Materi Tambahan (Senyawa Kompleks)

1.1   Senyawa Koordinasi (Coordination Coumpond)

Sifat yang paling khas pada logam transisi adalah tentang persenyawaan dan ikatannya. Yang biasa disebut dengan ion kompleks. Ion kompleks sendiri terdiri dari atom pusat dan beberapa ligan. Untuk menjaga agar muatannya tetap netral biasanya ion kompleks bersenyawa dengan anion atau kation yang lain (counter ions).

Ion Kompleks : Bilangan Koordinasi , Bentuk Molekul, dan Ligan

1.   Bilangan koordinasi.

Bilanagan koordinasi adalah jumlah dari ligan yang mengikat langsung pada atom pusat dan itu berbeda-beda pada setiap atom pusat tergantung dari muatan atom pusat itu tersebut, biasanya jumlah ligan maksimal adalah dua kali dari jumlah muatan atom pusat tersebut.

2.   Bentuk molekul

Bentuk molekul dari ion kompleks tergantung pada senyawa koordinasinya dan atom pusatnya. Berikut ini beberapa contoh bentuk molekul dari ion kompleks :

1. Ligan

Ligan biasanya terdiri dari anion atau molekul yang dapat menyumbang sepasang atau lebih elektron bebas. Ligan dapat dibedakan menjadi ligan monodentat (menyumbang satu pasang elektron bebas), bidentat (menyumbang dua pasang elektron bebas), dan polidentat (menyumbang lebih dari dua pasang elektron bebas).

Rumus dan Nama Senyawa Koordinasi

Cara pemberian nama pada ion kompleks dapat dilakukan dengan cara :

1.   Memberikan nama kation sebelum nama anion

2.   Muatan kation sesuai dengan muatan anion

3.   Ligan netral ditulis sebelum anion

2. Contoh Soal :

Ion Kompleks Negatif

Nama dari K₂[Co(NH₃)₂Cl₄] Penyelesaian :

K₂[Co(NH₃)₂Cl₄]=2K+ + [Co(NH₃)₂Cl₄] _2-

Pertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih dahulu muatan atom pusatnya

Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan

-2 = muatan Co + muatan 2(NH3) + muatan 4(Cl-)

-2 = muatan Co + (0) + (-4) Muatan Co = (-2) + 4

1.   Muatan Co = +2

Karena ion kompleksnya bermuatan negatif maka atom pusatnya berakhiran at. Jadi namanya Cobaltat (II)

2.   Beri nama ligan-ligannya

a.   (NH₃)₂   = Biammonia

b.   Cl₄         = Tetrakloro

3.   Beri nama ion kompleksnya

Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan

Cobaltat (II) biammonia tetrakloro

Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu : Kalium cobaltat (II) diammonia tetrakloro.

Ion Kompleks Positif

Nama dari [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl

Penyelesaian : [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl = [Co(NH₃)₄Cl₂]++ Cl-

Pertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih

dahulu muatan atom pusatnya.

Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan

+1 = muatan Co + muatan 4(NH₃) + muatan 2(Cl-)

+1 = muatan Co + 0 -2

Muatan Co = +1 +2

1.   Muatan Co = +3

Namanya Cobalt (III)

2.   Beri nama ligan-ligannya

a.   (NH₃)₄  = Tetraammonia

b.   Cl₂        = DIkloro

3.   Beri nama ion kompleksnya

Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan

Cobalt (III)  tetraammonia dikloro

Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu : Cobalt (III)  tetraammonia dikloro klorida

Sejarah Pandangan : Alfred Wenner dan Senyawa Koordinasi

Senyawa yang sekarang kita sering sebut dengan  senyawa koordinasi telah dikenal hampir 200 tahun ketika kimiawan Swiss mempelajarinya di tahun 1890. Dia mempelajari beberapa ikatan pada kobalt yang ditunjukkan pada tabel 23.10, yang mengandung ion kobalt (III), tiga ion klorida, dan beberapa molekul ammonia.

Werner mengusulkan dua tipe valensi, atau kemampuan bergabung, untuk ion logam. Primary valence, sekarang dikenal sebagai oxidation state, adalah muatan positif pada logam yang harus diimbangi oleh muatan dari anion. Secondary state, sekarang dikenal sebagai coordination number, adalah jumlah dari ligan yang terikat langsung pada atom pusat.

Isomer Pada Senyawa Koordinasi

Isomer adalah senyawa yang memiliki rumus kimia yang sama tetapi memiliki struktur/bentuk yang berbeda.

Isomer Bangun : Atom Sama Bentuk Berbeda

Dua senyawa yang sama tetapi terhubung berbeda, dikenal dengan isomer bangun. Senyawa koordinasi juga dapat memiliki isomer bangun yang dibedakan dari : komposisi ion kompleksnya (Coordination Isomer), dan donor atom dari ligannya (Linkage Isomer).

1. Coordination Isomer terjadi ketika komposisi dari ion kompleks berubah tetapi ikatannya tetap. Misalnya saja ketika ligan bertukar posisi menjadi counter ions ataupun sebaliknya, pada [Pt(NH₃)₄Cl₂] (NO₂)₂ dan [Pt(NH3)₄(NO₂)] Cl₂. Pada senyawa pertama Cl- bertindak sebagai ligan dan NO^2- bertindak sebagai counter ions. Pada senyawa kedua posisi ligan dan counter ions bertukar. Contoh lainnya pada senyawa [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] dan [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆]. Pada senyawa pertama NH₃ sebagai ligan dari Cr tetapi pada senyawa kedua sebagai ligan dari Cr.

