Tabla de Contenidos
Struktur Lewis adalah representasi molekul dan senyawa ionik yang menunjukkan distribusi elektron valensi dalam zat ini serta cara atom berbagi elektron ini untuk membentuk ikatan kimia. Mereka didasarkan pada simbol titik Lewis, serta konfigurasi elektronik dari setiap elemen yang merupakan bagian dari senyawa.
Dalam struktur Lewis, ikatan kovalen diwakili oleh garis, yang masing-masing mewakili sepasang elektron ikatan, sedangkan elektron yang tidak digunakan bersama direpresentasikan sebagai titik yang terletak di sekitar setiap atom, dengan cara yang sama seperti yang dilakukan dengan simbol titik Lewis.
Struktur ini memungkinkan kita untuk memberikan gambaran pertama yang sangat disederhanakan tentang ikatan kimia antara dua atom. Dari struktur Lewis suatu senyawa, dapat ditarik kesimpulan tentang bentuk dan geometri molekul, serta menjelaskan sifat-sifat zat seperti polaritas, titik leleh dan titik didih, bahkan reaktivitas kimia.
Jenis representasi ini sangat berguna dalam kimia organik, di mana mereka memungkinkan kita untuk mengamati dengan jelas perubahan yang terjadi dalam distribusi elektron ketika reaksi kimia terjadi, yang, pada gilirannya, memungkinkan kita untuk menjelaskan mekanisme terjadinya reaksi kimia.
Unsur-unsur yang membentuk struktur Lewis
Seperti disebutkan di atas, struktur Lewis didasarkan pada simbol titik Lewis. Ini ditulis dimulai dengan simbol kimia atom yang dimaksud, dan kemudian menggambar elektron valensi yang didistribusikan di sekitarnya dalam bentuk titik.
Dalam struktur Lewis, elektron yang tidak dibagi antara dua atom direpresentasikan sebagai titik yang terletak di atas atau di bawah simbol kimia, atau salah satu dari kedua sisinya, sesuai kasusnya.
Sebaliknya, setiap pasangan elektron yang merupakan bagian dari ikatan kovalen diwakili dalam struktur Lewis oleh garis padat yang menghubungkan pusat dari dua atom yang terikat.
Tapi bagaimana Anda menggambar struktur Lewis? Ini ternyata jauh lebih sederhana daripada yang terlihat, dan ini hanya melibatkan mengikuti serangkaian langkah yang teratur, dan menerapkan sedikit akal sehat bila perlu.
Aturan untuk menggambar struktur Lewis
Untuk mempermudah penulisan struktur Lewis, Anda harus memiliki beberapa informasi latar belakang sebelum memulai:
- Rumus molekul senyawa yang ingin Anda gambarkan strukturnya, termasuk muatan listriknya, jika berupa ion. Sebagai contoh, jika kita ingin menulis struktur Lewis dari ion nitrat, maka perlu diketahui bahwa rumusnya adalah NO3 – .
- Jumlah elektron valensi dari setiap atom yang ada dalam rumus molekul harus diketahui . Misalnya, nitrogen adalah unsur yang memiliki 5 elektron valensi, sedangkan oksigen memiliki 6. Untuk unsur perwakilan, mengetahui bilangan ini sangat mudah. Kita hanya perlu mengetahui termasuk golongan mana, karena semua unsur dalam golongan memiliki jumlah elektron valensi yang sama.
- Seringkali membantu (walaupun tidak sepenuhnya diperlukan) untuk memiliki gagasan tentang keelektronegatifan relatif setiap atom dalam rumus. Hal yang penting di sini bukanlah untuk mengetahui seberapa besar nilai keelektronegatifan, tetapi untuk mengetahui unsur mana yang lebih atau kurang elektronegatif dari yang lain.
Setelah informasi dasar ini dikumpulkan, kami melanjutkan untuk menjelaskan langkah-langkah yang diperlukan untuk menulis struktur Lewis.
Struktur Lewis selangkah demi selangkah
Langkah-langkah di bawah ini dapat diterapkan pada spesies kimia apa pun, termasuk senyawa molekul kovalen atau netral, ion monoatomik atau poliatomik, atau dengan ekstensi senyawa ionik seperti garam ionik atau oksida.
Langkah 1: Hitung jumlah total elektron valensi.
