1.1 Senyawa Koordinasi (Coordination Coumpond)

Sifat yang paling khas pada logam transisi adalah tentang persenyawaan dan ikatannya. Yang

biasa disebut dengan ion kompleks. Ion kompleks sendiri terdiri dari atom pusat dan beberapa

ligan. Untuk menjaga agar muatannya tetap netral biasanya ion kompleks bersenyawa dengan

anion atau kation yang lain (counter ions).

Gambar 1.1.1

Penjelasan gambar Penyusun dari senyawa

koordinasi. Bentuk senyawa

koordinasi ditunjukkan pada

gambar bagian atas,

perspektif pada bagian

tengah, rumus molekul pada

bagian bawah.

Bentuk

Dari senyawa koordinasi seperti gambar diatas

adalah [Co(NH3)6]Cl3(s), ion kompleksnya

adalah Co(NH3)3+

, enam molekul NH3 sebagai

ligan mengikat ion Co3+

sebagai atom pusatnya,

dan tiga Cl- merupakan penetral muatan dari ion

kompleks tersebut. [Co(NH3)6]Cl3(s) dapat

terurai menjadi ion-ion yaitu ion [Co(NH3)6]3+

dan Cl-.

Ion Kompleks : Bilangan Koordinasi ,Bentuk Molekul, dan Ligan

1. Bilangan koordinasi.

Bilanagan koordinasi adalah jumlah dari ligan yang mengikat langsung pada atom pusat dan

itu berbeda-beda pada setiap atom pusat tergantung dari muatan atom pusat itu tersebut,

biasanya jumlah ligan maksimal adalah dua kali dari jumlah muatan atom pusat tersebut.

2. Bentuk molekul

Bentuk molekul dari ion kompleks tergantung pada senyawa koordinasinya dan atom

pusatnya. Berikut ini beberapa contoh bentuk molekul dari ion kompleks :

Gambar 1.1.2

.

1. Ligan

Ligan biasanya terdiri dari anion atau molekul yang dapat menyumbang sepasang atau lebih elektron bebas. Ligan dapat dibedakan

menjadi ligan monodentat (menyumbang satu pasang elektron bebas), bidentat (menyumbang dua pasang elektron bebas), dan

polidentat (menyumbang lebih dari dua pasang elektron bebas).

Gambar 1.1

Rumus dan Nama Senyawa Koordinasi

Cara pemberian nama pada ion kompleks dapat dilakukan dengan cara :

1. Memberikan nama kation sebelum nama anion

2. Muatan kation sesuai dengan muatan anion

3. Ligan netral ditulis sebelum anion

Gambar 1.1.4

Contoh Soal :

Ion Kompleks Negatif

Nama dari K2[Co(NH3)2Cl4]

Penyelesaian :

K2[Co(NH3)2Cl4]=2K+

+ [Co(NH3)2Cl4]2-

Pertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih

dahulu muatan atom pusatnya

Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan

-2 = muatan Co + muatan 2(NH3) + muatan 4(Cl-)

-2 = muatan Co + (0) + (-4)

Muatan Co = (-2) + 4

1. Muatan Co = +2

Karena ion kompleksnya bermuatan negatif maka atom pusatnya berakhiran at. Jadi

namanya Cobaltat (II)

2. Beri nama ligan-ligannya

a. (NH3)2 = Biammonia

b. Cl4 = Tetrakloro

3. Beri nama ion kompleksnya

Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan

Cobaltat (II) biammonia tetrakloro

Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu :

Kalium cobaltat (II) diammonia tetrakloro.

Ion Kompleks Positif

Nama dari [Co(NH3)4Cl2]Cl

Penyelesaian :

[Co(NH3)4Cl2]Cl=[Co(NH3)4Cl2]++Cl

-

Pertama memberi nama pada ion kompleksnya terlebih dahulu dengan menentukan terlebih

dahulu muatan atom pusatnya.

Muatan Ion Kompleks = muatan atom pusat + jumlah muatan ligan

+1 = muatan Co + muatan 4(NH3) + muatan 2(Cl-)

+1 = muatan Co + 0 -2

Muatan Co = +1 +2

1. Muatan Co = +3

Namanya Cobalt (III)

2. Beri nama ligan-ligannya

a. (NH3)4 = Tetraammonia

b. Cl2 = DIkloro

3. Beri nama ion kompleksnya

Atom pusat + ligan netral + ligan bermuatan

Cobalt (III) tetraammonia dikloro

Setelah itu mulai memberi nama senyawanya yaitu :

Cobalt (III) tetraammonia dikloro klorida

Sejarah Pandangan : Alfred Wenner dan Senyawa Koordinasi

Senyawa yang sekarang kita sering sebut dengan senyawa koordinasi telah dikenal hampir 200

tahun ketika kimiawan Swiss mempelajarinya di tahun 1890. Dia mempelajari beberapa ikatan

pada kobalt yang ditunjukkan pada tabel 23.10, yang mengandung ion kobalt (III), tiga ion

klorida ,dan beberapa molekul ammonia.