2. Linkage Isomer terjadi ketika komposisi ion kompleks memiliki sisa yang sama tetapi donor atom ligan berbeda. Misalnya pada ion nitrit dapat mengikat dengan mendonorkan pasangan elkton melalui N (nitro,O₂N:) atau dari atom O (nitrito,ONO:) untuk memberi linkage isomer, pada senyawa orange pentaamin nitro cobalt (III) klorida [Co(NH₃)₅(NO₂)] Cl₂ (bawah kiri) dan senyawa merah pentaamin nitrito cobalt (III) klorida [Co(NH₃)₅(ONO)] Cl₂ (bawah kanan).

Isomer Ruang : Perbedaan Tempat Atom

Isomer ruang adalah senyawa yang memiliki atom yang sama tetapi memiliki ruang yang berbeda dalam berikatan. Isomer ruang terbagi menjadi dua yaitu isomer geometri dan isomer optik.

1. Isomer Geometri (biasa dikenal dengan cis-trans isomer) terjadi ketika atom atau sekumpulan atom menyusun posisi yang berbeda pada atom pusat. Sebagai contoh, bentuk segi empat planar [Pt(NH₃)₂Cl₂] mempunyai dua penataan, yang mana menimbulkan dua macam senyawa yaitu cis-diammina dikloro platina (II) dan trans-diammina dikloro platina (II). Bentuk oktahedral juga menunjukkan isomer cis-trans.
2. Isomer Optik Isomer optik terjadi ketika molekul dan bayangannya tidak menghasilkan bentuk yang sama.

1.2   Dasar Teori Ikatan dan Sifat Ion Kompleks

A. Aplikasi Teori Ikatan Valensi pada Ion Kompleks

Teori ikatan valensi (VB) dapat membantu menjelaskan ikatan pada ion kompleks. Pada pembentukan ion kompleks. Orbital ligan yang terisi penuh bertumpang tindih dengan orbital logamyang kosong. Ligan (basa Lewis) memberi pasangan elektron dan logam (asam Lewis) menerima pasangan elektron menerima dari ikatan kovalen ion kompleks. Seperti ikatan kovalen, kedua atom menyumbang elektron bersama, yang disebut ikatan kovalen koordinasi. Untuk menentukan bentuk senyawa kompleks tergantung dari jenis orbital ion logam yang diisi oleh ligan.

B. Bentuk Oktahedral Kompleks

Ion heksa ammin kromium (III), [Cr(NH₃)₆]³⁺  digambarkan dengan teori VB untuk membentuk oktahedral enam orbital kosong ion Cr³⁺ dua orbital 3d, satu 4s, dan tiga 4p yang akan diisi oleh enam molekul NH₃ yang memberi pasangan elekton bebasnya sehingga menghasilkan hibrida d2sp3. Tiga orbital 3d yang tidak terisi penuh membuat ion kompleks paramagnetic.

Hibrida orbital dan ikatan pada oktahedral ion [Cr(NH3)6]3+ A gambaran VB untuk [Cr(NH₃)₆]3+. B bagian dari orbital Cr3+ kosong dan terisi oleh enam molekul NH3 sehinnga menjadi hibrida d2sp3

Bentuk Segi Empat Planar Kompleks

Ion logam yang memiliki orbital d8 biasanya akan membentuk segi empat planar kompleks. Pada ion [Ni(CN)₄]^2- Ni²⁺ memiliki satu orbital kosong pada 3d, satu orbital kosong pada 4s, dua orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh 4 ion CN- yang memberi pasangan elektron bebasnya sehingga menghasilkan hibrida dsp2.

Hibrida orbital dan ikatan pada segi empat planar ion [Ni(CN)₄]^2-A gambaran VB untuk [Ni(CN)₄]_2-. B bagian dari orbital Ni₂₊ yang kosong dan terisi oleh empat ion CN- sehingga menjadi hibrida dsp₂

Bentuk Tetrahedral Kompleks

Ion logam yang sub kulit d-nya terisi penuh, seperti Zn₂₊ ([Ar] 3d₁₀). Pada ion [Zn(OH)₄]_2- Zn₂₊ memiliki satu orbital kosong pada 4s, tiga orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh empat ion OH- yang akan menghasilkan hibrida sp3.

Hibrida orbital dan ikatan pada segi empat planar ion [Ni(CN)₄]_2-A gambaran VB untuk [Ni(CN)₄]_2-. B bagian dari orbital Ni₂₊ yang kosong dan terisi oleh empat ion CN- sehingga menjadi hibrida dps².

Teori Daerah Kristal

Warnanya apa ? cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik terdiri dari semua panjang gelombang (λ) pada warna terlihat. Senyawa dapat berubah warna dengan menyerap panjang gelombang dan memantulkannya. Satu senyawa mempunyai warna yang khusus karena memiliki dua alasan :

• Senyawa itu dapat memantulkan warna tersebut
• Senyawa itu dapat menyerap warna tersebut

Pembelahan Orbital d Pada Ligan Oktahedral

Pada teori daerah Kristal sifat dari kompleks terjadi dari pemisahan energi orbital d. Pernyataan itu memperlihatkan bahwa ion kompleks merupakan hasil dari gaya tarik elektrostatik antara kation logam dan muatan negatif ligan.

Lima orbital d pada area oktahedral. A asumsi kita ligan mendekati ion logam dari tiga arah. B dan C lobus dari dx2- 2 dan d 2 mendekat langsung pada ligan sehingga tolakan lebih kuat. D ke F lobus dari dxy,dxz dan dyz mengarah di antara dua ligan sehinnga tolakan lebih lemah

Dari uraian diatas permasalahan yang timbul adalah :

Bagaimana Struktur molekul Werner dari [Co (NH₃)₆].Cl₃ ? Apa nama senyawa kompleks tersebut? Ikatan apa saja yang terjadi pada senyawa kompeks [Co (NH₃)₆].Cl₃ ?