TEORI MEDAN KRISTAL

Teori medan kristal dikembangkan oleh Bethe (1929) dan Van Vleck (1932) bersamaan dengan teori ikatan Valensi Pauling.

Kelima orbital d dalam ion logam bebas dalam bentuk gas adalah degenerasi. Jika berada dibawah

pengaruh medan ligan maka orbital d itu akan mengalami pemecahan menjadi dua kelompok orbital yaitu orbital d  dan orbital d_ yang kedua orbital ini sifatnya

non-degenerasi, tetapi masing-masing orbital itu tetap degenerasi.

5/16/2018 SENYAWA KOORDINASI ASTATIRAanorganik 2 - slidepdf.com

Di bawah pengaruh medan ligan astatira, orbital d akan pecah menjadi orbital d_ dan d_ yang berbeda

energinya sebesar a atau 10Dq. Energi d < energi d, karenanya elektron akan memasuki d_ dulu. Energi d_ 

adalah –0,4_a tau –4Dq, energi d_ adalah +0,6_a atau +6Dq 

_a _a a d_  +0,6 -0,4 Ion logam bebas E

5/16/2018 Dalam kompleks [Ti(H₂O)₆]3+anorganik 2 - slidepdf.com, Ti3+ mempunyai 1 e- dalam orbital d dan akan mengisi d_ yang rendah energinya.

Elektron tunggal ini menempati Tk. energi –0,4 dari orbital d dan karenaya akan stabil. EPMknya adalah = 0,4 x 243 kJ.Mol-1 = 97 Kj.Mol-1.

Ligan disusun menurut deret spektrokimia sbb :

Besarnya a bertambah dengan : 1. Bertambahnya muatan ion logam 2. Bertambahnya nomor atom

I^- < Br^- < Cl^- < NO₃^- < F^- < OH^- < H₂O dan OX < EDTA < NH₃ dan PY < EN < DIPY < O-PHEN <NO₂^-,CN

-ligan kuat ligan lemah

5/16/2018 Kompleks astatira dengan danorganik 2 - slidepdf.com1-3 semua

elektronnya akan mengisi d_, tetapi untuk d4-10 akan didapat dua kemungkinan.

Misal untuk d4 :

1. Jika ligannya lemah maka 3 masuk ke d_  dan 1 masuk ke d_  EPMIK = 3x –0,4 _a + 1 X 0,6_a = -0,6_a

2. Jika ligannya kuat maka semua elektron akan masuk ke_d

  EPMIK = 4 x –0,4_a = -1,6_a 

Dari kedua kemungkinan ini akan didapat

banyaknya elektron yang tak berpasangan yang berbeda. Jika terdapat banyak elektron yang tak berpasangan

disebut kompleks spin tinggi atau kompleks spin bebas;  jika terdapat sedikit elektron yang tak bepasangan disebut

Jika terdapat elektron yang tak berpasangan maka bersifat paramagnetik; jika tidak terdapat elektron yang tak berpasangan disebut bersifat diamagnetik.

Ion logam pusat Co3+ dengan konfigurasi elektron 4s03d6, dengan ligan lemah misalnya [CoF₆]3-, dengan ligan kuat misalnya [Co(NH₃)₆]3+.

Dengan ligan lemah konfigurasi elektron orbitannya d_4 d_2 elektron dari d_ tidak dapat dipindahkan ke d_  untuk berpasangan karena energinya kecil. Jadi dalam

orbital 3d ini tidak ada tempat yang kosong sehingga ligan F akan mengisi orbital berikutnya yang kosong, yatu 1

pada 4s, 3 pada 4p, 2 pada 4d kompleks orbital luar atau komplks spin bebas dengan hibridisasi sp3d2.

5/16/2018 Dengan ligan kuat, karena energinya cukup banyakanorganik 2 - slidepdf.com maka elektron dari d_ dapat dipasangkan dalam orbital d_  sehingga ligan NH₃ akan mengisi : 2 pada 3d, 1 pada 4s, 3 pada 4p Kompleks orbital dalam atau kompleks spin berpasangan dengan hibridisasi d2sp3.

Kompleks orbital luar lebih reaktif atau labil dan ligan

 – ligannya mudah diganti, sedangkan kompleks obital dalam adalah stabil atau lengai.

Bentuk beraturan atau setangkup diperoleh bila

orbital d_ : 0,3,6 dan orbital d : 0, 2 dan 4 adalah susunan yang stabil. Ketidaksimetrisan dari d_ : menyebabkan

perubahan bentuk (distorsi) yang sedikit, tetapi ketidak simetrisan dari d_ menyebabkan bentul – betul distorsi. Misal dalam konfiguasi elektron d_3d_1, elektron tunggal dalam orbital d_ menempati orbital d_z2. Jadi pendekatan ligan sepanjang arah sumbu +z

 

dan-5/16/2018 tidak akan sedekat mingkin pada logam pusat seperti padaanorganik 2 - slidepdf.com pendekatan ligan sepanjang sumbu +x dan –x, +y dan –y. Dengan demikian bentuk astatirnya menjadi berubah dan terbentuk 4 ikatan yang pendek dan 2 ikatan yang panjang, AB₄B’

2.

TABEL SUSUNAN ELEKTRON DALAM SENYAWA KOORDINASI ASTATIRA JML.E- SUSUNAN DLM MEDAN LIGAN LEMAH SUSUNAN DLM MEDAN LIGAN KUAT

d1 d_1d_0 hampir sim.  d_1d_0 hampir sim. 

