KI 3231

1
KI 3231

• Struktur dan Keraktifan Anorganik

2
Sasaran kuliah

• Struktur
• Mengetahui jenis-jenis struktur kimia anorganik
• Mampu menggambarkan struktur dengan tepat
• Mampu menginterpretasikan struktur baru
• Kereaktifan
• Mengetahui jenis-jenis reaksi kimia anorganik
• Mampu menuliskan persamaan reaksi dengan benar
  dan tepat.
• Mampu menginterpretasikan reaksi kimia baru.

3
Kuliah Kimia Anorganik S-1
KI 2231 Golongan utama
KI 3131 Transisi katalisis
KI 3231 Struktur Kereaktifan
KI 5232 Pengantar sintesis
KI 5231 Kapita selekta
PENELITIAN
4
Materi STRUKTUR

• Struktur atom (1 K)
• Struktur atom hidrogen
• Struktur atom berelektron banyak
• Struktur Padatan Sederhana(2K)
• Struktur terjejal
• Struktur logam
• Struktur padatan ionik
• Struktur Molekul (3K)
• Struktur molekul sederhana
• Struktur molekul beratom banyak

5
Materi KEREAKTIFAN
Reaksi pelarutan (1 K) Reaksi Asam-Basa(2K) Reaksi
Redoks (2K) Reaksi Kompleks (1K)
6
Kegiatan belajar

• Di kelas (DO)
• 2 jam perminggu selama 15 minggu
• Minggu ke 8 ujian struktur
• Minggu ke 15 ujian kereaktifan
• Di Laboratorium (IM)
• 1 periode (4 jam) perminggu selama 13 minggu
• Di perpustakaan/rumah/ruang komputer dll
  135-(215413)/15 3,5 jam/minggu

7
Penilaian

• Ujian-1 30
• Ujian-2 30
• Praktikum 30
• Kehadiran partisipasi 10
• Nilai A 75
• B 65
• C 50

8
PUSTAKA

• Huheey, J. E., Keiter, E. A. and Keiter, R. L.,
  Inorganic Chemistry Principles of structure and
  Reactivity, 4th ed, HarperCollinsCollege, 1993
• Shriver, D.F., Atkins, P. W., Inorganic Chemistry
  3rd ed, W. H. Freeman and company, 1999
• Taro Saito, Inorganic Chemistry-online, Iwanami
  Shoten Introductory Chemistry Group, 2006
• Ismunandar, I Nyoman Marsih, Catatan Kuliah KI
  3231, ITB, 2005

9
Partikel Penyusun atom

• Elektron(e) me 9,11x10-31Kg
• Proton(p) mp 1,67x10-27 Kg
• Netron(n) mn mp
• Foton
• Partikel a, b dan g

10
MODEL ATOM

• Bohr lintasan
• Kuantum orbital
• Persamaan Schrodinger untuk Atom H
• perkalian fungsi radial dan Fungsi sudut

11
Fungsi radial

• Bergantung pada r
• Rnl(r) f(r)(Z/ao)3/2e-r/2
• dengan ao jari-jari Bohr 0,53A
• dan r 2Zr/n ao diperoleh
• n l f(r)
• 1 0 2
• 2 0 (1/2V2)(2-r)
• 2 1 (1/2V6)r dst.
• Fungsi radial tidak punya makna, Yang punya arti
  fisik adalah fungsi distribusi radial yaitu
  keboleh jadian menemukan elektron

12
Fungsi radial
13
Fungsi distribusi radial
Prakt-1 menggambar Fungsi radial dan fungsi
distribusi radial
14
Fungsi sudut

• Bergantung pada sudut ? ?
• Ylml(?, ?) (1/4p)1/2 y (?, ?)
• l ml y (?, ?)
• 0 0 1
• 1 0 31/2 cos?
• 1 1 31/2 sin? e i?
• Shriver Table 1.2 hal 13
• Fungsi sudut menggambarkan bentuk orbital

15
Bentuk orbital
16
Prakt-2 menggambar orbital atom
17
Atom berelektron banyak

• Elektron terdistribusi dalam orbital
• mengikuti aturan Aufbau dan Pauli
• menghasilkan konfigurasi elektron
• Elektron saling berinteraksi
• menghasilkan efek tolakan,
• sehingga elektron luar merasakan
• efek tarikan inti lebih rendah
• dari elektron dalam
• Muatan inti yang dirasakan disebut Z eff

