Transcript L - aneeminiechem08028

Lecture Presentation
Coordination Chemistry
By :
Agung Nugroho Catur Saputro, S.Pd., M.Sc
NIP. 19770723 200501 1 001
TEORI KLASIK SENYAWA
KOMPLEKS
o Menyebutkan teori-teori klasik senyawa
kompleks
o Mendeskripsikan teori rantai BlomstradJorgensen
o Mendeskripsikan teori koordinasi Alfred
Werner
o Membandingkan keunggulan dan
kelemahan teori rantai dengan teori
koordinsi
Pada
tahun
1798
Tassaert
menemukan bahwa jika larutan
kobal (III) klorida ditambah larutan
NH3 dan dibiarkan semalam,akan
terbentuk kristal-kristal CoCl3.6NH3
yang berwarna orange.
Problem :
Tasaert dan para ilmuwan masa itu tidak
dapat
menjelaskan
mengapa
dua
senyawa yang mempunyai valensi jenuh
masih
dapat
berikatan
membentuk
senyawa baru?
The answer of that question can be found
after 100 years later
Tahun 1850-1870 muncul persoalan tentang
struktur dari senyawa-senyawa kompleks.
 Pada masa itu, para ahli kimia organik
menemukan bahwa atom karbon
mempunyai valensi empat dan senyawasenyawa organik mempunyai struktur rantai.

CH3(CH2)3Cl strukturnya adalah : CH3-CH2-CH2-CH2-Cl
Akibatnya :
Penentuan struktur senyawa komples didasarkan
atas perilaku senyawa organik tersebut 
membentuk rantai
1869 Blomstrand (Swedia) mengajukan teori
rantai untuk struktur kompleks logam.
 Karena tiap-tiap unsur mempunyai valensi
yang tetap, maka Blomstrand dan Jorgensen
mengatakan bahwa :
Dalam kompleks kobal (III) hanya ada tiga
ikatan.
 Oleh karena itu, maka dapat digambarkan
struktur dari kompleks-kompleks :
CoCl3.6NH3, CoCl3.5NH3, CoCl3.4NH3, dan
CoCl3.3NH3 sebagai struktur I, II, III, dan IV.

Struktur I
NH3-Cl
Co-NH3-NH3-NH3-NH3-Cl
NH3-Cl
 Struktur II
Cl
Co-NH3-NH3-NH3-NH3-Cl
NH3-Cl
 Struktur III
Cl
Co-NH3-NH3-NH3-NH3-Cl
Cl
 Struktur IV
Cl
Co-NH3-NH3-NH3-Cl
Cl

Atom Cl yang :
-Terikat langsung pada Co
sukar dilepaskan
-Tidak terikat langsung pada
atom Co mudah
dilepaskan, sehingga
dengan mudah dapat
diendapkan dengan
penambahan AgNO3
Fakta Eksperimen....?

Hasil-hasil eksperimen untuk struktur I, II, dan
III cocok dengan teori, sedangkan struktur
IV tidak sesuai teori  Tidak
menghantarkan listrik dan tidak
memberikan endapan dengan larutan
AgNO3

Conclusion : Chain theory have a
weakness.
So…….The scientis need a new theory !
Alfred Werner yang kemudian menjadi
profesor kimia di Zurich dan mendpat Noble
Price pada tahun 1913, telah bekerja lebih
kurang 30 tahun (1891-1920) untuk
menyelidiki senyawa-senyawa kompleks.
 Tahun 1891-1893 Werner memberikan teori
tentang senyawa-senyawa kompleks yang
disebut
TEORI
KOORDINASI,
yang
mempunyai tiga postulat penting.




Alfred Werner, anak seorang pengawas pabrik, J.A.
Werner dan istrinya, Jeanne (Nona Tesch), dilahirkan
pada tanggal 12 Desember 1866 di Mulhausen,
Alsace. Di sanalah Alfred bersekolah. Ketika berusia
18 tahun, ia melakukan penelitian kimia secara
mandiri pertama kali.
Tahun 1886 ia mengikuti kuliah di Federal Technical
High School di Zurich, dan pada tahun 1889
memperoleh Diploma di bidang Kimia Teknik. Pada
tahun 1889 ia diangkat menjadi asisten di
laboratorium Profesor Lunge di Zurich Technical High
School.
Tahun 1890 ia memperoleh gelar pertamanya di
University of Zurich dengan tesis tentang pengaturan
spasial atom-atom dalam molekul-molekul yang
mengandung nitrogen.



