jenis ligan pada senyawa kompleks koordinasi.pptx

jenis jenis ligan pada senyawa kompleks

1. KIMIA ANORGANIK FISIK

2. Jenis-Jenis Ligan Pada pembentukan senyawa koordinasi selalu ada molekul-molekul atau ion-ion yang mendonorkan elektron-elektron , biasanya merupakan pasangan elektron (electron pair) , pada atom logam atau ion logam. Molekul-molekul atau ion-ion tersebut disebut dengan ligan ( ligand). Ligan membentuk ikatan kovalen dengan atom logam atau ion logam melalui satu atau lebih atom yang terdapat pada ligan tersebut. Atom-atom tersebut disebut atom donor. Jenis ligan sangat bervariasi, mulai dari ligan yang paling sederhana, yaitu ligan yang terdiri dari satu atom seperti ion F - sampai ligan yang sangat rumit seperti ligan-ligan makrosiklik.

3. Pada awal perkembangan kimia koordinasi, ligan-ligan yang umum diitemukan dalam senyawa koordinasi atau senyawa kompleks merupakan molekul netral atau anion yang memiliki pasangan elektron bebas (PEB) seperti NH 3 , H 2 O, CO, CN, NO 2 - dan Cl - . Ligan-ligan ini merupakan basa Lewis yang dapat mendonorkan pasangan elektron bebasnya pada atom pusat yang berlaku sebagai asam Lewis. Ligan yang terdapat dalam senyawa kompleks tidak terbatas pada molekul netral atau anion yang memiliki PEB, molekul-molekul yang memiliki pasangan elektron ikatan π seperti C 2 H 2 (asetilena), C 2 H 4 (etilena) dan C 6 H 6 (benzena) dapat juga berlaku sebagai ligan. Spesies yang memiliki pasangan elektron ikatan π dan elektron tidak berpasangan seperti C 5 H 5 (siklopentadienil = Cp), C 2 H 5 (alil) dan NO (nitrosil) juga dapat berlaku sebagai ligan.

4. Berdasarkan muatannya, ligan dikelompokkan ke dalam ligan negatif yang berupa anion, ligan netral berupa molekul dan ligan positif (jarang) berupa kation.

5. Berdasarkan jumlah atom donor atau pasangan elektron yang disumbangkannya, ligan diklasifikasikan menjadi ligan monodentat dan ligan polidentat. Ligan yang hanya memiliki satu atom donor yang diikat oleh ion logam dalam kompleks, disebut ligan monodentat atau unidentat seperti amina (NH 3 ). Ligan yang memiliki dua atau lebih atom donor yang diikat oleh ion logam yang sama dalam ion kompleks dinamakan ligan poilidentat atau multidentat. Ligan polidentat terdiri dari ligan bidentat atau ligan yang terikat dua atom pusat melalui dua atom donor, ligan tridentat (terikat atom pusat melalui tiga atom donor), ligan kuadridentat (terikat atom pusat melalui empat atom donor), dan ligan pentadentat (terikat atom pusat melalui lima atom donor), ligan heksadentat (terikat atom pusat melalui enam atom donor). Ligan pentadentat, heptadentat, oktadentat jarang ditemukan.

6. Ligan monodentat memiliki sebuah atom donor, contohnya adalah NH 3 , H 2 O, CO dan Cl - . Ligan monodentat yang atom donornya memiliki satu PEB biasanya hanya dapat membentuk sebuah ikatan kovalen koordinasi, misalnya ligan NH 3 dan CO. Atom donor dari ligan CO adalah atom C, bukan atom O, karena elektronegatifitas atom C lebih kecil dibandingkan elektronegatifitas atom O. Ligan-ligan monodentat lain yang popular digunakan dalam penelitian adalah EPh 3 (E = P, As, Sb; Ph = fenil) dan ECy 3 (E = P, As; Cy = sikloheksil). Ligan Monodentat

7. Ligan-ligan monodentat lain yang sering kali digunakan dalam penelitian adalah piridina (Py) dan beberapa turunannya, yaitu 2-metilpiridina (2-pikolina), 2,4-dimetilpiridina (2,4-lutidina), dan 2,4,6-trimetilpiridina (2,4,6-kolidina). Ligan Piridina dan turunannya

8. Ligan-ligan monodentat yang atom donornya hanya memiliki satu pasangan elektron bebas (PEB) umumnya hanya dapat membentuk satu ikatan kovalen dengan atom logam atau ion. Beberapa contoh ligan monodentat yang umum.

