valensi yang tidak digunakan, misalnya Cl–, CN–, H
2O, dan NH3, seperti ditunjukkan pada struktur Lewis Gambar 4.3.
Pada pembentukan ion kompleks, ligan dikatakan mengkoordinasi logam sebagai atom pusat. Ikatan yang terbentuk antara atom pusat dan ligan adalah ikatan kovalen koordinasi. Penulisan rumus kimia untuk ikatan koordinasi dalam senyawa kompleks digunakan tanda kurung siku.
Jadi, dalam rumus [Cu(NH3)4]SO4 terdiri atas kation [Cu(NH3)4]2+ dan anion SO42–, dengan kation merupakan ion kompleks. Senyawa yang terbentuk dari ion kompleks dinamakan senya a kompleks ataukoordinasi.
Ion kompleks memiliki sifat berbeda dengan atom pusat atau ligan pembentuknya. Misalnya, pada ion kompleks Fe(SCN)2+, ion SCN– tidak berwarna dan ion Fe3+ berwarna cokelat. Ketika kedua spesi itu bereaksi membentuk ion kompleks, [Fe(SCN)6]3– warnanya menjadi merah darah. Pembentukan kompleks juga dapat mengubah sifat-sifat ion logam, seperti sifat reduksi atau sifat oksidasi. Contohnya, Ag+ dapat direduksi oleh air dengan potensial reduksi standar:
Ag+(aq) + e– ⎯⎯→ Ag(s) Eo = + 0,799 V
Namun ion [Ag(CN)2]– tidak dapat direduksi oleh air sebab ion Ag+ sudah dikoordinasi oleh ion CN– menjadi stabil dalam bilangan oksidasi + 1.
[Ag(CN)2]–(aq) + e–⎯⎯→ Ag(s) Eo = –0,31 V
1. Gambarkan struktur orbital hibrida d2sp3 dari ion Fe3+. Selanjutnya, gambarkan struktur ion kompleks yang dibentuk dari ion Fe3+ dan H
2O dalam ion Fe(H2O)6 3+. 2. Air tanah nonartesis pada waktu diisap oleh pompa biasanya bening, tetapi setelah dibiarkan beberapa lama air tersebut menjadi kuning. Hasil analisis air tersebut mengandung besi. Bagaimana Anda menerangkan gejala ini.
Kegiatan Inkuiri
(a) H H O Gambar 4.3 (a) Ligan H2O (b) Ligan NH3 (b) H H H N2. Muatan dan Bilangan Koordinasi
Muatan ion kompleks adalah jumlah muatan atom pusat dan ligannya. Jika ligan suatu molekul netral, muatan ion kompleks berasal dari atom pusat. Pada senyawa [Cu(NH3)4]SO4, muatan ion kompleks dapat dihitung jika muatan anion diketahui. Jika ion sulfat bermuatan 2–, ion kompleks bermuatan 2+ , yaitu [Cu(NH3)4]2+. Jika ligan suatu molekul netral maka bilangan oksidasi atom pusat sama dengan muatan ion kompleks. Dalam ion [Cu(NH3)4]2+, biloks Cu sama dengan + 2.
Kata Kunci
• Atom pusat• Ligan
• Teori asam-basa lewis • Ikatan kovalen koordinasi • Ion kom pleks
Menentukan Bilangan Oksidasi Berapakah biloks atom pusat dalam [Co(NH3)5Cl](NO3)2? Jawab:
Gugus NO3 adalah anion nitrat, memiliki muatan 1–, NO3–. Ligan NH
3 bersifat netral, sedangkan Cl suatu anion bermuatan 1–.
Oleh karena senyawa koordinasi bermuatan netral maka jumlah semua muatan harus nol.
(a)
(b)
(c)
Atom dalam ligan yang terikat langsung pada atom pusat dinamakan atom donor. Misalnya, ligan NH3 dalam ion kompleks [Ag(NH3)2]2+. Atom nitrogen dalam NH3 adalah atom donor. Jumlah atom donor yang terikat pada atom pusat disebut bilangan koordinasi logam.