Gambar 1.1.5

Werner mengusulkan dua tipe valensi, atau kemampuan bergabung, untuk ion logam. Primary

valence, sekarang dikenal sebagai oxidation state, adalah muatan positif pada logam yang harus

diimbangi oleh muatan dari anion. Secondary state, sekarang dikenal sebagai coordination

number, adalah jumlah dari ligan yang terikat langsung pada atom pusat.

Isomer Pada Senyawa Koordinasi

Isomer adalah senyawa yang memiliki rumus kimia yang sama tetapi memiliki struktur/bentuk

yang berbeda.

Gambar 1.1.6

Isomer Bangun : Atom Sama Bentuk Berbeda

Dua senyawa yang sama tetapi terhubung berbeda, dikenal dengan isomer bangun. Senyawa

koordinasi juga dapat memiliki isomer bangun yang dibedakan dari : komposisi ion kompleksnya

(Coordination Isomer), dan donor atom dari ligannya (Linkage Isomer).

1. Coordination Isomer terjadi ketika komposisi dari ion kompleks berubah tetapi

ikatannya tetap. Misalnya saja ketika ligan bertukar posisi menjadi counter ions

ataupun sebaliknya, pada [Pt(NH3)4Cl2](NO2)2 dan [Pt(NH3)4(NO2)]Cl2. Pada senyawa

pertama Cl- bertindak sebagai ligan dan NO2

- bertindak sebagai counter ions. Pada

senyawa kedua posisi ligan dan counter ions bertukar. Contoh lainnya pada senyawa

[Cr(NH3)6][Co(CN)6] dan [Co(NH3)6][Cr(CN)6]. Pada senyawa pertama NH3 sebagai

ligan dari Cr tetapi pada senyawa kedua sebagai ligan dari Cr.

2. Linkage Isomer terjadi ketika komposisi ion kompleks memiliki sisa yang sama

tetapi donor atom ligan berbeda. Misalnya pada ion nitrit dapat mengikat dengan

mendonorkan pasangan elkton melalui N (nitro,O2N:) atau dari atom O

(nitrito,ONO:) untuk memberi linkage isomer, pada senyawa orange pentaamin nitro

cobalt (III) klorida [Co(NH3)5(NO2 )]Cl2 (bawah kiri) dan senyawa merah pentaamin

nitrito cobalt (III) klorida [Co(NH3)5(ONO )]Cl2 (bawah kanan).

Gambar 1.1.7

Isomer Ruang : Perbedaan Tempat Atom

Isomer ruang adalah senyawa yang memiliki atom yang sama tetapi memiliki ruang yang

berbeda dalam berikatan. Isomer ruang terbagi menjadi dua yaitu isomer geometrid an isomer

optik.

1. Isomer Geometri (biasa dikenal dengan cis-trans isomer) terjadi ketika atom atau

sekumpulan atom menyusun posisi yang berbeda pada atom pusat. Sebagai contoh,

bentuk segi empat planar [Pt(NH3)2Cl2] mempunyai dua penataan, yang mana

menimbulkan dua macam senyawa yaitu cis-diammina dikloro platina (II) dan

trans-diammina dikloro platina (II). Bentuk oktahedral juga menunjukkan isomer

cis-trans.

Gambar 1.1.8

Gambar A menunjukkan

isomer cis-trans pada

[Pt(NH3)2Cl2 sedangkan

gambar B menunjukkan

isomer cis-trans dari

[Co(NH3)4Cl2]+

d

2. Isomer Optik

Isomer optik terjadi ketika molekul dan bayangannya tidak menghasilkan bentuk

yang sama.

Gambar 1.1.9

Pada bentuk I tidak sama dengan bentuk II yang merupakan bayangan dari bentuk I dan bentuk III juga

tidak sama dengan bentuk II yang merupakan perputaran dari bentuk I

Gambar 1.1.10

Ligan etilen diammin

(H2N-CH2-CH2-NH2)

isomer trans tidak

mempunyai isomer

optik. Memutar bentuk

I yang menghasilkan

bentuk III mempunyai

bentuk yang sama

dengan bentuk II

1.2 Dasar Teori Ikatan dan Sifat Ion Kompleks

Aplikasi Teori Ikatan Valensi pada Ion Kompleks

Teori ikatan valensi (VB) dapat membantu menjelaskan ikatan pada ion kompleks. Pada

pembentukan ion kompleks. Orbital ligan yang terisi penuh bertumpang tindih dengan orbital

logamyang kosong. Ligan (basa Lewis) memberi pasangan elektron dan logam (asam Lewis)

menerima pasangan elektron menerima dari ikatan kovalen ion kompleks. Seperti ikatan

kovalen, kedua atom menyumbang elektron bersama, yang disebut ikatan kovalen koordinasi.

Untuk menentukan bentuk senyawa kompleks tergantung dari jenis orbital ion logam yang diisi

oleh ligan.

