COORDINATION COMPOUNDS

Coordination Compounds (senyawa koordinasi) adalah senyawa yang mengandung paling tidak

satu ion komplek, yang merupakan jenis kation logam pusat(baik pada logam transisi ataupun

golongan logam utama) yang terikat dengan molekul dan atau anion yang disebut ligan. Untuk

mencapai netral dalam ikatan koordinasi,ion komplek biasanya bergabung dengan ion

lainnya,yang disebut Counter Ions(ion yang berlawanan jenis).

Beberapa coordination compound ada di gambar 23.9A

Senyawa koordinasinya adalah [Co(NH3)6]CI3, ion komplek

(selalu di dalam kurung siku) adalah [Co(NH3)6]3+

,enam

molekul NH3 yang berikatan dengan atom pusat Co3+

adalah

ligan, dan 3 Cl- adalah counter ion. Coordination compound

memiliki sifat seperti elektrolit dalam air. Ion komplek dan

counter ion saling berpisah satu sama lain. Dalam gambar

23.9A ditunjukkan 1 mol dari [Co(NH3)6]CI3 menghasilkan

1 mol ion [Co(NH3)6]3+

dan 3 mol ion Cl- .

Gambar 23.9 Bagian dari Coordination Compound. Terdiri dari model (atas), gambar komplek (tengah), dan rumus kimia (bawah), biasanya mengandung ion kompleks dan counter ions untuk menetralkan. Ion kompleks punya logam pusat yang dikelilingi oleh ligand. Ketika [Co(NH3)6]Cl3 dilarutkan, ion kompleks dan counter ion akan berpisah,tetapi ligan tetap berikatan dengan ion logam. Enam ligan disekitar ion logam memberikan ion kompleks bentuk geometri octahedral. Ion kompleks dengan pusat dB sebagai ion logam punya empat ligan dan bentuk geometri square planar.

Ion Kompleks, Bilangan Koordinasi, Bentuk Geometri, dan Ligan

Ion komplek yaitu hubungan ion logam dengan jumlah dan jenis dari ligan yang berikatan

dengannya. Strukturnya memiliki 3 karakteristik ,yaitu bilangan koordinasi , bentuk geometri,

dan jumlah atom yang diberikan oleh setiap ligan.

Bilangan koordinasi : jumlah atom ligan yang berikatan langsung dengan ion atom pusat.

Bilangan koordinasi dari ion Co3+

di [Co(NH3)6]3+

adalah 6 karena enam atom ligan (N

dari NH3) berikatan dengannya. Bilangan koordinasi dari ion Pt2+

di berbagai

kompleksnya adalah 4, dan ion Pt4+

di kompleksnya adalah 6. Tembaga (II) punya

banyak bilangan koordinasi,yaitu 2,4, atau 6 di ion komplek yang berbeda. Secara

umum,bilangan koordinasi yang paling sering ditemui di ion kompleks adalah 6.

Geometri : bentuk ion komplek yang bergantung pada bilangan koordinasi dan sifat alami

dari ion logam itu sendiri. Tabel 23.6 menunjukkan bentuk geometri dengan bilangan

koordinasi 2,4,dan 6. Ion komplek dengan ion logam yang bilangan koordinasinya 2,

seperti [Ag(NH3)2]+, adalah linear. Bilangan koordinasi 4 menghasilkan 2 bentuk seperti

square planar atau tetrahedral. Kebanyakan ion logam d8

membentuk ion kompleks

square planar, seperti pada gambar 23.9B. ion d10

membentuk ion kompleks tetrahedral.

Bilangan koordinasi 6 menghasilkan bentuk octahedral seperti pada contoh [Co(NH3)6]3+

di gambar 23.9A.

Atom yang diberikan oleh setiap ligan. Ligan dari ion komplek adalah molekul atau anion

dengan 1 atau lebih atom yang setiap pemberian memberikan pasangan elektron ke ion

logam dan membentuk ikatan kovalen. Mereka mempunyai setidaknya satu pasangan,

donor atom yang lebih sering datang dari golongan 5A(15),6A(16), atau 7A(17).