5/16/2018 anorganik 2 - slidepdf.com JML.E- SUSUNAN DLM MEDAN LIGAN LEMAH SUSUNAN DLM MEDAN LIGAN KUAT d3 d_3d_0 simetris d_3d_0 simetris d 4 d 3 d 1 distorsi   d 4 d 0 hampir sim d5 d_3d_2 simetris  d_5d_0 hampir sim 

d6 d_4d_2 hampir sim. d_6d_0 simetris 

d7 d_5d_2 hampir sim. d_6d_1 distorsi 

d8 d_6d_2 simetris  d_6d_2 distorsi (BS) 

d9 d_6d_3 distorsi  d_6d_3 distorsi d10 d_6d_4 simetris d_6d_4 simetris 

5/16/2018 TOTAL EMK DLM ASTATRA ADALAH :anorganik 2 - slidepdf.com EPMK_s = -0,4n_ + 0,6n_ 

n_ dan n_ masing-masing adalah jumlah. el. yang Mengisi orbital d_ dan d_. EPMK = 0 adalah untuk d0 dan d10 ligan lemah dan kuat, dan untuk d5 lian lemah.

Susunan elektron yag simeis adalah : d0 (ligan kuat atau lemah), d3 (ligan kuat atau lemah), d5 (ligan lemah), d6  (ligan kuat), d8(ligan lemah), d10(ligan kuat atau lemah).

Susunan elektron yg. asimetris adalah: d4(ligan lemah), d7(ligan kuat), d9(ligan kuat atau lemah)

5/16/2018 SENYAWA KOORDINASI BUJUR SANGKAR anorganik 2 - slidepdf.com

Kompleks [Ni(CN)₄]2- konfigurasi elektron orbital d adalah d8 atau d_6d_2. Karena CN- adalah ligan kuat maka pada d_ terdapat tempat yang kosong yang diisi oleh ligan CN- sehingga hibridisasinya adalah dsp2 dan bentuknya adalah bujur sangkar. Demikian pula untuk [CrCl]2- dengan susunan medan ligan d_3d_1.

5/16/2018 anorganik 2 - slidepdf.com

PERTEMUAN KE-7

SENYAWA KOORDINASI CATURTITIRA

Suatu caturtira digambarkan sebagai suatu kubus dengan keempat ligannya terdapat pada keempat titik

sudut. Sudut antara d_-logam pusat-ligan = 54044’, sedang

sudut antara d



-logam pusat-ligan = 35016’. Sudut yang

lebih kecil menyebabkan energi yang besar energi d_ > energi d_  elektron akan mengisi dulu d_. Susunan

medan ligannya dan dj adalah – 0,6 c adalah d_1-4 d_1-6. Jadi d_ adalah +0,4_c.

Kalau dibandingkan antara caurtira dengan astatira maka besarnya medan ligan hanya 2/3nya dan

pemecahannya pun akan berkurang sebesar 2/3 pula. Jadi

5/16/2018 anorganik 2 - slidepdf.com

Perbandingan EPMK dalam kedua lingkungan As. Dan Ca. Adalah sbb :

Untuk d¹ d_¹d_⁰ _c = -0,6; _c = 4/9 _a = 0,27

_a m.lemah = -0,4; m.kuat = -0,4.

Kehilangan EPMK bila terbentuk kompleks caturtira dan tidak terbentuk astatira = 0,4 _a – 0,27 _a = 0,13 _a.

Untuk d4 d2d2 c = -1,2 + 0,8 = -0,4; c = 4/9

_a = 0,18; _a m.lemah = -0,6; _a m.kuat = -1,6. Kehilangan EPMK bila terbentuk kompleks caturtirta dan tidak

5/16/2018 SUSUNAN ELEKTRON DLM CATURTIRAanorganik 2 - slidepdf.com

dn KONF. MED. LEMAH KONF. MEDAN. KUAT d1 d_1d_0 distrosi  d_1d_0 distrosi

d2 d_2d_0 simetris  d_2d_0 simetris

d3 d_2d_1 hampir sim. d_3d_0 hampir sim. 

d4 d2d2 hampir sim. d4d0 simetris 

d5 d_2d_3 simetris  d_4d_1 hampir sim d⁶ d_³d_³ hampir sim.  d_⁴d_² hampir sim  d7 d_4d_3 simetris  d_4d_3 simetris

d8 d_4d_4 hampir sim.  d_4d_4 hampir sim 

d9 d_4d_5 hampir sim. d_4d_5 hampir sim 

5/16/2018 anorganik 2 - slidepdf.com PERTUKARAN ENERGI 

Energi suatu elektron dalam. orbital bergantung

kepada : gaya tarik muatan inti, elektrostatik antar elektron, dan interaksi antara elektron dg. elektron atau pertukaran  energi (PE).

Jadi PE itu adalah fungsi dari jumlah. pasangan elektron dg. spin paralel :

PE = K x P

K adalah tetapan; P adalah jumlah. pasangan elektron paralel.

P = ^n(n-1) 2

5/16/2018 anorganik 2 - slidepdf.com

n adalah jml. spin paralel 1,2,3,4,5,6,7 P = 0,1,3,6,10,15,21.

Contoh stabilitas karena pertukaran energi ialah Cu pada keadaan dasar. PE dari konfigurasi yang nyata

3d104s1 ialah 20K, yaitu 2 kelompok dari 5 elektron yg. paralel dlm. orbital d (5 dan 5 ). Kalau konfigurasinya 3d⁹4s² maka PE = 16K (5 dan 5 ). Kalau

konfigurasinya 3d 9 4s2 maka PE = 16 k (5 dan 4 ) Jadi dg. konf. 3d94s2 terjadi kehilangan energi sebanyak 20K –  16K = 4K karena terjadinya pepindahan elektron dari

orbital 3d ke orbital 4s.