Bentuk Oktahedral Kompleks

Ion heksa ammin kromium (III), [Cr(NH3)6]3+

digambarkan dengan teori VB untuk

membentuk oktahedral enam orbital kosong ion Cr3+

dua orbital 3d, satu 4s, dan tiga 4p yang

akan diisi oleh enam molekul NH3 yang memberi pasangan elekton bebasnya sehingga

menghasilkan hibrida d2sp

3. Tiga orbital 3d yang tidak terisi penuh membuat ion kompleks

paramagnetic

Gambar 1.2.1

Hibrida orbital dan ikatan pada

oktahedral ion [Cr(NH3)6]3+

A

gambaran VB untuk [Cr(NH-

3)6]3+

. B bagian dari orbital Cr3+

kosong dan terisi oleh enam

molekul NH3 sehinnga menjadi

hibrida d2sp

3

Bentuk Segi

Empat Planar

Kompleks

Ion logam yang memiliki orbital d8 biasanya akan membentuk segi empat planar kompleks.

Pada ion [Ni(CN)4]2-

Ni2+

memiliki satu orbital kosong pada 3d, satu orbital kosong pada 4s,

dua orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh 4 ion CN- yang memberi pasangan elektron

bebasnya sehingga menghasilkan hibrida dsp2.

Gambar 1.2.2

Hibrida orbital dan ikatan pada segi

empat planar ion [Ni(CN)4]2-

A

gambaran VB untuk [Ni(CN)4]2-

. B

bagian dari orbital Ni2+

yang kosong

dan terisi oleh empat ion CN-

sehingga menjadi hibrida dsp2

Bentuk Tetrahedral Kompleks

Ion logam yang sub kulit d-nya terisi penuh, seperti Zn2+

([Ar]3d10

). Pada ion [Zn(OH)4]2-

Zn2+

memiliki satu orbital kosong pada 4s, tiga orbital kosong pada 4p yang akan diisi oleh

empat ion OH- yang akan menghasilkan hibrida sp

3.

Gambar 1.2.3

Hibrida orbital dan ikatan pada

segi empat planar ion

[Ni(CN)4]2-

A gambaran VB

untuk [Ni(CN)4]2-

. B bagian dari

orbital Ni2+

yang kosong dan

terisi oleh empat ion CN-

sehingga menjadi hibrida dsp2

Teori Daerah Kristal

Warnanya apa ? cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik terdiri dari semua panjang

gelombang (λ) pada warna terlihat. Senyawa dapat berubah warna dengan menyerap panjang

gelombang dan memantulkannya.

Satu senyawa mempunyai warna yang khusus karena memiliki dua alasan :

Senyawa itu dapat memantulkan warna tersebut

Senyawa itu dapat menyerap warna tersebut

Gambar1.2.4

Pembelahan Orbital d Pada Ligan Oktahedral

Pada teori daerah Kristal sifat dari kompleks terjadi dari pemisahan energi orbital d.

Pernyataan itu memperlihatkan bahwa ion kompleks merupakan hasil dari gaya tarik

elektrostatik antara kation logam dan muatan negatif ligan.

Gambar 1.2.5

Lima orbital d pada area

oktahedral. A asumsi kita

ligan mendekati ion logam

dari tiga arah. B dan C

lobus dari dx2-y

2 dan dz

2

mendekat langsung pada

ligan sehingga tolakan

lebih kuat. D ke F lobus

dari dxy,dxz dan dyz

mengarah di antara dua

ligan sehinnga tolakan

lebih lemah.

Penjelasan Warna Pada Logam Transisi

Untuk ligan, tergantung pada bilangan oksidasi atom pusatnya

Untuk ion logam, tergantung pada ligannya

gambar 1.2.6

Pengaruh bilangan oksidasi atom pusat dan warna

ligan. A, larutan [V(H20)6]2+

(kiri) memiliki warna

berbeda dengan [V(H20)6]3+

(kanan). B,

perubahan pada sebuah ligan dapat

mengakibatkan perubahan warna. Pada ion

[Cr(NH3)6]3+

(kiri) berwarna orange sedangkan

pada ion [Cr(NH3)5Cl]3+

berwarna ungu.

Penjelasan Sifat Magnetik Logam Transisi Kompleks

Pembelahan energi pada orbital d menyebabkan adanya perbedaan electron yang dapat terisi

penuh atau setengah penuh sehingga menyebabkan gaya magnet.

Pembelahan Daerah Kristal Pada Kompleks Terahedral dan segi Empat Planar

Kompleks tetrahedral : ligan-ligan mendekat dari ujung-ujung tetrahedral. Perubahan energi

dari pembelahan orbital d pada tetrahedral lebih kecil daripada oktahedral. Δtetrahedral < Δoktahedral

Gambar 1.2.7

Pembelahan energi orbital d pada bentuk

tetrahedral. Electron pada dxy, dxy, dan dyz

memiliki energi tolakan yang lebih kuat

daripada dx2-y

2 dan dz

2. Sehinnga pembelahan

orbital berlawanan dengan oktahedral

Kompleks segi empat planar : lebih mudah kita membayangkan bentuk oktahedral yang

kehilangan dua ligannya pada sumbu z.

Gambar 1.2.8

Pembelahan energi orbital d pada bentuk segi empat planar.

Energi pada dxz, dyz, dan terutama dz2 berkurang dari energi

oktahedral.