Ringkasan Kimia Senyawa Koordinasi

                Kebanyakan logam transisi bersifat inert terhadap asam atau bereaksi lambat. Konfigurasi elektron terluar pada Skandium adalah 4s2 3d1, pada titanium 4s2 3d2 dan seterusnya, dua pengecualian ialah kromium dan tembaga, yang konfigurasi elektron terluarnya adalah masing-masing 4s1 3d5 dan 4s1 3d10. Perbedaan ini adalah akibat dari kestabilan tambahan yang dikaitkan dengan subkulit 3d yang setengah terisi dan subkulit 3d yang terisi penuh.

Keadaan Oksidasi

               Keadaan oksidasi +3 lebih stabil pada awal deret, pada bagian akhir keadaan oksidasi +2 lebih stabil ini karena energi-energi ionisasi meningkat sedikit demi sedikit dari kiri kekanan. Namun, energi ionisasi ketiga (ketika satu elektron diambil dari orbital 3d) meningkat lebih tajam dibanding energi ionisasi pertama dan kedua. Karena lebih banyak diperlukan energi untuk memindahkan elektron ketiga dari logam didekat baris terakhir dibanding dengan didekat baris awal, maka logam didekat baris terakhir cenderung membentuk ion M2+ . Oksida yang logamnya memiliki bilangan oksidasi tinggi bersifat kovalen dan asam. Sementara bilangan oksidasi rendah bersifat ionik dan basa.

Senyawa Koordinasi

              Senyawa koordinasi umumnya terdiri atas ion kompleks dan ion lawan (counter ion). Werner mempostulatkan bahwa sebagian besar unsur menunjukkan dua jenis valensi : valensi primer searti dengan bilangan oksidasi dan valensi sekunder searti dengan bilangan koordinasi contoh pada CoCl3.6NH3. Menurut Werner kobalt mempunyai valensi primer 3 dan valensi sekunder 6. Tidak semua logam dalam senyawa koordinasi adalah logam transisi. Molekul atau ion yang mengelilingi logam dalam ion kompleks dinamakan ligan.

Ligan menurut atom donor ada 3 macam

1. Ligan monodentat : hanya satu atom donor contoh: H2O dan NH3
2. Ligan Bidentat : hanya dua atom donor contoh: en (ethilenadiamina)
3. Ligan Polidentat : banyak atom donor contoh : EDTA (Ethilenadiaminatetraasetat) suatu ligan polidentat  yang digunakan untuk menangani keracunan logam.

                   Ligan bidentat dan polidentat juga disebut agen pengelat (Chelating agent) karena kemampuannya mengikat atom ligan seperti sapit ( dari kata Yunani Chele berarti sapit atau cakar).

Bilangan Logam Dalam Senyawa Koordinasi

             Muatan bersih suatu ion logam ialah jumlah muatan pada atom logam pusat dan ligan yang mengelilinginya.

Geometri Senyawa Koordinasi

                 Pemeriksaaan yang cermat mengungkapkan bahwa isomer trans dan bayangan cerminnya dapat ditumpuk (superposable) tetapi isomer cis dan bayangan cerminnya tidak. Jadi, isomer cis dan bayangan cerminnya adalah isomer optis atau enantiomer. syarat isomer optis adalah ada isomer geometri.

Pembelahan Medan Kristal dalam kompleks oktahedral

                     Dalam ion kompleks ada dua interaksi elektrostatik yaitu:

1. Interaksi tarik-menarik antara ion logam positif dan ligan yang bermuatan negativ atau ujung bermuatan negativ dari suatu ligan polar.
2. Interaksi tolak-menolak elektrostatik antara pasangan elektron bebas pada ligan dan elektron dalam orbital d dari logam itu.

                 Pembelahan Medan Kristal ( Δ) adalah selisih energi antara dua set orbital d dalam atom logam ketika ligan ada. Besarnya Δ bergantung pada logam dan jenis ligan. Biasanya pembelahan Medan Kristal berdampak pada warna dan sifat magnetik ion kompleks.

