Ringkasan Materi Orbital dan Peranannya dalam Ikatan Kovalen

Orbital dan Peranannya dalam Ikatan Kovalen

1.      Sifat Gelombang

Gelombang diam yang sederhana yaitu jenis gelombang yang dihasilkan bila orang memetik senar, seperti senar gitar. Jenis gelombang seperti ini menunjukkan gerak hanya dalam satu dimensi. Sebaliknya, gelombang diam yang disebabkan oleh pemukulan kepala drum adalah berdimensi dua, dan sistem gelombang elektron adalah berdimensi tiga. Tinggi gelombang diam adalah amlpitudonya. Kedudukan pada gelombang yang amplitudonya nol disebut simpul. Bila amplitudo positif dan negatif dua gelombang saling sesuai, maka kedua gelombang tersebut sefase.

Sistem gelombang elektron yaitu tiga dimensi, dimana masing-masing orbital seperti fungsi gelombang dan dapat mempunyai amplitudo positif dan negatif, maka orbital m menggambarkan orbital 1s, 2s, dan 2p.

2.      Orbital ikatan dan orbital anti-ikatan

Bila sepassang gelombang saling tumpang tindih, maka dapat saling memperkuat atau saling berinterferensi.Bila dua gelombang berlawanan fase dari dua atom hidrogen memberikan orbital molekul dengan simpul antara inti. Dalam orbital molekul ini, kebolehjadian menemukan elektron antara inti sangat rendah. Karena itu, orbital molekul khas ini meletaakkan ini tak dilindungi oleh sepasang elektron, dan intinya saling inti, sistem ini energinya lebih tinggi daripada sistem dua energi lebih tinggi ini adalah orbital anti ikatan dilambangkan dengan “ᵟ”.

Orbital molekul, seperti orbital atom, dapat memegang satu atau dua elektron yang berpasangan. Kedua elektron dalam orbital berenergi terendah yaitu orbital ikatan dengan sepasang panah (satu mengarah ke atas dan satu mengarah kebawah) sepasang elektron dengan spin berlawanan.

Elektron dalam bermacam-macam orbital atom berbeda dalam energi, karena berbagai jarak dari elektron-elektron inti dari inti. Nergi molekul yang semakin tinggi denga elektron dalam orbital anti ikatan tidak ditimbulkan dari elektron yang lebih jauh dari inti. Sebaliknya, energi yang lebih tinggi timbul dari adanya simpul antara inti.

Semua orbital molekul ikatan mempunyai orbital anti ikatan yang berhubungan. Molekul dengan elektron dalam orbital molekul ikatan mempunyai energi yang lebih rendah daripaada energi atom non-ikatan, dan molekul dengan elektron dalam orbital anti-ikatan mempunyai energi yang lebih tinggi daripada atom non ikatan. Karena orbital anti-ikatan berenergi tinggi, elktron tidak umum ditemukan.

3.      Orbital hibrida karbon

Dalam kimia, hibrida adalah sebuah konsep bersatunya orbital-orbital atom membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom.

Berdasarkan teori ikatan valensi, karbon seharusnya membentuk ikatan kovalen, menghasilakan CH₂ karena karbon mempunyai dua elektron tidak berpasangan secara konfigurasi elektron. Meskipun demikian, melalui melalui eksperimen dapat ditunjukkan bahwa CH₂ bersifat sangat reaktif dan tidak dapat terbentuk setelah akhir reaksi. Untuk membentuk empat ikatan , konfigurasi karbon harus mempunyai empat elektron tidak berpasangan.

Dengan demikian karbon telah mempunyai empat elektron tidak berpasangan, sehingga mempunya empat ikatan yang sama.

Jenis-jenis hibrida, terdapat tiga jenis hibrida orbital yaitu sp³, sp² dan sp.

1.      Hibrida sp³

Hibrida sp³ dapat menjelaskan struktur molekul tetrahedral. Orbital 2s dan tiga orbital 2p melakukan hibrida untuk membentuk empat orbital sp, masing-masing terdiri dari 75% karakter p dan 25% karakter s.

Orbital sp³ membentuk tetrahedral (a) dan metana adalah contoh senyawa dengan hibrida sp³

Hibrida satu orbital s dengan tiga orbital p (p_x, p_y, p_z) menghasilkan empat orbital hibrida sp³ yang mempunyai sudut sebesar 109,5 ᵒ satu sama lain sehingga membentuk geometri tetrahedral.

2.      Hibrida sp²

Hibrida sp² berguna untuk menjelaskan struktur molekul trigonal

Planar. Orbital 2s dan dua orbital 2p melakukan hibrida membentuk tiga orbital sp, masing-masing terdiri dari 67% karakter p dan 33% karakter s.

                 

Gambar orbital sp² tampak dari samping (kiri) dan tampak atas (kanan)

                        Hibrida satu orbital s dan dua orbital p menghasilkan tiga orbital hibrida sp² yang berorientasi dengan sudut sebesar 120ᵒ satu sama lain sehingga membentuk geometri trigonal (segitiga).

3.      Hibrida sp

Hibrida sp dapat digunakan untuk menjelaskan struktur molekul linier. Orbital 2s dan satu orbital 2p melakukan hibrida membentuk dua orbital sp, masing-masing terdiri dari 50% karakter p dan 50% karkter s.