9. Ligan monodentat yang atom donornya memiliki lebih dari satu PEB, misalnya I - dapat membentuk: Satu ikatan kovalen koordinasi seperti teramati pada [AgI(AsPh 3 ) 3 ]

10. Dua ikatan kovalen koordinasi seperti teramati pada [(Ph 3 As) 2 Ag( μ- I) 2 Ag(AsPh 3 ) 2 ] Tiga ikatan kovalen koordinasi seperti teramati pada [AgI(AsPh 3 )] 4 Ligan tersebut berlaku sebagai ligan jembatan ( bridging ligand) apabila membentuk dua atau tiga ikatan kovalen koordinasi dengan atom pusat yang berbeda.

11. Ligan Monodentat Turunan Amina

12. Ligan bidentat memiliki dua atom donor dan satu atom molekul, contohnya adalah 1,2-diaminoetana ( etilenadiamina ), 1,3-diaminopropana, ion oksalat , 2,2 bipiridina dan 1,10-fenantrolina. Ligan B identat

13. Dua atom donor pada ligan 2,2-bipiridina dan 1,10-fenantrolina (0-fenantrolina) cenderung mengkoordinasi pada atom pusat yang sama sehingga dihasilkan kompleks dengan sepit . Contoh ligan bidentat yang lain adalah 1,n-bis( difenilfosfino ) alkana (n = 1-6).

14. Ligan tridentat memiliki tiga atom donor, contohnya adalah dietilenatriamina ( dien ) dan 2,2’,6’,2’’-terpiridina ( terpy ). Dua ligan tridentat tersebut cenderung membentuk kompleks sepit / kelat . Ligan Tridentat

15. Ligan tetradentat atau kuadridentat memiliki empat atom donor, contohnya adalah tris (2-aminoetil) amina ( trien ). Ligan Tetradentat a tau Kuadridentat

16. Ligan pentadentat memiliki lima atom donor, contohnya adalah eter mahkota 15-c rown -5. Ligan Pentadentat

17. Ligan heksadentat memiliki enam atom donor, contohnya adalah ion etilenadiaminatetraasetat (EDTA). Ligan Heksadentat

18. Enam atom donor pada EDTA adalah dua atom nitrogen dan empat atom oksigen dari empat gugus asetat . Dari dua atom oksigen yang terdapat pada gugus asetat hanya satu yang dapat dikoordinasikan pada atom pusat . Ligan EDTA cenderung membentuk kompleks sepit / kelat dan banyak digunakan dalam bidang kimia analitik , seperti pada penentuan kesadahan air menggunakan metode kompleksometri yaitu penentuan jumlah ion Ca 2+ atau Mg 2+ dan ion penyebab kesadahan lainnya yang terkomplekskan dengan EDTA.

19. Dalam menulis suatu ligan , gugus atau subtituen yang ada seringkali ditulis dalam bentuk singkatan seperti diberikan pada Tabel berikut: Tabel Singkatan nama gugus atau subtituen

20. Ligan yang memiliki lebih dari satu atom donor yaitu ligan bidentat , tridentat , tetradentat , pentadentat dan heksadentat seringkali disebut ligan polidentat . Pada ligan yang memiliki dua atau lebih atom donor, atom-atom donor tersebut dapat berikatan dengan atom pusat yang sama membentuk kompleks sepit ( chelate complex). Atom-atom donor ligan polidentat tidak harus semuanya membentuk ikatan dengan atom pusat . Misalnya pada ion kompleks yang ditunjukkan pada gambar . Pada ion kompleks tersebut terdapat dua ligan etilenadiamina . Sebuah ligan etilenadiamina berikatan dengan atom pusat melalui dua atom donornya, sedangkan ligan etilenadiamina yang lain hanya berikatan dengan atom pusat melalui satu atom donornya .

21. Ligan dengan pasangan elektron ikatan π dan elektron tak berpasangan seperti nitrosil (NO) dapat mendonorkan satu atau tiga elektronnya kepada atom pusat . Bila yang didonorkan satu elektron maka geometri di sekitar atom N adalah huruf v dan NO dikatakan sebagai nitrosil bengkok (bent nitrosil ). Bila yang didonorkan tiga elektron maka geometri di sekitar atom pusat adalah linear (linear nitrosil ). Dua molekul tersebut ditunjukkan pada gambar .

22. Ligan yang memiliki pasangan elektron ikatan π dalam berikatan dengan atom pusat adalah melalui atom-atom yang terlibat dalam ikatan π tersebut seperti ditunjukkan pada gambar

23. Ligan yang merupakan cincin planar seperti siklopentadienil dengan semua atom karbon merupakan atom donor, pola koordinasinya dengan atom pusat dapat digambarkan seperti pada gambar 3.20. Pada gambar 3.20(a) semua ikatan antara atom pusat (M) dengan atom-atom karbon digambarkan. Pada gambar 3.20(b) ikatan-ikatan antara atom pusat dengan atom-atom karbon diwakili oleh garis antara atom pusat menuju pusat dari cincin siklopentadienil . Gambar 3.21(b) cenderung lebih banyak digunakan .