18
Urutan pengisisan orbital
Tingkat energi orbital 3d dan 4s hampir sama
19
Atom H vs atom polielektron

• Antaraksi antar elektron (efek perisai)
• Tingkat energi orbital berubah

20
Muatan inti efektif
21
EFEK PERISAI (S)
Efek perisai pada Li lt Rb
22
Aturan Slater- memperkirakan nilai S

• Tuliskan konfigurasi elektron sesuai urutan
• (1s) (2s,2p) (3s,3p) (3d) (4s,4p) ..dst
• elektron dikanan kelompok ns,np
• tidak memberi sumbangan pada S
• elektron pada ns,np masing-masing menyumbang 0,35
  
• elektron di (n-1) masing masing menyumbang 0,85
• elektron di (n-2) dst masing-masing menyumbang
  1,0
• Bila elektron ada pada nd atau nf maka aturan d)
  dan e) menjadi
• semua elektron di kiri nd atau nf menumbang 1,0

23
Cara perhitungan
N ( Z 7), konfigurasi elektron (1s2) (2s2 2p3)
S (2 x 0,85) (4 x 0,35) 3,1 Zeff 7- 3,1
3,9 Zn (Z 30) (1s2) (2s2,2p6) (3s2,3p6)
(3d10) (4s2) Satu elektron lepas dari orbital
4s S (10 x 1) (18 x 0,85) (1 x 0,35)
25,65 Zeff 30 - 25,65 4,35 Satu elektron
lepas dari orbital d S (18 x 1) (9 x 0,35)
21,15 Zeff 30 - 21,15 8,85 Maka ketika Zn
terionisasi, elektron yang dilepaskan pasti dari
4s dan bukan dari 3d.
24
Latihan

• Hitung muatan inti efektif untuk
• Li(Z3), Na(Z11), K(Z19), Rb(Z37)
• Li(Z3), Be(Z4), B(Z5), C(Z6), N(Z7),
  O(Z8), F(Z9), Ne(Z10)
• Dari hasil yang diperoleh simpulkan
• Kecenderungan unsur dalam satu golongan
• Dan dalam satu perioda

25
Kesimpulan
26
STRUKTUR PADATAN SEDERHANA
27
Sistem kristal
28
Kubusbccfcc
29
Kubus sederhana, bcc
30
Bidang kristal
31
Bidang kristal
32
Struktur terjejal
ccp
hcp
33
Lubang pada struktur terjejal
34
Lubang pada fcc
35
Struktur logam pada 25oC, 1 atm
hcp Be, Cd, Co, Mg, Ti, Zn
fcc Ag, Al, Au, Ca, Cu, Ni, Pb, Pt
bcc Ba, Cr, Fe, W, logam alkali
36
Paduan logam

• Kriteria terbentuknya paduan logam
• Perbedaan jari-jari unsur tidak lebih dari 15
• Struktur kristalnya sama/compatible
• Memiliki kemiripan karakter elektropositif

37
Paduan logam
Struktur Na K sama, tetapi beda jar-jari 19,
jadi tidak mungkin terbentuk paduan logam alkali
Cu 1,28A Ni 1,25A, strukturnya fcc terbentuk
paduan logam dengan berbagai komposisi
Zn 1,37A, struktur hcp bukan fcc Bisa terbentuk
paduan logam dengan Cu Pada komposisi terbatas
38
Struktur padatan ionik
CsCl, CaS, CsCN, CuZn Cesium klorida
CaF2, BaCl2, HgF2, PbO2 Fluorite
NiAs, NiS, FeS, CoS Nikel Arsenida
CaTiO3, BaTiO3 Perovskite
NaCl, LiCl, KBr, AgCl, CaO, TiO Garam batu
TiO2, MnO2, NiF2 Rutile
ZnS, CdS, HgS Sphalerite/zinc blende
ZnS, ZnO, SiC, NH4F Wurzite
39
Struktur padatan ion 11 dan 12
40
Struktur NaCl
41
Struktur ZnS
42
Struktur CaF2
43
Penentuan Struktur
44
Kovalen vs ionik
45
Aturan Fayans
i. Potensial ionik (perbandingan muatan dan
ukuran kation ) besar, makin bersifat
kovalen Li 17 Be2 64 B3 150 Na
10 Mg2 31 Al3 60 K 8 Ca2 20 Ga3
48 muatan kation harus besar dan ukuran kation
harus kecil
46
Aturan Fayans
ii. Muatan anion besar dan ukuran anion juga
besar, ini menunjukkan sifat LUNAK yang berarti
anion ini mudah dibentuk atau mudah
dipolarisasikan. Contoh I-, Se2- dan Te2-
(ukurannya besar) sedangkan As3- dan P3-
menunjukkan muatannya besar anion tersebut lebih
bersifat kovalen
47
Aturan Fayans
iii. konfigurasi elektron kation. Logam transisi
lebih mudah mempolarisasikan bila dibandingkan
dengan logam alkali atau alkali tanah. Contoh
Hg2 (r 102 pm) lebih bersifat kovalen
sedangkan Ca2 (r 100 pm) lebih bersifat ionik.
48
Akibat karakter kovalen

