3 Teori Medan Kristal

8/12/2019 3 Teori Medan Kristal

1/16

Teori Medan Kristal


2/16

Teori medan kristal adalah model yang hampir secara menyeluruh menggantikan

teori ikatan valensi, pertama kali dimunculkan oleh Hans Bethe pada 1929.

Pada mulanya merupakan model yang hanya didasari oleh interaksi elektrostatikantara atom pusat dengan ligan. Pada 1935 J. H. Van Vleck memasukkan ide tentangkovalensi pada interaksi dan menghasilkan teori medan ligan.

Diaplikasikan untuk senyawaan kompleks logam transisi pada 1950an. Teori ini yang murni menyatakan bahwa satu-satunya interaksi antara atom pusat

dengan ligan adalah elektrostatik.

Walaupun tidak realistis teori ini merupakan awal yang baik bagi perkembanganteori kimia koordinasi.

Secara teoritis hanya ada 5 orbital d, tetapi ada 6 cara untuk menggambarkannya. dz2merupakan kombinasi linear dari dua cara yaitudz2-x2dan dz2-y2. Kelima orbital dpada atom ion dalam bentuk gas adalah degenerate (setara). Bila

pengaruh luar datang secara merata energinya berubah tetapi tetap degenerate. Bila

pengaruh datang dari ligan (mis. NH3, tidak merata) maka akan terjadi pemisahantingkat energi.


3/16


4/16

Efek medan kristal: simetri oktahedral

Bila 6 buah ligand datang dari arah sumbu-sumbuh Cartesian tidak semua orbitalmengalami pengaruh yang sama.

dz2dan dx2-y2mengalami tolakan dan berubah menjadiEg, sedangkan dxy, dxz, dan dyzrelatif tidak terpengaruh dan berubah menjadi T2g.

Selisih energy adalah !oatauDq. Perubahan dianggap merupakan proses 2 tahap,pertama, naiknya energi semua orbital, kedua, terjadi pemisahan/spliting


5/16

Serapan kompleks d1[Ti(H2O)6]3+: t2g1eg0> t2g0eg1 terjadi pada frekuensi 20300cm-1yang setara dengan 243 kJ mol-1, energi !o. Energi ini dalam kisaran energiikatan kimia.


6/16

Energi stabilisasi medan kristal (CFSE)

Dalam kompleks d1tadi elektron menempati t2gyang berada pada tingkat energi-0,4!o relatif terhadap titik berat/barycenterorbital d.

Kompleks terstabilkan sebesar 0,4!obila dibandingkan dengan yang dipengaruhioleh medan yang merata (hipotetik). Harga ini disebut crystal field stabilizationenergy (CFSE).

d2, t2g2, 0,8!o; d3, t2g3, 1,2!o d4 : bila !o< P, (medan lemah/weak fieldatau spin tinggi/high spin), elektron akan

mengisi eg, bila !o> P, (medan kuat atau spin rendah), elektron akan mengisi t2g. Padalah energi berpasangan.


7/16


8/16

P terdiri dari 2 komponen:1. Energi tolakan Coulombik. Semakin ke bawah dalam satu golongan nilainya semakin kecil.

2. Energi pertukaran. Muncul bila salah satu dari 2 elektron dipaksa membalik spinnya ketika

berpasangan.

Pada kompleks d5terjadi kehilangan energi pertukaran besar bila elektron-elektronnyadipaksa berpasangan. Karena itu kebanyakan kompleksd5adalah spin tinggi.


9/16

Simetri tetrahedral

Dua bentuk utama kompleks koordinasi 4: segiempat datar dan tetrahedral.

Pemecahan tingkat energi orbital dpada kompleks tetrahedral merupakan kebalikan

dari kompleks oktahedral, dengan lebar!oyang hanya setengahnya.

Subskripg tidak lagi dicantumkan karena simetri tetrahedral tidak memiliki inversi.


10/16

Simetri tetragonal: Kompleks segiempat datar

Bila 2 ligan pada kompleks ML6menjauhi atau mendekati atom pusat makakompleks yang dihasilkan disebut terdistorsi secara tetragonal.


11/16

Geometri segiempat datar disukai oleh logam ion yang memiliki konfigurasid8dengan kehadiran ligan medan kuat.

Elektron mengisi orbital yang berenergi rendah dxz, dyz, dz2dan dxy.

Contoh kompleks spin rendah: [Ni(CN)4]2, [PdCl4]2, [Pt(NH3)4]2+, [PtCl4]2dan[AuCl4]. Semuanya kompleks d8.

Pemecahan orbital untuk medan simetri yang lain:


12/16

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya!

1. Keadaan oksidasi ion logam. !bertambahbesar dengan bertambahnya bilanganoksidasi kation. Contoh [Ru(H2O)6]2+(!o= 19800 cm1) dan [Ru(H2O)6]3+(!o=28600 cm1)

2. Sifat alami ion logam. Untuk komplekdari grup yang sama harga !berturut-turut 3d< 4d< 5d

3. Jumlah dan bentuk ligan. Harga !untukkompleks tetrahedral hanya sekitarsetengah !kompleks oktahedral.


13/16

4. Sifat alami ligan. Deret spektrokimia:

[Cr(en)3]3+

[Cr(ox)3]3

[CrF6]3


14/16


15/16


16/16

Kelemahan teori medan kristal:

Tak dapat menjelaskan deret spektrokimia Ikatan antara ligan dan ion logam dianggap ionik

3 Teori Medan Kristal

Documents

Transcript of 3 Teori Medan Kristal