Selain sifat uniknya, molekul yang berbeda memiliki geometri yang berbeda. Anda dapat menggunakan tolakan pasangan elektron kulit valensi di samping nomor sterik molekul untuk menentukan struktur geometrisnya. Ini adalah salah satu alasan mengapa memahami apa itu bilangan sterik suatu molekul dan bagaimana Anda menghitungnya sangat penting bagi mahasiswa kimia dan siapa pun yang ingin menyelidiki geometri molekul.
Proses menemukan nomor sterik cukup mudah, selama Anda dapat menghitung ikatan molekul dan menggunakan struktur Lewis molekul untuk menemukan pasangan elektron bebas.
Apa Itu Bilangan Sterik?
Bilangan sterik suatu molekul adalah jumlah atom lain yang terikat pada atom pusat molekul ditambah jumlah pasangan elektron bebas yang terikat padanya.
Ini digunakan untuk menentukan geometri molekul karena elektron yang berpasangan akan saling tolak menolak, baik pasangan tersebut merupakan elektron ikatan maupun pasangan elektron bebas yang tidak terikat pada atom tertentu. Karena mereka memposisikan diri untuk mencapai pemisahan maksimum, ukuran bilangan sterik yang relatif sederhana memberitahu Anda bentuk keseluruhan molekul.
Untuk molekul dengan bilangan sterik 2, akan ada struktur linier, dan untuk bilangan sterik 3 akan ada struktur trigonal planar. Melanjutkan dengan cara yang sama, angka sterik 4 mengarah ke struktur tetrahedral, 5 memberikan struktur bipiramidal trigonal dan angka sterik 6 mengarah ke struktur oktahedral.
Rumus Bilangan Sterik
Rumus bilangan sterik dapat dituliskan secara langsung berdasarkan definisi yang diberikan di atas, sebagai:
Nomor sterik = (jumlah atom yang terikat pada atom pusat) + (jumlah pasangan elektron bebas pada atom pusat)
Oleh karena itu, tantangan dalam menghitung bilangan sterik adalah lebih sedikit dari perhitungan yang sebenarnya dan lebih dari melihat struktur molekul dalam hal elektron ikatan dan menemukan dua angka Anda perlu. Ini cukup mudah dilakukan jika Anda melihat struktur Lewis molekul dan memahami bagaimana menemukan pasangan elektron bebas.
Struktur Lewis dan Pasangan Mandiri
Struktur Lewis suatu molekul adalah representasi elektron pada kulit valensi untuk atom-atom dalam molekul, umumnya diwakili oleh titik-titik di sekitar atom, yang ditunjukkan oleh simbol standarnya (misalnya O untuk oksigen, C untuk karbon, H untuk hidrogen dan Cl untuk klorin).
Pertama, gambarkan atom dan ikatannya sesuai dengan rumus molekul dan/atau apa yang sudah Anda ketahui tentang molekul tersebut. Misalnya, air (H2O) diwakili oleh atom O pusat, dengan dua atom H dihubungkan oleh ikatan tunggal (garis lurus individu) di kedua sisinya.
Isi elektron yang tersisa di kulit valensi (yaitu elektron yang tersedia untuk ikatan saat ini bukan bagian dari ikatan). Untuk oksigen, ada enam elektron valensi, dan dua di antaranya terlibat dalam ikatan dengan atom hidrogen, menyisakan empat elektron valensi untuk terisi. Gambar dua pasang titik di sekitar simbol O untuk melengkapi diagram.
Pasangan mandiri untuk oksigen adalah dua pasang elektron yang tidak terlibat dalam ikatan molekul. Tentu saja, situasi lain mengarah ke berbagai jenis struktur Lewis, dan Anda harus berpikir lebih banyak dalam kasus-kasus tertentu.
Misalnya, elektron tidak membentuk pasangan kecuali tidak ada "ruang" yang tersedia di luar pasangan, mis. dalam karbon, ada empat elektron valensi, tetapi dengan delapan titik total yang tersedia, elektron tidak perlu membentuk pasangan agar sesuai dengan kulitnya sehingga mereka jangan.
Menghitung Angka Sterik
Menggunakan rumus bilangan sterik sangatlah mudah setelah Anda menggambar struktur Lewis untuk molekul yang dimaksud. Lihatlah atom pusat dan hitung setiap ikatan (bahkan jika itu adalah ikatan rangkap dua atau rangkap tiga) yang melekat padanya sebagai satu. Kemudian perhatikan titik-titik yang mengelilingi atom: apakah ada pasangan yang tidak terlibat dalam ikatan? Jika demikian, tambahkan satu ke total untuk setiap contoh.
Untuk H2O, atom oksigen pusat terikat pada dua atom hidrogen, dan ada dua pasang elektron yang tersisa di sekitarnya. Ini dapat dimasukkan ke dalam rumus bilangan sterik untuk menemukan hasilnya:
\begin{selaras} \text{Bilangan sterik} &= \text{(jumlah atom yang terikat pada atom pusat)} + \text{(jumlah pasangan elektron bebas pada atom pusat)} \\ &= 2 + 2 \\ &= 4 \end{selaras}
Jadi air memiliki struktur tetrahedral, meskipun bagian dari struktur ini terdiri dari pasangan elektron bebas.