 Warna

                   Suatu zat tampak hitam bila ia menyerap semua cahaya tampak yang menimpanya. Jika zat tidak menyerap cahaya tampak warnanya akan putih atau tidak berwarna. Suatu objek tampak hijau jika ia menyerap semua cahaya tetapi memantulkan komponen hijau. Suatu objek yang tampak hijau ia memantulkan semua cahaya kecuali merah, yaitu warna komplementer dari hijau.

Energi sebuah foton

E=hv

h: konstanta Plank 6,63 x 10 pangkat -34 J s
v: frekuensi radiasi 5,00 x 10 pangkat 14 /s

v=c/λ       Δ= hc/λ

                    Deret stereokimia yaitu daftar ligan yang diurutkan dari ligan yang kemampuan membelah tingkat energy orbital d kecil kebesar :

I-< Br- < Cl- < OH- < F- < H2O < NH3 < en < CN- < CO

CO dan CN- dinamakan ligan medan kuat.

Sifat Magnetik

                   Berdasarkan aturan Hund kestabilan maksimum tercapai bila elektron diletakkan ada lima orbital terpisah dengan spin paralel. Akan tetai, susunan ini bisa tercapai dengan satu syarat yaitu dua dari lima elektron harus dipromosikan keorbital dx2-y2 dan dz2 yang energi lebih tinggi. Susunan sebenarnya dari elektron-elektron ini ditentukan berdasarkan besarnya kestabilan yang didapatkan dengan mempunyai spin paralel maksimum versus investasi energi yang diperlukan untuk mempromosikan elektron keorbital d yang lebih tinggi. Kompleks spin tinggi lebih paramagnetik daripada kompleks spin rendah.

Kompleks Tetrahedral dan Segi Empat Planar 
             Pola pembelahan untuk ion tetrahedral tidak lain adalah kebalikan dari komleks oktahedral. Kebanyakan kompleks tetrahedral adalah komleks spin tinggi. Pola pembelahan untuk komleks segi emat planar adalah yang paling rumit.

Reaksi-reaksi senyawa koordinasi
                Ion kompleks menjalani reaksi pertukaran (atau substitusi) ligan dalam larutan. Laju reaksi ini beragam bergantung pada jenis ion logam dan ligannya. Kelabilan kinetik adalah kestabilan ion kompleks dan kecenderungannya untuk bereaksi. Kestabilan dalam konteks ini adalah sifat termodinamika yang diukur dari konstanta pembentukan spesi. Kf ion tetrasianonikelat(II) disebut kompleks labil sebab kompleks ini mengalami reaksi pertukaran ligan dengan cepat. Spesi yang stabil secara termodinamika ( artinya spesi yang konstanta pembentukannya besar ) tidak selalu tidak reaktif. Semakin kecil energi aktivasi semakin besar konstanta laju. Salah satu kompleks yang secara termodinamika tak stabil dalam larutan asam ialah [Co(NH3)6]3+. Kompleks inert yaitu ion kompleks yang mengalami reaksi pertukaran sangat lambat (dalam hitungan jam atau bahkan hari) ini menunjukkan spesi yang tidak stabil secara termodinamika tidak selalu berarti reaktif secara kimia. Laju reaksi ditentukan oleh energi aktivasi. Menurut Werner kompleks tetrahedral tidak akan menghasilkan isomer geometri. Bilangan koordinasi bergantung pada atom logam pusat, jumlah elektron dan efek sterik logam.