Ligan dibagi berdasarkan jumlah atom

yang diberi dan dipakai berikatan

dengan ion logam pusat.

Monodentat,seperti Cl- dan NH3 yaitu

ligan yang memberikan satu atom.

Bidentat,yaitu ligan yang memberikan

2 atom, yang masing-masing berikatan

dengan ion logam. Polidentat

memberikan lebih dari 2 atom. Seperti

pada table 23.7,menunjukkan beberapa

ligan yang umum dijumpai di

coordination compounds.

Rumus dan Cara

Penamaan Coordination

Compound

Ada 3 aturan penting untuk menuliskan

rumus dari coordination compound.

1. Kation dituliskan sebelum anion.

2. Muatan dari kation diseimbangkan

dengan muatan dari anion.

3. Dalam ion kompleks, ligan netral

dituliskan sebelum ligan anion dan

rumus dari semua ion di tempatkan di

dalam kurung siku.

Seluruh ion kompleks mungkin saja

kation atau anion. Kompleks kation

punya anion sebagai counter ionnya.

Dan kompleks anion punya kation

sebagai counter ionnya. Untuk

menemukan muatan dari ion logam

sebagai contoh dalam

K2[Co(NH3)2CI4], 2K+ sebagai counter

ion menyeimbangkan muatan kompleks

anion [Co(NH3)2CI4]2-

yang punya 2

molekul NH3 dan 4 ion Cl- sebagai

ligannya. 2 NH3 netral, dan 4 Cl-

mempunyai muatan total 4-,dan dari

seluruh ion kompleks punya muatan 2-.

Jadi ion logam pusat seharusnya Co2+

.

Muatan ion kompleks = muatan ion logam + jumlah

muatan semua ligan

2- = muatan ion logam + [(2x0) + (4x1-)]

Jadi, muatan ion logam = (2-) - (4-) = 2+

Kebanyakan coordination compound dinamakan

berdasarkan sistem yang menggunakan beberapa

peraturan seperti di bawah ini:

1. kation dinamakan sebelum anion. Dalam penamaan

[Co(NH3)4Cl2]Cl sebagai contohnya, kita namakan ion

[Co(NH3)4Cl2]+ sebelum ion Cl

-. Sehingga namanya

adalah tetraamindiklorocobalt(III) klorida. Spasi yang

memisahkan kation dan anion.

2. Didalam ion kompleks, ligan dinamakan dari urutan

alphabet sebelum ion logam. Catatan bahwa ion

[Co(NH3)4Cl2]+ dinamakan dalam peraturan ke 1, 4 NH3

dan 2 CL- dinamakan sebelum Co

3+.

3. ligan netral mempunyai nama molekul, tetapi ada

beberapa pengecualian (tabel 23.8). ligan anion berakhiran

–ida dan ditambahkan –o pada akhir nama. Sebagai contoh nama flourida dari ion F–

yang

menjadi ligan bernama flouro.2 ligan di [Co(NH3)4Cl2]+

adalah ammina (NH3) dan kloro (Cl-)

dengan ammina dinamakan terlebih dahulu sebelum kloro secara alphabet.

4. numerical prefix menunjukkan jumlah dari ligan. Tetraammina menyumbangkan 4 NH3

,dikloro menyumbangkan 2 Cl-. Aturan ini tidak mempengaruhi urutan alphabet , sehingga

tetraammine tetap dinamakan sebelum dikloro. Beberapa nama ligan sudah mempunyai

numerical prefix,seperti etilendiamin, kita gunakan bis(2),tris(3),atau tetrakis(4) untuk

menunjukkan jumlah ligan.

Karena dia mempunyai 6 donor

atom,maka ion

etilendiamintetraasetat (EDTA4-)

mempunyai kompleks yang

sangat stabil dengan berbagai

ion logam. Sifat ini membuat

EDTA sangat berguna untuk

logam berat yang beracun.