24. Ligan Tripod, Ligan Makrosiklik dan Ligan Pengapsul Beberapa ligan polidentat dengan empat atom donor atau lebih dapat digolongkan sebagai ligan tripod, ligan makrosiklik atau ligan pengapsul. Ligan-ligan ini termasuk ligan yang rumit dan biasanya membentuk senyawa kompleks dengan struktur yang rumit pula.

25. Ligan tripod memiliki empat atom donor. Ligan ini memiliki rumus umum X (—Y) 3 di mana X adalah atom nitrogen, fosfor atau arsenik; Y adalah substituen seperti R 2 N, R 2 P , R 2 As , RS atau RSe; dan — adalah rantai penghubung yang dapat berupa CH 2 , (CH 2 ) 3 , atau o-fenilena. Contoh dari ligan tripod adalah N(CH 2 CH 2 NH 2 ) 3 (trien), dan N[CH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 ] 3 , ( Me 6 trien ). Ligan tripod biasanya digunakan untuk membuat senyawa kompleks berbentuk trigonal bipiramida (TBP). Ligan Tripod

26. Ligan Makrosiklik Parker(1986) menyatakan bahwa makrosiklik merupakan molekul organik yang memiliki cincin yang tersusun atas 15 atom atau lebih. Jumlah atom dalam ligan makrosiklik kebanyakan adalah 14 atom atau lebih dengan atom donor minimal empat buah. Oleh karena itu ligan makrosiklik dapat didefinisikan sebagai molekul organik yang memiliki cincin yang tersusun atas empat atom atau lebih atom donor. Contoh ligan makrosiklik adalah eter mahkota 18-crown-6, dibenzo-18-crown-6, 24-crown-8 , ftalosianina (phatalocyanine) dan kriptat- mmn (cryptate-mmn) (m dan n adalah bilangan bulat).

27. Kriptat-mmn memiliki atom donor nitrogen dan oksigen seperti ditunjukkan pada gambar. Kriptat merupakan ligan yang dapat membentuk sepit dan rongga dengan ukuran tertentu. Rongga ini dapat diperkirakan besarnya berdasarkan ukuran cincin (harga m dan n) dan dapat ditempati oleh ion-ion logam dengan ukuran tertentu saja. Oleh karena itu ligan ini termasuk dalam golongan ligan selektif.

28. Ligan Pengapsul Ligan pengapsul adalah ligan yang disintesis di sekitar atom pusat yang berupa ion logam. Ligan ini cendrung mengikat dengan kuat atom pusat yang ada sehingga sulit untuk dilepaskan. Contohnya adalah ligan di sekitar atom pusat M yang terdapat pada gambar. Kompleks seperti pada gambar disebut kompleks kapsul ( encapsulation complex ) dan cendrung bersifa t stabil sehingga memungkinkan untuk dilakukannya studi oksidasi atau reduksi atom pusat pada kondisi asam atau basa yang sangat ekstrem.

29. Sejumlah topologi molekul (bentuk tiga dimensi) untuk mengakomodasi ion logam yang lebih cenderung mempunyai bilangan koordinasi tertentu atau molekul kecil. Awalnya biasanya melibatkan ikatan kovalen tetapi saat ini juga melibatkan interaksi kovalen lemah misalnya ikatan hidrogen.

30. Bilangan Koordinasi Atom Pusat Pada Suatu Senyawa Koordinasi Pada senyawa kompleks banyaknya atom donor yang terikat pada atom pusat disebut dengan bilangan koordinasi. Untuk senyawa kompleks dengan ligan monodentat, bilangan koordinasi atom pusat adalah sama dengan jumlah ligan yang diikatnya. Bilangan koordinasi tidak sama dengan bilangan oksidasi atau tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi dari atom yang berikatan adalah muatan yang dimiliki oleh atom tersebut apabila elektron-elektron dalam setiap ikatan diberikan pada atom yang lebih elektronegatif.

31. Pada ion kompleks yang dua atom donor dari ligan bidentat berikatan dengan atom pusat yang sama sehingga yang terbentuk adalah ion kompleks dengan sepit. Bilangan koordinasi yang sering dijumpai pada senyawa kompleks adalah 4 dan 6 . Pada kenyataannya ada beberapa efek yang mempengaruhi pembentukan kompleks ligan-logam.

32. Secara umum adalah stereokimia dan bilangan koordinasi yang terbentuk tergantung pada empat faktor utama: Interaksi elektronik antara atom pusat dan ligan, khususnya dipengaruhi oleh jumlah elektron pada orbital d dan f ion logam. Ukuran ion logam dan panjang ikatan yang lebih disukai antara logam – ligan donor. Gaya tolak antara ligan – ligan Geometri dan rigiditas/ ketegaran ligan.