Referensi

Chang, Raymond, 2005, " Kimia Dasar Konsep-konsep inti ", Erlangga, Jakarta 

Tugas Kimia Organik 1

1. Perbedaan reaksi Sn1 dan Sn2
2. Kapan terjadi produk Hoffman dan Syetseff
jawaban minimal 6-7 lembar ya...

Tugas Kimia Anorganik 1

Tugas Personal.
1. Ramalkan kestabilan molekul diatomic berikut: Hidrogen, Flourida, Oksigen dan Nitrogen, dengan MOT/ TOM. Jelaskan pendapat Sdr.
2. Anion- anion Sulfat, Sulfit, Karbonat, Phosphat dan Phosphit dikenal dapat memiliki beberapa bentuk struktur molekul. Ramalkan kestabilan anion- anion tersebut, dengan teori muatan formal/ formal change.
3. Mengapa kenyataannya amoniak, mempunyai bentuk tetrahedron cacat? Dapatkah anda jelaskan jika dibandingkan dengan molekul metana?
4. Gambarkan molekul organologam sbb: [CO]5 Mn CH3 dimana bentuknya oktahedral, semua ikatannya tunggal antara logam dan ligannya..
5. Gambarkan molekul organologam sbb: [CO]5 Cr CCH3 OC6H5] dimana bentuknya oktahedral, semua ikatannya tunggal antara logam Cr dan ligan CO namun rangkap 2 untuk logam Cr dan ligan CCH3 OC6H5.
6. Gambarkan molekul organologam sbb: [CO]4I Cr CCH3 ] dimana bentuknya
oktahedral, semua ikatannya tunggal antara logam Cr dan ligan CO serta I, namun
rangkap 3 untuk logam Cr dan ligan CCH3.

Untuk tugas personal dikumpulkan paling lambat selasa, 30 Maret 2010, jam 8.30 di Perpustakaan F MIPA.

struktur kompleks logam

Logam transisi memiliki sifat-sifat khas logam, yakni keras, konduktor panas dan listrik yang baik dan menguap pada suhu tinggi. Walaupun digunakan luas dalam kehdupan sehari-hari, logam transisi yang biasanya kita jumpai terutama adalah besi, nikel, tembaga, perak, emas, platina, dan titanium. Namun, senyawa kompleks molekular, senyawa organologam, dan senyawa padatan seperti oksida, sulfida, dan halida logam transisi digunakan dalam berbagai riset kimia anorganik modern.

Unsur-unsur transisi adalah unsur  logam yang memiliki kulit elektron d atau f yang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur transisi terdiri atas 56 dari 103 unsur. Logam-logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri dari unsur-unsur 3d dari Sc sampai Cu, 4d dari Y ke Ag, dan 5d dari Hf  sampai Au, dan blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan aktinoid dari Ac sampai Lr. Kimia unsur blok d  dan blok f  sangat berbeda.

Bab ini mendeskripsikan sifat dan kimia logam transisi blok d.

Struktur kompleks logam

a. Atom pusat

Sifat logam transisi blok d sangat berbeda antara logam deret pertama (3d) dan deret kedua (4d), walaupun perbedaan deret kedua dan ketiga (5d) tidak terlalu besar.  Jari-jari logam dari skandium sampai tembaga (166 sampai 128 pm) lebih kecil daripada jari-jari itrium, Y, sampai perak, Ag, (178 sampai 144 pm) atau jari-jari, lantanum, sampai emas (188 sampau 146 pm). Lebih lanjut, senyawa logam transisi deret pertama jarang yang berkoordinasi 7, sementara logam transisi deret kedua dan ketiga dapat berkoordiasi 7-9.  Cerium, Ce, (dengan radius 182 pm) ~ lutetium, Lu, (dengan radius 175 pm) terletak antara La dan Hf dan karena kontraksi lantanoid, jari-jari logam transisi deret kedua dan ketiga menunjukkan sedikit variasi.