Setelah dimasukkan ke tubuh

pasien, ion akan berperan

menghilangkan timbale dan

logam berat lainnya dari darah

dan cairan tubuh lainnya

5. bilangan oksidasi dari ion logam pusat ditulis dalam bilangan

romawi hanya saat ion logam punya lebih dari 1bilangan.

6. jika ion kompleksnya anion, diberi tambahan nama pada akhir

logam –ate. Seperti K[Pt(NH3)Cl5] adalah potassium

amminapentakloroplatinate (IV). Untuk beberapa

logam,digunakan akhiran Latin dengan –ate pada

akhirnya,ditunjukkan pada tabel 23.9.

Alfred Werner dan Teori Koordinasi

Coordination Compound ditemukan 200 tahun yang lalu oleh seorang ahli kimia muda asal

Swiss bernama Alfred Werner yang dimulai pada 1980an. Dia meneliti berbagai jenis ikatan

seperti jenis cobalt seperti pada tabel 23.10.

CONTOH MASALAH 23.3 MENULISKAN NAMA DAN RUMUS COORDINATION COMPOUND

Masalah :

(a) Apa nama dari Na3[AlF6]?

(b) Apa nama dari [Co(en)2Cl2]NO3?

(c) Apa rumus dari tetraamminbromokloroplatinum(IV) klorida?

(d) Apa rumus dari hexaammincobalt(III) tetrakloroferrat(III)?

Rencana permasalahan:

Gunakan peraturan yng terdapat di tabel 23.8 dan 23.9

Penyelesaian :

(a) Ion kompleksnya adalah [AlF6]- . terdapat 6 F

- sebagai ligan sehingga menjadi hexaflouro. Ion kompleksnya

adalah anion,sehingga akhiran logam dirubah menjadi –ate,hexaflouroaluminate. Alumunium hanya punya 1

bilangan oksidasi,yaitu +3 sehingga tidak digunakan aturan Roman Numerical. Ion counter positif dinamakan

pertama dan diberi spasi,sehingga namanya menjadi sodium hexaflouroaluminate.

(b) disusun secara alfabetis, ada 2 ion Cl- dan 2 en [dikloro dan bis(etilendiammine)] sebagai ligan. Ion

kompleksnya positif,sehingga nama logam tetap. Tetapi kita harus menentukan bilangan oksidasinya karena Co

punya beberapa. Ada 1 NO3- menyeimbangkan muatan +1. Dengan 2- dari 2 Cl

- dan 0 dari 2 en, logam nya

menjadi Co(III). Sehingga namanya menjadi diklorobis(etilendiamin)cobalt(III) nitrate.

(c) Ion logam pusat ditulis pertama. Diikuti oleh ligan netral lalu ligan negatif yang telah diurutkan sesuai

alphabet . tetraammin menunjukkan 4NH3, bromo menunjukkan 1 Br-,kloro menunjukkan 1 Cl

-, dan

platinum(IV) adalah Pt4+

. Jadi ion kompleksnya adalah [Pt(NH3)4BrCl]2+

. muatan +2 berasal dari penjumlahan

4+ dari Pt4+

,0 dari 4 NH3, 1- dari Br-, 1- dari Cl

-, untuk menyeimbangkan muatan jadi ditambahkan 2 counter ion

Cl-. > [Pt(NH3)4BrCl]Cl2.

(d) Ikatan ini terdiri dari 2 ion kompleks yang berbeda. Di kation, hexaammine=6NH3,cobalt(III)=Co3+,

jadi

kationnya adalah [Co(NH3)6]3+.

Muatan 3+ berasal dari jumlah 3+ dari Co3+

dan 0 dari 6 NH3. Di anion,

tetrakloro=4Cl-,dan ferrat(III)=Fe

3+. Jadi anionnya adalah [Fe(Cl)4]

-. 1- berasal dari jumlah 3+ dari Fe

3+ dan 4-

dari 4Cl-. Untuk membentuk ikatan netral, satu kation 3+ diseimbangkan dengan 3 anion 1-.

>[Co(NH3)6][Fe(Cl)4]3.