33. Bilangan Koordinasi Dua (ML2) Komplek dengan bilangan koordinasi dua merupakan kompleks dengan stabilitas paling rendah yang pernah dilaporkan. Kita mengharapkan kompleks ML2 geometrinya berbentuk linear dengan posisi ligan berseberangan membentuk garis lurus dengan atom pusat . Penyimpangan dari hal ini dapat terjadi manakala terjadi deformasi sudut ikatan yang memungkinkan sudut ikatnya lebih rendah dari 180 C. Secara eksperimen banyak ditemukan kompleks dengan struktur linear.

34. Kompleks dengan Bilangan Koordinasi Tiga (ML3) Berdasarkan prediksi VSEPR, geometri ML3 adalah trigonal planar. ML3 seperti ML2, sering terjadi pada ion logam transisi yang mempunyai elektron d yang banyak (d8, d9, d10). Bentuk yang lain selain trigonal planar adalah bentuk –T dan trigonal piramida. Bentuk yang terakhir merupakan hasil dari distorsi kompleks induk bentuk trigonal.

35. Kompleks dengan Bi l angan Koordinasi E mpat (ML 4 ) Koordinasi 4 (ML4) merupakan kompleks yang umum dan mempunyai dua bentuk utama yaitu tetrahedral dan bujursangkar yang merupakan bentuk ideal dari koordinasi empat. Bentuk geometri tetrahedral jarang ditemukan, yang sering ditemukan kompleks dengan geometri intermediet dari kedua bentuk tersebut, seperti pada gambar 3.33.

36. Dalam kenyataanya semua bentuk ditemukan, misalnya untuk ion [ MCl 4 ] 2- , kompleks Co(II) dengan sistem d7 adalah tetrahedral, kompleks Ni(II) dengan sistem d 8 adalah intermediet dan kompleks Cu(II) dengan sistem d 9 adalah segi empat pelanar. Tetrahedral atau tetrahedral terdistorsi dari hasil eksperimen menunjukkan bahwa banyak ditemukan dalam kompleks netral atau anion, misalnya pada [CuX 4 ] 2- , [FeX 4 ] 2- , dan [CoX 4 ] 2- dengan X = ion halogen. Kompleks segiempat planar/bujursangkar pada umumnya terjadi kompleks dengan atom pusat yang mempunyai sistem ion logam d8 seperti Rh(I), Ir(I ), Pd(II), Pt(II) and Au(III ).

37. Struktur ambivalen suatu sistem d 8 seperti Ni(II) dapat terjadi perubahan geometri karena keadaan ligan, seperti pada gambar 3.35 dimana geometri berubah karena perubahan kondisi ligan.

38. Koordinasi Lima (ML 5 ) Kompleks dengan koordinasi lima banyak ditemukan pada kompleks dengan ion logam transisi periode pertama dan ion logam lainnya. Model VSEPR yang dimodifikasi memprediksi dua bentuk dari koordinasi lima yaitu piramida segiempat dan piramida segitiga.

39. Koordinasi Enam (ML 6 ) Koordinasi enam merupakan kompleks yang paling umum ditemukan di alam (ditemukan untuk semua d – d 10 ) dan ditemukan pada kompleks logam dari blok s dan p dalam tabel periodik. Pada koordinasi enam terdapat dua bentuk geometri yaitu oktahedral dan trigonal prismatik. Bentuk oktahedral merupakan bentuk yang paling umum ditemukan sedangkan bentuk trigonal prismatik jarang ditemukan tetapi ada di alam .

40. Pola Koordinasi Ligan Pada Atom Pusat Teori Koordinasi Werner Werner menyimpulkan bahwa logam disenyawa kompleks menunjukan dua jenis valensi yang berbeda,yaituh; Valensi primer. Bersifat tidak berarah (nondirectional). Valensi primer merupakan jumlah muatan pada ion kompleks. Valensi sekunder. Bersifat berarah ( directional), sehingga ion kompleks memiliki bentuk tertentu.jumlah valensi sekunder sama dengan jumlah atom ligan yang terkoordinasi dengan logam yang lebih dikenal dengan bilangan koordinasi.

41. (a) 3 Cl bertindak sebagai valensi primer 6 NH 3 bertindak sebagi valensi sekunder (b) 2 Cl bertindak sebagai valensi primer 5NH 3 dan 1 Cl bertindak sebagai valensi sekunder

42. Geometri Suatu Senyawa Kompleks Berdasarkan Bilangan Koordinasi Tertentu Geometri koordinasi dari sebuah   molekul   adalah pola   geometri  yang dibentuk oleh   atom   di sekitar atom pusat pada sebuah molekul secara   tiga dimensi .