Logam transisi deret kedua dan ketiga berbilangan oksida lebih tinggi  lebih stabil dari pada keadaan oksidasi tinggi logam transisi deret pertama. Contohnya meliputi tungsten heksakhlorida, WCl₆, osmium tetroksida, OsO₄, dan platinum heksafluorida, PtF₆. Senyawa logam transisi deret pertama dalam bilangan oksidasi tinggi adalah oksidator kuat dan oleh karena itu mudah direduksi. Di pihak lain, sementara senyawa M(II) dan M(III) umum dijumpai pada logam transisi deret pertama, bilangan oksidasi ini jarang dijumpai pada unsur-unsur di deret kedua dan ketiga.

Misalnya, hanya dikenal sedikit senyawa Mo(III) atau W(III) dibandingkan dengan senyawa Cr(III). Ion akua (ion dengan ligan air) sangat umum dalam logam transisi deret pertama tetapi ion yang sama untuk logam transisi deret kedua dan ketiga jarang diamati.

Senyawa kluster logam karbonil logam transisi deret pertama dengan ikatan M-M dalam bilangan oksidasi rendah dikenal, tetapi senyawa kluster halida atau sulfida jarang. Umumnya, ikatan logam-logam dibentuk dengan lebih mudah pada logam 4d dan 5d daripada di logam 3d. Momen magnet senyawa logam transisi deret pertama dapat dijelaskan dengan nilai spin saja (lihat bagian 6.2(d)) tetapi sukar untuk menjelaskan momen magnet deret kedua dan ketiga kecuali bila faktor-faktor lain  seperti interaksi spin-orbital juga dipertimbangkan.

Jadi, penting untuk mengenali dan memahami perbedaan signifikan dalam sifat kimia yang ada antara logam transisi deret pertama dan deret selanjutnya, bahkan untuk unsur-unsur dalam golongan yang sama. Sifat logam transisi blok d tidak berbeda tidak hanya dalam posisi atas dan bawah di tabel periodik tetapi juga di golongan kiri dan kanan. Golongan 3 sampai 5 sering dirujuk sebagai logam transisi awal dan logam-logam ini biasanya oksofilik dan halofilik. Dengan tidak hadirnya ligan jembatan, pembentukan ikatan logam-logam sukar untuk unsur-unsur ini. Senyawa organologam logam-logam ini diketahui sangat kuat mengaktifkan ikatan C-H dalam hidrokarbon. Logam transisi akhir dalam golongan-golongan sebelah kanan sistem periodik biasanya lunak dan memiliki keaktifan besar pada belerang atau selenium.

Logam transisi blok d yang memiliki orbital  s, p, dan d dan yang memiliki n elektron di orbital d disebut dengan ion berkonfigurasi dⁿ. Misalnya, Ti³⁺ adalah ion d¹, dan Co³⁺ adalah ion d⁶. Jumlah elektron yang menempati orbital yang terbelah oleh medan ligan  (lihat 6.2(a)) disebut dengan pangkat di simbol orbitalnya. Contohnya, suatu ion dengan 3 elektron di t dan 2 elektron di e dinyatakan dengan t³e¹.

b. Ligan                    

Senyawa ion logam yang berkoordinasi dengan ligan disebut dengan senyawa kompleks. Sebagian besar ligan adalah zat netral atau anionik tetapi kation, seperti kation tropilium juga dikenal. Ligan netral, seperti amonia, NH3, atau karbon monoksida, CO, dalam keadaan bebas pun merupakan molekul yang stabil, semenatara ligan anionik, seperti Cl- atau C5H5-, distabilkan hanya jika dikoordinasikan ke atom logam pusat. Ligan representatif didaftarkan di Tabel 6.1 menurut unsur yang mengikatnya. Ligan umum atau yang dengan rumus kimia rumit diungkapkan dengan singkatannya.

Ligan dengan satu atom pengikat disebut ligan monodentat, dan yang memiliki lebih dari satu atom pengikat disebut ligan polidentat, yang juga disebut ligan khelat. Jumlah atom yang diikat pada atom pusat disebut dengan bilangan koordinasi.