Seperti yang bisa

dilihat, data percobaan

Werner menunjukkan

jika total ligan yang

ada tetap sama dalam

setiap ikatannya,

walaupun jumlah ion

Cl- dan molekul NH3

berbeda di setiap ion

kompleksnya. Sebagai

contoh pada ikatan

pertama[Co(NH3)6]Cl3,secara total mempunyai 4 ion, 1 pada [Co(NH3)6]3+

dan 3 pada Cl-.

Semua ion Cl- bebas membentuk AgCl . pada ikatan terakhir, [Co(NH3)Cl3] tidak punya ion yang

terpisah. Alfred Werner mendapatkan Nobel pada 1913 di bidang kimia.

Isomer dalam Coordination Compounds

Isomer adalah ikatan antara rumus kimia yang sama namun berbeda propertinya. Figur 23.10

menunjukkan secara singkat jenis isomer di Coordination Compounds yang paling umum.

Constitusional (struktur) isomers: Atom yang sama tersambung secara berbeda

Dua buah ikatan dengan rumus yang sama, tetapi dengan atom yang tersambung berbeda, disebut

dengan constitusional (struktur) isomer.

1. Coordination isomer, terjadi saat komposisi suatu ion kompleks berubah bukan pada

ikatannya. Salah satu cara isomer ini bisa terjadi ketika

ligan dan counter ion bertukar tempat. Seperti pada

[Pt(NH3)4Cl2](NO2)2 dan [Pt(NH3)4(NO2)2]Cl2. Pada ikatan

pertama, ion Cl- adalah ligan, dan ion NO2

- adalah counter

ion. Pada ikatan kedua,terjadi perpindahan tempat. Cara

lain isomer ini bisa terjadi yaitu pada ikatan 2 ion kompleks dimana 2 set ligan di 1 ikatan

saling bertukar.

2. Linkage isomer, terjadi ketika komposisi dari ion kompleks tetapi penempatan ligan dari

donor atom berubah. Contoh, ion nitrit bisa mengikat pasangan N

atom manapun. (nitro,O2N:) atau 1dari atom O,(nitrito,ONO:),

untuk memberikan linkage isomer. Seperti pada ikatan

pentaamminnitrocobalt(III) klorida [Co(NH3)5(NO2)]Cl2 (kiri)

yang berwarna orange dan linkage isomer pentaamminnitritocobalt(III) klorida [Co(NH3

)5(ONO)]CI2 (kanan)yang berwarna merah.

Stereoisomer : Pengurutan Spatial atom yang berbeda

Stereoisomer adalah ikatan yang punya koneksi atomic yang sama tetapi pengurutan spatial atom

yang berbeda.Terdiri dari,isomer geometri dan isomer optik.

1. Isomer geometri (juga disebut isomer cis-trans dan kadang diastereomers) terjadi ketika

atom atau kumpulan atom diurutkan

secara berbeda ke ion logam pusat.

Sebagai contoh, square planar

[Pt(NH3)2Cl2] punya dua pengurutan,

yang menjadikan 2 ikatan berbeda.

I

Isomer dengan ligan yang saling bersebelahan

adalah cis-diammindikloroplatinum(II) (gambar

A). dan isomer dengan ligan yang saling

berseberangan adalah trans-

diammindikloroplatinum(II). Sifat dari

keduanya akan berbeda. Octahedral kompleks

juga terdiri dari cis-trans isomer. Cis isomer

dari ion [Co(NH3)4Cl2]+ punya 2 ligan Cl-

Figur 23.11 Geometrik (cis-trans) Isomer. A. cis dan trans isomer pada square planar coordination compound [Pt(NH3)2Cl2] B. cis dan trans isomers pada ion kompleks octahedral [Co(NH3)4Cl2]+. Warna pada bentuk menunjukkan warna asli pada jenis tersebut.

yang saling bersebelahan dan berwarna violet. Sedangkan trans isomer mempunyai dua

ligan yang saling bersebrangan dan menghasilkan warna hijau.