• Titik lebur senyawa ion MENURUN
• Efek ukuran kation BeCl2 405oC
• Ca Cl2 772oC
• Efek muatan NaBr 755oC
• MgBr2 700oC
• AlBr3 98oC
• Efek ukuran anion LiF 870oC
• LiCl 613oC
• LiBr 547oC
• LiI 446oC
• Efek konfigurasi CaCl2 772oC
• HgCl2 276oC

49
Akibat karakter kovalen

• Kelarutan Menurun
• Ksp AgF larut
• AgCl 10-10
• AgBr 10-13
• AgI 10-17

50
STRUKTUR MOLEKUL
51
RUMUS STRUKTUR
52
Latihan Gambarkan struktur
53
Geometri pasangan elektron bebas
54
Geometri molekul
55
Ikatan sigma dan pi
56
Geometri molekul
57
polar-nonpolar
Bergantung pada elektronegativitas
58
Molekul polar-nonpolar
59
Teori Ikatan Valensi
60
Hibridisasi
61
molekul sederhana vs raksasa
62
Struktur silikat
63
Struktur zeolit (aluminium silikat)
64
Struktur Logam-oksida
ReO3
TiO2 Rutile
65
Struktur spinel- perovskit
66
Struktur MoS2
67
Struktur Superkonduktor
Cluster MxMo6X8 (M Pb, Sn, and Cu X S, Se,
and Te),
68
Kimia Koordinasi
69
Struktur Kompleks
70
(No Transcript)
71
(No Transcript)
72
(No Transcript)
73
(No Transcript)
74
(No Transcript)
75
(No Transcript)
76
(No Transcript)
77
(No Transcript)
78
Struktur kompleks tetrahedral
79
Struktur kompleks segi empat datar
80
Cara kimia untuk menentukan isomer cis-trans.
81
Koordinasi-5
A Berry pseudorotation in which a) a
trigonal-bipyramidal Fe(CO)5 distorts into b)
square-pyramidal isomer and then c) becomes
trigonal-bipyramidal again, but initially
equatorial carbonyl now axial
82
Koordinasi-5
Ni(CN)53- piramid segi empat
Ni(CN)53- trigonal bipiramid
83
Koordinasi-6
Sc(OH2)63 (d3), Mo(CN)63- (d6), Fe(CN)63-
(d5), RhCl63-(d6).
84
Isomer Koordinasi-6
85
Distorsi pada kompleks Koordinasi-6

• dan (b) distorsi tetragonal (D4h)
• (c ) rhombic (D2h) , dan
• (d) Distorsi Trigonal (D3h)
• menuju prisma trigonal dengan rotasi 60o lanjut
  pada muka sesuai arah panah.

86
kompleks prisma trigonal
87
kompleks prisma trigonal
Re(S2C2(CF3)2)3
tris(Maleotriflouromethyldithiolato)rhenium(VI)
88
Kompleks dengan bil koordinasi gt 6
ReH92- D3h
Ce(NO3)62- C.N. 12
89
Kompleks berinti banyak

• tembaga(II) acetat dimer
• Kompleks Fe-S pada biokimia sebagai model
  electron-transfer agents
• (c) Hg2Cl2, Hg-Hg
• (d) Mn2(CO)10

90
senyawa organometalik karbonil
91
Struktur senyawa organometalik
Me4Li4
92
Struktur senyawa organometalik
93
senyawa organometalik sandwich