Struktur Lewis harus mencakup semua elektron valensi dari semua unsur yang ada dalam molekul, dan harus memastikan keseimbangan muatan listrik terpenuhi. Untuk mengetahui jumlah total elektron, cukup jumlahkan jumlah atom setiap unsur dalam rumus dan jumlah elektron valensinya, dan, pada akhirnya, kurangi muatan listriknya, jika ada. Rumusnya adalah:
Contoh:
Jika kita menulis struktur Lewis dari ion nitrat (NO 3 – ) yang memiliki 1 N, 3 O dan muatan –1, maka jumlah elektron valensi adalah:
Langkah 2: Tulis struktur dasar molekul.
Ini terdiri dari menunjukkan atom mana yang akan dihubungkan dengan atom lain mana (apa yang disebut konektivitas molekul). Dengan kata lain, kerangka dasar molekul akan terbentuk.
Beberapa aturan umum yang perlu diingat saat melakukan langkah ini adalah:
- Atom pusat hampir selalu paling tidak elektronegatif dari semuanya.
- Atom hidrogen selalu berada di ujung, tidak pernah di tengah. Hal yang sama berlaku untuk halogen di sebagian besar senyawa yang tidak terikat dengan oksigen.
- Lebih dari satu kemungkinan struktur dapat diusulkan. Nanti ditentukan mana yang lebih mungkin.
Contoh – Ion nitrat
Contoh ilustratif dari semua langkah yang disajikan di atas diwakili oleh ion nitrat, yang merupakan ion poliatomik yang dibentuk oleh tiga oksigen dan satu nitrogen yang disatukan oleh ikatan kovalen. Dalam hal ini, unsur yang paling tidak elektronegatif adalah nitrogen, sehingga ditempatkan di tengah, dan tiga oksigen didistribusikan ke samping:
Langkah 3: Gambarkan satu ikatan kovalen antara semua atom yang dihubungkan bersama.
Setelah langkah ini, senyawa mulai memperoleh bentuk molekul. Ikatan akhir bisa menjadi dua atau tiga kali lipat, tetapi semuanya dimulai sebagai ikatan tunggal.
ion nitrat terus
Langkah 4: Isi oktet dengan elektron valensi yang tersisa, mulai dari yang paling elektronegatif.
Setelah mendiskon elektron yang merupakan bagian dari ikatan, elektron yang tersisa ditambahkan secara berpasangan di sekitar unsur yang paling elektronegatif untuk melengkapi oktetnya (kecuali hidrogen).
ion nitrat terus
Langkah 5: Bentuk banyak tautan jika perlu.
Jika kebetulan pada akhir elektron valensi beberapa atom tertinggal dengan oktetnya yang tidak lengkap, gunakan pasangan elektron bebas dari atom tetangga untuk membentuk ikatan rangkap atau dua pasang untuk membentuk ikatan rangkap tiga jika perlu.
ion nitrat terus
Langkah 6: Hitung biaya formal (opsional).
Setelah langkah 5 selesai, struktur molekul sepenuhnya ditarik. Tinggal menambahkan muatan listrik jika ada. Pada titik ini Anda dapat melanjutkan dengan dua cara berbeda. Yang pertama adalah jika ada muatan bersih (dalam kasus ion), Anda memasukkan seluruh struktur dalam tanda kurung siku dan menambahkan muatan sebagai superskrip. Yang kedua (yang lebih disukai) terdiri dari penentuan muatan formal (CF) pada setiap atom struktur.
Ini dilakukan dengan menggunakan rumus berikut:
ion nitrat terus
Dalam kasus ion nitrat, muatan formal atom nitrogen adalah:
Muatan formal dari dua jenis oksigen yang ada adalah:
Setelah menghitung muatan formal, ini ditempatkan di sebelah setiap atom yang tidak netral, diverifikasi bahwa jumlah semua muatan menghasilkan muatan bersih ion (atau nol, jika molekulnya netral). Seperti dapat dilihat pada gambar berikut, jumlah semua muatan adalah +1-2=-1
Contoh struktur Lewis
Seperti disebutkan di atas, struktur Lewis dari spesies kimia apa pun dapat ditulis. Di bawah ini adalah beberapa contoh struktur berbagai jenis senyawa:
Senyawa molekul netral – Etilena
Senyawa Ionik Sederhana – Natrium Klorida
Senyawa Ionik Lebih Kompleks – Natrium Nitrat dan Amonium Nitrat
Referensi
Bunga, P., Theopold, K., Langely, R., Robinson, WR, & O. (2019). Kimia 2e ( edisi ke-2 ). : Buka Stax .
Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC). (2014). IUPAC – Rumus Lewis (titik elektron atau struktur Lewis) (L03513). Diambil dari https://goldbook.iupac.org/terms/view/L03513