2. Isomer optic (disebut juga enantiomers) terjadi ketika molekul

dan bayangan gambarnya tidak bisa superimposed. isomer

optic diidentifikasi secara fisik dalam segala cara,kecuali satu,

arah dimana mereka berotasi. Ion Octahedral kompleks

menunjukkan banyak contoh dari isomer optic. Seperti contoh

pada figur 23.12A, dua struktur (I dan II) dari [Co(en)2Cl2]+,

cis-diklorobis(etilendiamin)cobalt(III),merupakan bayangan

dari yang lainnya. Putar struktur I 180o vertical axis dan akan

ditemukan III. Ligan Cl- pada III cocok dengan II, tetapi ligan

en tidak. II dan III (rotasi I) bukan superimposable, mereka

masih isomer optic. Salah satu isomer ditunjukkan sebagai

d- [Co(en)2Cl2]+ dan yang lainnya adalah l-[Co(en)2Cl2]

+

tergantung dari mana berotasi ke kanan (d- untuk “dekstro”)

atau ke kiri (l- untuk “levo” ). Pada figur 23.12B, dua struktur dari trans-

diklorobis(etilendiammin)cobalt(III) ion bukanlah isomer optic. Putar I 90o

sekitar

vertikal axis dan akan ditemukan III, yang merupakan superimposable dari II.

Figur 23.12 A. Struktur I dan bayangannya,struktur II,adalah isomer optic dari cis-[Co(en)2Cl2]

+ . rotasi struktur I menghasilkan struktur III,yang tidak sama dengan struktur II

B. trans isomer tidak punya isomer optic. Rotasi

dari struktur I menghasilkan struktur III, yang

merupakan sama dengan struktur II,bayangan

dari struktur I

Antikanker geometri isomer

Pada pertengahan

1960,Barnett Rosenberg dan

temannya menemukan bahwa

cis-[Pt(NH3)2Cl2] anti tumor

agen yang sangat efektif .

isomer geometri, trans-

[Pt(NH3)2Cl2], tidak punya

efek antitumor. Cisplastin

mungkin bekerja dengan

diselipkan dengan DNA sel

kanker double helix, yang

menyebabkan donor atom

menggantikan ligan Cl- dan

mengikat platinum(II) dengan

kuat,mencegah replikasi DNA

Aplikasi Teori Ikatan Valensi ke Ion Kompleks

Teori Ikatan valensi, yang membantu menjelaskan ikatan dan

struktur dari ikatan golongan utama, juga digunakan untuk

menjelaskan ikatan pada ion kompleks. Dalam pembentukan

ion kompleks, ligan mengisi orbital mendahului orbital ion

logam yang kosong. Ligan (basa lewis) memberikan pasangan

electron dan ion logam (asam lewis) menerimanya untuk

membentuk suatu ikatan kovalen dalam ion kompleks. (lewis

adduct). Ikatan seperti itu, dimana satu atom dalam suatu ikatan

memberikan semua elektronnya disebut coordinate covalent

bond, meskipun setelah terbentuk mereka mirip seperti ikatan

kovalen yang lainnya.

CONTOH MASALAH 23.4 MENENTUKAN JENIS DARI STEREOISOMER

Masalah: Gambar semua stereoisomer untuk setiap jenis isomer dibawah ini: (a) [Pt(NH3)2Br2](square planar) (b)[Cr(en)3]

3+ (en=H2NCH2CH2NH2) Rencana penyelesaian: Pertama tentukan geometri dari setiap ion logam dan sifat dari ligan. Jika terdapat 2 ligan yang berbeda yang bisa ditempatkan di posisi yang berbeda,maka isomer geometri (cis-trans) bisa terjadi. Lalu kita liat apaah bayangan dari isomer itu superimposable terhadap yang asli. Jika tidak, isomer optic yang terjadi. Penyelesaian: (a) kompleks Pt(II) adalah square planar dan terdapat 2 monodentat ligan. Setiap pasangan ligan bisa berpindah bersebelahan ataupun berseberangan,sehingga isomer geometri terjadi dan setiap isomer superimposable terhadap bayangannya,sehingga tidak ada isomer optic. (b) etilendiamin (en) adalah ligan bidentat. Cr3+ punya bilangan koordinasi 6 dan octahedral geometri. Tiga bidentat ligan adalah identik sehingga tidak ada isomer geometri . ion kompleksnya tidak mempunyai bayangan superimposable, sehingga isomer optic terjadi.

