Geometri Molekul

Geometri molekul adalah susunan tiga dimensi dari atom-atom dari suatu molekul. Geometri molekul mempengaruhi sifat-sifat fisis dan kimianya seperti titik leleh, titik didih, kerapatan dan jenis reaksi yang dialaminya. Terdapat suatu cara sederhana yang dapat memungkinkan kita untuk meramalkan geometri molekul atau ion dengan cukup akurat jika kita mengetahui jumlah elektron di sekitar atom pusat dalam struktur Lewisnya. Dasar pendekatannya adalah asumsi bahwa pasangan elektron di kulit valensi saling bertolakan satu sama lain. Kulit valensi merupakan kulit terluar yang ditempati elektron dalam suatu atom yang biasanya terlibat dalam ikatan. Dalam ikatan kovalen, sepasang elektron yang sering disebut sebagai pasangan ikatan, berperan dalam mengikat dua atom. Tetapi dalam molekul poliatomik, dimana terdapat dua atau lebih ikatan antara atom pusat dengan atom disekitarnya, pasangan itu berada sejauh mungkin satu sama lain. Oleh karena itu, bentuk yang dipilih oleh suatu molekul berusaha meminimalkan tolakan yang terjadi. Pendekatan untuk kajian ini disebut model Valence-Shell Elektron Pair Repulsion (VSEPR). Pendekatan ini menjelaskan susunan geometrik dari pasangan elektron di sekitar atom pusat sebagai akibat tolak menolak antara pasangan elektron.

Untuk meramalkan molekul dengan menggunakan metode VSEPR ini maka perlu diperhatikan bahwa terdapat 3 jenis gaya tolak dalam molekul- antara pasangan elektron ikatan, antara pasangan elektron bebas, dan antara pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas. Secara umum gaya tolak menurun menurut urutan berikut :

Elektron-elektron dalam satu ikatan ditahan oleh gaya tarik inti kedua atom yang berikatan. Elektron-elektron ini mempunyai “distribusi ruang” yang kurang dibandingkan pasangan elektron bebas, yaitu, elektron tersebut menempati ruang yang lebih kecil daripada pasangan elektron bebas, yang hanya terkait dengan satu atom tertentu. Karena pasangan elektron bebas dalam molekul menempati ruang yang lebih besar, pasangan elektron ini mengalami tolakan yang lebih kuat dari pasangan elektron bebas tetanganya dan dari pasangan elektron ikatan. Molekul yang memiliki pasangan elektron bebas lebih sulit diramalkan dibandingkan dengan molekul yang hanya memiliki pasangan elektron ikatan, hal ini dikarenakan kekuatan tolakan pasangan elektron bebas yang besar menyebabkan molekul membentuk sudut dan kemiringan yang lebih sulit diduga.

Untuk mencatat jumlah total pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas kita menandai molekul sebagai AB_xE_y, dengan A sebagai atom pusat, B sebagai jumlah pasangan eletron ikatan yang terbentuk, dan E sebagai jumlah pasangan elektron bebas pada A, sehingga pada molekul yang tidak memiliki pasangan elektron bebas cukup ditulis dengan AB_x.

Berikut adalah tabel yang menunjukan bentuk molekul dari tiap-tiap molekul dengan kombinasi jumlah pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas tertentu:

Pasangan Elektron Berikatan	Pasangan Elektron Bebas	Jumlah Elektron	Bentuk	Sudut Ideal Ikatan	Contoh Molekul	Gambar
2	0	2	Linear	180°	BeCl2
3	0	3	Segitiga Planar	120°	BF3
2	1	3	Bengkok	120°	SO2
4	0	4	Tetrahedral	109.5°	CH4
3	1	4	Segitiga Piramidal	107.5°	NH3
2	2	4	Bengkok	104.5°	H2O
5	0	5	Segitiga Bipiramidal	90°, 120°	PCl5
4	1	5	Tetrahedral tak simetris (bidang 4)	90°, 120°	SF4
3	2	5	Huruf T	90°	ClF3
2	3	5	Linear	180°	XeF2
6	0	6	Oktahedral	90°	SF6
5	1	6	Segiempat Piramidal	90°	BrF5
4	2	6	Segiempat Planar	90°	XeF4

Terdapat hubungan antara momen dipol molekul poliatomik dengan geometri molekulnya, dimana kita dapat mengetahui geometri suatu molekul dengan mengetahui jumlah elekgtronnya ditambah dengan pengetahuan akan jumlah momen dipol dari molekul tersebut. Contohnya adalah karbon dioksida (CO₂), yang merupakan molekul triatomik. Sebagai molekul triatomik, maka karbon dioksida memiliki kemungkinan bentuk geometri linear atau menekuk.

Pada dua kemungkinan bentuk molekul karbon dioksida, momen dipol keseluruhan dari molekul tersusun atas dua momen ikatan, yaitu momen dipol dalam masing-masing ikatan polar C=O. Momen ikatan adalah suatu besaran vektor yang berarti besaran tersebut memiliki besaran dan arah. Momen dipol yang terukur sama dengan jumlah vektor momen-momen ikatan. Kedua momen ikatan dalam CO₂ besarnya sama. Karena arahnya berlawanan dalam molekul CO₂ yang linear, jumlahnya sama dengan nol. Di sisi lain jika molekul karbon dioksida menekuk, kedua momen ikatan memiliki jumlah, sehingga molekulnya memiliki momen dipol. Jadi dapat disimpulkan bahwa molekul CO₂ adalah linear. Hasil ini sesuai dengan hasil uji bentuk molekul CO₂ yang lain.