Berapakah bilangan koordinasi dalam ion [Ag(NH3)2]2+? Oleh karena ada dua atom nitrogen yang terikat langsung pada Ag maka atom perak memiliki bilangan koordinasi 2. Dalam ion [Cr(H2O)4Cl2]+, krom memiliki bilangan koordinasi 6 sebab ada enam atom yang terikat langsung.
Bilangan koordinasi ion logam biasanya dipengaruhi oleh ukuran relatif ion logam dan ligan yang terikat. Jika ukuran ligan besar, boleh jadi hanya beberapa ligan yang terikat. Sebaliknya, jika ukuran ligan kecil maka jumlah ligan yang terikat pada ion logam lebih banyak. Contohnya, besi(III) dapat mengkoordinasi enam ion fluorida membentuk [FeF6]3–, tetapi dengan ion klorida ( ion klorida lebih besar dari ion fluorida) hanya dapat mengkoordinasi sebanyak empat membentuk ion [FeCl4]–.
Ion kompleks yang memiliki bilangan koordinasi empat dapat berada dalam dua bentuk struktur, yaitu tetrahedraldansegiempat datar. Struktur tetrahedral lebih umum terdapat pada senyawa bukan transisi, sedangkan struktur segiempat datar banyak dijumpai dalam senyawa transisi, seperti pada platina(II) dan emas(III), juga beberapa ion kompleks dari tembaga.
Menentukan Muatan, Bilangan Koordinasi, dan Rumus Ion Kompleks Tentukan muatan, bilangan koordinasi, dan rumus ion kompleks yang tersusun dari: a. atom pusat Cu2+ dan empat buah ligan H
2O. b. atom pusat Fe2+ dan enam buah ligan CN–. Jawab:
Muatan ion kompleks merupakan jumlah muatan atom pusat dan muatan ligan. Bilangan koordinasi adalah jumlah atom donor yang terikat pada atom pusat secara langsung. Rumus ion kompleks dituliskan dalam kurung siku. Dengan demikian, dapat ditentukan bahwa:
a. Bilangan koordinasi Cu = 4
Muatan ion kompleks = 2 + 4 (0) = + 2 Rumus ion kompleks adalah [Cu(H2O)4]2+ b. Bilangan koordinasi Fe = 6
Muatan ion kompleks = 2 + 6 (–1) = –4 Rumus ion kompleksnya adalah [Fe(CN)6]4–
Contoh
4.3
[Co(NH3)5Cl](NO3)2 x + 5(0) + (–1) + 2(–1) = 0 Jadi, biloks kobalt adalah + 3.
3. Ligan Polidentat (Senyawa Kelat)
Ligan yang telah dibahas sebelumnya, seperti NH3 dan Cl– dinamakan
ligan monodentat (bahasa Latin: satu gigi). Ligan-ligan ini memiliki atom donor tunggal yang dapat berkoordinasi dengan atom pusat.
Beberapa ligan dapat memiliki dua atau lebih atom donor yang dapat dikoordinasikan dengan ion logam sehingga dapat mengisi dua atau lebih orbital d ion logam. Ligan seperti itu dinamakan ligan polidentat (bahasa
Gambar 4.4 (a) St rukt ur et ilendiam in (b) St rukt ur ion kom pleks [Co(en)3]3+ (c) St rukt ur EDTA CH2 CH2 N N CH2 H2C COO- COO- H2C CH2 -OOC -OOC Co NH2 N H2 H2 N NH2 NH2 NH2 CH2 CH2 H2C H2C C H2 CH2 H2C CH2 H2N NH2
Oleh karena ligan polidentat dapat mencengkeram ion logam dengan dua atau lebih atom donor, ligan polidentat juga dikenal sebagai zat pengkelat. Contoh ligan polidentat seperti etilendiamin (disingkat en) dengan rumus struktur pada Gambar 4.4a.