Figure 23.13 hybrid orbital dan ikatan di octahedral [Cr(NH3)6]3

+

a. ikatan valensi pada ion

[Cr(NH3)6]+

b. diagram orbital parsial menunjukkan pencampuran dari dua 3d,satu 4s, dan tiga 4p orbital di Cr3+ untuk membentuk enam d2sp3 orbital hybrid, yang terisi dengan enam pasang NH3 (merah)

Kompleks octahedral ,ion hexaamminchromium(III) [Cr(NH3)6]3+

menggambarkan aplikasi dari

valence bond (VB) teori untuk

octahedral kompleks (figure 23.13).

enam orbital dengan energy terendah

dari ion Cr3+

-dua 3d,satu 4s, dan tiga

4p- bersatu dan membentuk eqivalen

d2sp

3 hybrid orbital. Enam molekul NH3

memberikan pasangan electron yang

berasal dari nitrogen untuk membentuk

enam ikatan logam-ligan. Tiga 3d yang

tidak berpasangan dari ion Cr3+

pusat ([Ar]3d3), yang akan membentuk ion kompleks bersifat

paramagnetic, tetap pada unhybridized orbital.

Kompleks square planar, ion logam dengan konfigurasi d8

biasanya akan membentuk kompleks square planar(figur 23.14).

pada ion [Ni(CN)4]2-

sebagai contoh, model terdiri dari satu 3d,satu

4s, dan dua 4p orbital dari Ni2+

bergabung dan membentuk empat

dsp2 hybrid orbital yang menerima satu pasangan electron dari

setiap ligan CN-.

Kompleks tetrahedral, ion logam yang sudah mengisi d sublevel, seperti Zn2+

([Ar]3d10

) , sering

membentuk kompleks tetrahedral (figure 23.15).

Figur 23.14 Hybrid orbital

dan ikatan pada square

planar ion [Ni(CN)4]2-

A. ikatan valensi pada

[Ni(CN)4]2-

B. dua pasang 3d electron

berpasangan dan

membebaskan satu 3d

orbital untuk hybridisasi

dengan 4s dan dua 4p

orbital untuk membentuk

empat dsp2 orbital yang

menjadi pasangan dari

empat ligan CN- (merah)

Figur 23.15 hybrid orbital dan

ikatan pada tetrahedral ion

[Zn(OH)4]2-

A. ikatan valensi pada

[Zn(OH)4]2-

B.gabungan satu 4s dan tiga 4p

orbital memberikan empat sp3

hybrid orbital yang tersedia

untuk menerima pasangan dari

ligan OH- (merah)

Mengapa setiap substansi memiliki warna?

Cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik yang mengandung semua panjang gelombang

(lamda). Cahaya putih bisa terdispersi menjadi spectrum warna, yang masing-masing

mempunyai jarak panjang gelombang. Suatu objek terlihat berwarna pada cahaya putih karena

mereka menyerap berbagai panjang gelombang dan

memantulkannya. Jika suatu objek menyerap semua

panjang gelombang yang terlihat, maka warnanya menjadi

hitam, sebaliknya jika memantulkan semua maka warna

yang terlihat adalah putih. Setiap warna mempunyai warna

komplemen. Sebagai contoh hijau dan merah adalah warna

komplemen. Gabungan dari warna komplemen menyerap

semua panjang gelombang terlihat dan terlihat hitam.

Seperti yang tertera pada figur 23.16 yang menunjukkan

hubungan artist color wheel. Suatu objek memiliki

particular color untuk alasan:

1. memantulkan cahaya dari warnanya sendiri,sehingga

jika suatu objek menyerap semua panjang gelombang

kecuali hijau, pantulan cahaya yang memasuki mata kita

adalah warna hijau.

