – 3
    PEB (Y) = 1
    AX₃Y₁  → bentuk molekul piramida segitiga.
    
11. I₃^–
    Atom pusat I, jumlah elektron valensi 7, ingat: I golongan VII-A/17.
    Atom luar I berjumlah 2, I merupakan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 2 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 10
    Jumlah orbital hibrida = 5 → orbital hibrida sp³d.
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 5 – 2
    PEB (Y) = 3
    AX₂Y₃  → bentuk molekul linier.
    
12. PF₄^–
    Atom pusat P, jumlah elektron valensi 5, ingat: P golongan V-A/15.
    Atom luar F berjumlah 4, F merupakan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 4 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 10
    Jumlah orbital hibrida = 5 → orbital hibrida sp³d.
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 5 – 4
    PEB (Y) = 1
    AX₄Y₁  → bentuk molekul jungkat-jungkit.
    
13. [PCl₆]^–
    Atom pusat P, jumlah elektron valensi 5, ingat: P golongan V-A/15.
    Atom luar Cl berjumlah 6, Cl merupakan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (5 + 6 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 12
    Jumlah orbital hibrida = 6 → orbital hibrida sp³d².
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 6 – 6
    PEB (Y) = 0
    AX₆Y₀  → bentuk molekul oktahedral.
    
14. XeF₃^–
    Atom pusat Xe, jumlah elektron valensi 8, ingat: Xe golongan VIII-A/18.
    Atom luar F berjumlah 3, F merupakan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (8 + 3 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 12
    Jumlah orbital hibrida = 6 → orbital hibrida sp³d².
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 6 – 3
    PEB (Y) = 3
    AX₃Y₃  → bentuk molekul bentuk T.
    
15. ClO₂^–
    Atom pusat Cl, jumlah elektron valensi 7, ingat: N golongan VII-A/17.
    Atom luar O berjumlah 2, O bukan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (7 + 0 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 8
    Jumlah orbital hibrida = 4 → orbital hibrida sp³.
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 4 – 2
    PEB (Y) = 2
    AX₂Y₂  → bentuk molekul bengkok.
    
16. TeF₇^–
    Atom pusat Te, jumlah elektron valensi 6, ingat: Te golongan VI-A/16.
    Atom luar F berjumlah 7, F merupakan monovalen.
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (EV + Monovalen – Kation + Anion)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × (6 + 7 – 0 + 1)
    Jumlah orbital hibrida = ½ × 14
    Jumlah orbital hibrida = 7 → orbital hibrida sp³d³.
    PEB (Y) = jumlah orbital hibrida – X
    PEB (Y) = 7 – 7
    PEB (Y) = 0
    AX₇Y₀  → bentuk molekul bipiramida segilima.
    

Bila ada yang kurang tepat mohon koreksi disampaikan pada kotak komentar. Terima kasih.