Ligan en memiliki dua atom nitrogen, masing-masing dengan sepasang elektron bebas yang siap didonorkan. Atom-atom donor ini harus saling berjauhan agar keduanya dapat mengkoordinasi ion logam membentuk kompleks dengan posisi berdampingan.
Ion kompleks [Co(en)3]3+ mengandung tiga ligan etilendiamin. Ion kompleks tersebut membentuk struktur koordinasi oktahedral dengan atom kobalt(III) sebagai atom pusatnya (Gambar 4.4b).
Zat pengkelat seperti EDTA pada Gambar 4 .4 c sering digunakan dalam analisis kimia, terutama dalam menentukan kadar ion kalsium dalam air. Ion EDTA4– memiliki enam atom donor (4 dari gugus COO–, 2 dari atom N). Dengan EDTA, tingkat kesadahan air dapat diukur. Dalam bidang kedokteran zat pengkelat sering digunakan untuk mengeluarkan ion logam, seperti Hg2+, Pb2+, dan Cd2+. Dalam sistem tubuh terdapat zat pengkelat, seperti mioglobin dan oksihemoglobin.
4. Tata Nama Senyawa Kompleks
Tata nama senyawa kompleks disusun berdasarkan aturan Alfred erner, pakar Kimia Swiss yang sudah bekerja meneliti senyawa kompleks lebih dari 60 tahun. Aturan penamaannya adalah sebagai berikut. 1. Tata nama untuk ligan bermuatan negatif ditambah akhiran –o, contoh:
F– Fluoro NO 3 – Nitrato Cl– Kloro OH– Hidrokso Br– Bromo O2– Okso I– Iodo NH 2 – Amido CN– Siano C 2O4 – Oksalato NO2– Nitro CO 3 2– Karbonato ONO– Nitrito
Ligan Nama Ligan Nama
2. Tata nama untuk ligan netral digunakan nama molekulnya, kecuali empat ligan yang sudah dikenal umum, seperti a ua (H2O), amina (NH3), karbonil (CO), dan nitrosil (NO).
3. Nama ligan diurut menurut alfabetis (urutan ligan adalah pertama nama ligan negatif, nama ligan netral, dan nama ligan positif). 4. Jika lebih dari satu ligan yang sama digunakan kata depan di– (dua),
tri– (tiga), tetra– (empat), dan seterusnya.
5. Jika nama ligan dimulai dengan huruf vokal untuk ligan polidentat, penomoran menggunakan awalan bis– (dua), tris– (tiga), dan tetrakis– (empat).
6. Nama ligan dituliskan terlebih dahulu diikuti nama atom pusat. 7. Jika kompleks suatu kation atau molekul netral, nama atom pusat
dituliskan sama seperti nama unsur dan diikuti oleh angka romawi dalam kurung yang menunjukkan bilangan oksidasinya.
8. Jika kompleks suatu anion, penulisan nama dimulai dari kation diikuti nama anion.
Mahir
MenjawabSuat u ion kom pleks m em punyai at om pusat Fe3+, dengan ligan m olekul H
2O
dan ion S2O32–. Jika bilangan koordinasi
= 6 m aka rum us ion kom pleks t ersebut .... A. [Fe(H2o)2(s2o3)4]+5 B. [Fe(H2o)5(s2o3)]–2 C. [Fe(H2o)3(s2o3)3]3 D. [Fe(H 2o)4(s2o3)2] –1 E. [Fe(H2O)(S2O3)5]–6 Pembahasan
Urut an penulisan ion kom pleks: 1. at om pusat
2. ligan net ral 3. ligan negat if
Muat an at om pusat Fe = 3+ (=biloks Fe)
Jadi jum lah ligan yang diikat = 6 (2 × biloks at om pusat ).
Muat an ion kom pleks = m uat an at om pusat + (4 × m uat an H
2O) + (2 ×
m uat an S2O3). Muat an ion kom pleks = 3+ (4 . 0) + (2 . –2) = 3 + 0 – 4 = 1–
Jadi, ion kom pleksnya: [Fe(H
2O)4(S2O3)2] –1. (D)
UNAS 2004