2. menyerap cahaya dari warna komplemen. Sehingga jika objek hanya menyerap merah,

komplemen dari hijau, maka sisa panjang gelombang yang dipantulkan dan memasuki mata kita

akan hijau juga.

Tabel 23.11 menunjukkan daftar warna yang diserap dan hasil warnanya.

Contoh sederhana yang sering dijumpai yaitu pergantian

warna daun di musim tertentu. Pada musim semi dan panas,

daun mengandung banyak sekali klorofil dan hanya

mengandung sedikit pigmen warna yang lain yang disebut

xantofil. Klorofil menyerap warna merah dan biru dengan

sangat kuat, dan memantulkan banyak sekali panjang

gelombang warna hijau ke mata kita. Pada musim gugur,

dimana fotosintesis jarang terjadi, daun tidak lagi

mengandung klorofil, sehingga warna hijau menghilang

bersamaan dengan terdekomposisinya klorofil. Xantofil

yang tertutup oleh klorofil keluar dan menyerap warna hijau

dan biru dengan kuat. Sehingga menampilkan warna kuning

dan merah pada musim gugur.

Pemisahan d Orbital pada octahedral field pada ligan

Figure 23.17A

menunjukkan enam ligan

bergerak menuju ion logam

untuk membentuk komplek.

Karena ligan bergerak pada

sumbu x,y,dan z mereka

muncul langsung menuju

lobes dari dx2

-y2 dan dz

2

orbital (figure 23.17B dan

C) tetapi diantara lobes

pada dxy,dxz, dan dyz orbital

(figur 23.17D sampai F).

Lalu, electron pada dx2-y2

dan dz2 orbital memiliki

repulse lebih kuat daripada

di dxy,dxz,dyz.

Energi diagram dari orbital

menunjukkan kelima d

orbital lebih tinggi di energi

saat membentuk kompleks

daripada di ion logam yang

bebas karena repulsi dari

munculnya ligan, tetapi

energi orbital terbagi dengan dua orbital yang lebih tinggi di energy dibandingkan tiga yang

lainnya. (figur 23.18). dua energy orbital yang lebih tinggi disebut eg dan tiga yang lainnya t2g

orbital. Pemisahan energy orbital disebut crystal field effect dan perbedaan energy antara eg dan

t2g adalah crystal field splitting energy (∆).

berdasarkan figure 23.19, H20 termasuk weak-field ligan,

dan CN- adalah strong-field ligan.

Penjelasan warna pada logam transisi

Warna dari coordination compound ditentukan oleh

perbedaan energy (∆) antara t2g dan eg orbital di ion

kompleksnya. Perbedaan antara dua energy level electron

pada ion sama dengan energy dari photon yang terserap.

∆Eelektron = Ephoton = hv

substansi punya warna karena hanya beberapa panjang

gelombang dari cahaya putih yang diserap.

Spektra absorbsi menunjukkan bahwa panjang gelombang yang terserap

oleh ion logam dengan ligan yang berbeda dengan ion logam yang

ligannya sama. Dari data tersebut, dapat dihubungkan energy dari

cahaya yang diserap ke nilai ∆. Observasi pertama :

1. untuk ligan yang diberi, warna tergantung pada bilangan oksidasi dari ion logam. Larutan ion

[V(H2O)6]2+

adalah violet dan larutan ion [V(H2O)6]3+

adalah kuning. Seperti yang tercantum

pada figure 23.21A.

2. untuk ion logam yang diberi, warna tergantung pada ligan. Bahkan pergantian satu ligan bisa

membuat dampak yang besar pada panjang gelombang yang diserap dan warna seperti yang bisa

dilihat dua ion kompleks Cr3+

pada figure 23.21B.

