Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion)

Geometri molekul adalah susunan tiga dimensi dari atom-atom dalam suatu molekul. Geometri molekul mempengaruhi sifat-sifat kimia dan fisisnya, seperti titik leleh, titik didih, kerapatan dan jenis reaksi yang dialaminya. Secara umum, panjang ikatan dan sudut ikatan harus ditentukan lewat percobaan. Tetapi, terdapat cara sederhana yang memungkinkan kita meramalkan geometri molekul atau ion dengan tingkat keberhasilan yang cukup tinggi jika kita mengetahui jumlah elektron di sekitar atom pusat dalam struktur Lewisnya. Dasar penedekatan ini adalah asumsi bahwa pasangan elektron di kulit valensi suatu atom saling bertolakan satu sama lain. Pasangan elektron tersebut cenderung saling bertolakan satu sama lain dalam membentuk molekulnya, sehingga teori ini dikenal sebagai tolakan pasangan elektron kulit valensi (VSEPR)

Teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion)

Teori VSEPR dikenalkan pertama kali oleh N. V. Sidgick dan H. M. Powell (1940) teori ini kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh R. J. Gillespie dan R.S. Nyholm.  Dalam teori VSEPR, bentuk molekul ditentukan dari jumlah pasangan elektron di sekitar atom pusat. Atom pusat adalah atom yang terikat pada dua atau lebih atom lain. Sebagai contoh dalam molekul H₂O, yang menjadi atom pusatnya adalah atom O, sedangkan H disebut atom sekitar. Pasangan elektron yang berbeda di sekitar atom pusat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pasangan elektron ikat dan pasangan elektron bebas. Pasangan elektron ikat adalah pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan, sedangkan pasangan eleketron bebas adalah pasangan elektron yang tidak digunakan untuk berikatan. Semua pasangan elektron ikat dianggaap sebagai ikatan tunggal walaupun sebenarnya ikatan tersebut rangkap dua tau tiga.

Menurut teori ini, pasangan elektron di sekitar atom pusat akan menempatkan diri sejauh mungkin agar tolakan antar pasangan menjadi minimum. Misalnya, jika di sekitar atom pusat hanya ada dua pasangan elektron, maka kedua pasangan elektron tersebut cenderung menempatkan diri pada ujung yang berlawanan dari atom pusat sehingga tolakannya minimum. Susunan pasangan elektron ini menghasilkan bentuk molekul linear dengan sudut ikatan sebesar 180^o. Pasangan elektron bebas dalam molekul memiliki gaya tolak yang lebih besar dari pada pasangan elektron ikat. Akibatnya, pasangan elektron bebas menempati ruang yang lebih besar. Gaya tolak yang lebih besar dari pasangan elektron bebas menyebabkan sudut ikat mengecil. Berdasarkan ada tidaknya pasangan elektron bebas dalam molekul, maka secara umum molekul dikelompokan menjadi dua golongan, yaitu.

• Molekul yang atom pusatnya tidak memiliki pasangan elektron bebas.

Molekul yang  termasuk dalam golongan ini memiliki rumus umum AB_x. Molekul ini tidak memiliki pasangan elektron bebas karena semua elektron kulit valensi atom pusat digunakan untuk berikatan. Atom pusat dinyatakan dengan A, B adaalah atom sekitar, dan x menyatakan jumlah dari B. harga x biasaanya antara 2 sampai 6. Jadi, molekul yang atom pusatnya tidak memiliki pasangan elektron bebaas dapat berupa molekul AB₂, AB₃, AB₄, AB₅, dan AB_2.

• Molekul yang atom pusatnya memiliki pasangan elektron bebas

Menentukan geometri molekul akan lebih rumit jika atom pusatnya memiliki pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan. Dalam molekul tersebut terdapat tiga jenis gaya tolak antar pasangan elektron ikat, antar pasangan eleketron bebas, dan antar pasangan elektron ikat dan pasangan elektron bebas. Secara umum, menurut model VSEPR, gaya tolak menurut urutan berikut.

tolakan pasangan elektron bebas VS pasangan elektron bebas

>

tolakan pasangan elektron bebas VS pasangan elektron ikat

>

tolakan pasangan elektron ikat VS pasangan elektron ikat

Elektron-elektron dalam satu iktan ditahan oleh gaya tarik inti kedua atom yang berikatan. Elektron-elektron ini mempunyai “distribusi ruang” yang kurang dibandingkan pasangan lektron bebas, yaitu elektron tersebut menempati ruang yang lebih kecil dibandingkan pasangan elektron bebas yang hanya terkait dengan satu atom tertentu. Karena pasangan elektron bebas dalam molekul menempati ruang yang lebih besar, pasangan elektron ini mengaalami tolakan yang lebih kuat dari lektron bebas tetangganya dan dari pasangan elektron ikat.

Molekul dalam golongan ini memiliki rumus umum ABxEy. Atom pusat dinyatakan dengan A, B adalah atom sekitar, E adalah pasangan elektron bebas pada atom pusat. Jumlah B dinyatakan dalam x dan jumlah pasangan elektron  bebas dinyatakan dengan y. harga x = 2, 3, ….. dan y = 1, 2, …… Jadi, molekul paling sederhana yang atom pusatnya memiliki pasangan elektron bebas berupa molekul AB₂E.

Cara Meramalkan Bentuk Molekul

Dalam teori VSEPR, bentuk molekul diramalkan dari susunan pasangan elektron disekitar atom pusat berdasarkan tolakan pasangan-pasangan elektron tersebut. Jadi, untuk dapat meramalkan bentuk suatu molekul, kalian harus mengetahui terlebih dahulu jumlah pasangan elektron dengan menggambarkan struktur Lewis dari molekul tersebut. Langkah-langkah yang dapat kalian ikuti untuk meramalkan bentuk molekul;

1. Tulis struktur Lewis molekul tersebut, perhatikan hanya pasangan electron yang ada disekitar atom pusat (yaitu, atom yang terkait pada lebih dari satu atom yang lain).
2. Hitunglah jumllahh pasangan electron di sekitar atom pusat (pasangan electron ikatan dan pasangan electron bebas). Perlakukan ikatan rangkap dan ikatan rangkap tiga seolah-olah seperti iktan tunggal.
3. Dalam meramalkan sudut ikatan, perhatikan bahwa pasangan electron bebas saling tolak-menolak lebih kuat dengan pasangan electron bebas yang lain atau dengan pasangan electron ikat dibandingkan tolak menolak antara pasangan electron ikatan lainnya. Ingat bahwa secara umum tidak ada cara yang mudah untuk meramalkan sudut ikatan secaratepat jika atom pusat memoliki satu satu atau lebih pasangan electron bebas.