Observasi yang kedua yaitu memperbolehkan kita membuat rank ligan ke spectrochemical series

berdasarkan kemampuan mereka untuk memisah d-orbital energy. Beberapa jenis bergerak dari

weak-field ligan (kecil spiltting,kecil ∆) ke strong-field ligan.(besar splitting, besar ∆). Seperti

yang ditunjukkan pada figure 23.22. dengan menggunakan cara ini,kita bisa memprediksikan

ukuran relatif dari ∆ untuk octahedral kompleks yang sama ion logamnya

Sifat Magnet dari Kompleks logam Transisi

Pemisahan energy level menyebabkan sifat magnetic dengan mempengaruhi jumlah dari electron

yang tidak berpasangan pada ion logam di d orbital. Jika semua energy orbital lemah sudah

setengah terisi, maka electron selanjutnya bisa :

mengisi orbital setengah penuh, atau

mengisi orbital yang kosong dengan energy tertinggi

sebagai contoh, ion Mn2+ ([Ar]3d5 ) punya lima electron tidak berpasangan di orbital 3d (figure

23.23A)

Orbital terpengaruh dengan ligan dengan cara:.

weak-field ligan dan high-spin kompleks. Seperti pada figure

23.23B

strong-field ligan dan low-spin kompleks. Seperti pada figure

23.23C

diagram orbital untuk d1 sampai d9 di octahedral kompleks

menunjukkan kedua high-spin dan low-spin hanya tersedia untuk

d4,d5,d6,dan d7. Seperti pada figure 23.24.

Crystal Field Splitting pada Tetrahedral dan square planar

kompleks.

Tetrahedral kompleks, dengan ligan yang muncul dari ujung tetrahedron, tidak ada dari

kelima d orbital yang menuju langsung mengikuti jalannya. (figure 23.25).

Energy untuk memisahkan d orbital lebih kurang dari kompleks tetrahedral daripada di

kompleks octahedral yang memiliki ligan yang sama.

∆tetrahedral < ∆oktahedral

Hanya high-spin kompleks tetrahedral yang diketahui karena magnitude dari ∆ sangat

kecil.

CONTOH MASALAH 23.5 MENGURUTKAN CRYSTAL FIELD SPLITTING ENERGI UNTUK ION KOMPLEKS

DARI LOGAM YANG DIBERI

Masalah : Urutkan ion [Ti(H2O)6]

3+, [Ti(NH3)6]3+, dan [Ti(CN)6]

3- dalam urutan nilai relatif dari ∆ dan energi dari cahaya tampak yang diserap. Rencana penyelesaian: Rumus menunjukkan bilangan oksidasi titanium adalah +3 pada tiga ion. Dari figure 23.22,kita urutkan ligan berdasarkan kekuatan crystal field, ligan yang paling kuat, splitting terbesar, dan energy cahaya terserap yang paling tinggi. Penyelesaian: Kekuatan ligan field diurutkan CN->NH3>H2O. jadi nilai relatif dari ∆ dan energy cahaya yang terserap adalah Ti(CN)6

3->Ti(NH3)63+>Ti(H2O)6

3+

kompleks square planar, pengaruh dari ligan field di square planar mudah digambarkan.

Yaitu dengan membayangkan octahedral geometri lalu menghilangkan dua ligan di

sepanjang sumbu z. seperti pada figure

23.26. tanpa sumbu z, energy orbital

pada dz2

berkurang begitu juga pada

orbital yang lainnya. Sehingga bisa

disimpulkan bahwa kompleks square

planar adalah low spin.

Tidak ada satupun model yang bisa

memuaskan secara keseluruhan. Teori

VB muncul menawarkan penggambaran

mudah tentang informasi ikatan tetapi

belum sampai menjelaskan

terbentuknya warna. Crystal field model

memprediksikan warna dan sifat magnetic

secara bagus tapi belum mejelaskan tentang

sifat kovalen alami ikatan logam-ligan. Saat ini,

kimia menggunakan model lainnya, yaitu

ligan field-molecular orbital theory. Yang merupakan gabungan dari dua model

sebelumnya dengan teori MO. Sebagai tambahan tentang pentingnya aplikasi kimia,

kompleks dari transisi punya peran penting dalam sistem kehidupan.