Tahun 1895, ketika usianya baru 29 tahun, ia
menjadi Profesor Kimia di universitas itu,
mengajar kuliah kimia organik sampai tahun
1902 ketika mengambil alih kuliah-kuliah kimia
anorganik.
Tahun 1895 ia memperoleh kewarganegaraan
Swiss dan meskipun ia ditawari jabatanjabatan di Wina, Basle, dan Wurzburg, ia
menampik semuanya dan lebih suka tetap
tinggal di Zurich.
Nama Werner akan selalu diasosiasikan
dengan teori koordinasi yang dibentuknya,
dan dengan penelitiannya tentang hubungan
spasial atom-atom dalam molekul, yang
dasarnya terdapat dalam penelitian yang ia
lakukan saat usianya baru 24 tahun, untuk
menyusun tesis doktornya pada tahun 1892.

Tahun 1891 ia mempublikasikan
karyanya tentang teori keserupaan dan
valensi, yang di dalamnya
menggantikan konsep Kekule tentang
valensi konstan. Konsepnya ini
mengatakan keserupaan adalah
kekuatan menarik yang dihasilkan dari
pusat atom yang beraksi tidak sama
terhadap seluruh bagian permukaan
atom.

Tahun 1893, dalam makalahnya tentang senyawasenyawa mineral, ia mengemukakan teorinya
tentang valensi variabel. Teori itu menyatakan
senyawa-senyawa molekuler anorganik
mengandung atom-atom tunggal yang bertindak
sebagai nuclei pusat (atom pusat). Di sekitar atom
pusat ini tersusunlah atom-atom lain dalam jumlah
tertentu, molekul radikal atau molekul-molekul lain
dengan pola sederhana, berjarak, dan geometris.
Dengan demikian, pola yang menunjukkan jumlah
atom-atom tersebut membentuk kelompok di sekitar
atom pusat, oleh Werner disebut Bilangan Koordinasi.
Bilangan koordinasi yang paling penting adalah 3, 4,
6, dan 8. Jumlah 6 paling banyak terjadi. Ribuan
senyawa molekuler bersesuaian dengan tipe jumlah
6, dan dari keseluruhan itu terdapat sebuah atom
pusat dengan atom-atom yang berintegrasi di pusatpusat limas segi enam (oktahedron).

Selama 20 tahun berikutnya, Werner dan
rekan-rekan sekerjanya meneliti dan
menyiapkan rangkaian baru senyawa
molekuler dan mempelajari konfigurasinya,
menerbitkan banyak tulisan tentang masalah
itu. Sebanyak 150 tulisan di antaranya
disusunnya sendiri. Werner juga meneliti sistem
dengan jumlah koordinasi lain, terutama
jumlah 4, yang bentuknya bisa berupa
tetrahedral atau segi empat datar. Sementara
itu, Paul Pfeiffer, dalam penghargaanya
terhadap penelitian Werner yang
dipublikasikan dengan judul Great Chemist
(1961, disunting Eduard Farber, Interscience,
New York), berkomentar bahwa teori koodinasi
Werner meluas ke seluruh peringkat kimia
anorganik sistematis dan ke dalam kimia
organik. Berkat penelitiannya tersebut, Werner
mendapat Hadiah Nobel bidang Kimia pada
tahun 1913.


Werner adalah seorang yang ramah, gemar bermain
biliar, catur, dan permainan kartu Swiss, Jass. Ia
menghabiskan liburannya di daerah pegunungan
dan banyak menghadiri pertemuan ilmiah di luar
Swiss. Sebagai dosen, ia adalah pembicara yang
meyakinkan dan bersemangat, dengan bakat
mampu menerangkan dengan jelas masalahmasalah sulit.
Ketika ia menerima Hadiah Nobel bidang Kimia,
pada tahun 1913, ia menderita penebalan dan
kekakuan dinding pembuluh darah. Akibat penyakit
ini, tahun 1915 ia terpaksa berhenti memberi kuliah
kimia, dan tahun 1919 ia melepaskan jabatan
profesornya.
Sumber :
Seabad Pemenang Hadiah Nobel Kimia, 2002,
Jakarta : Abdi Tandur
1. Kebanyakan unsur mempunyai dua jenis
valensi :
- valensi primer (---) yang sekarang
disebut elektrovalensi atau bilangan
oksidasi
 dapat terionisasi
- valensi sekunder (
), yang sekarang
disebut kovalensi atau bilangan
koordinasi.
 tidak dapat terionisasi
2. Valensi sekunder harus dipenuhi oleh
anion atau molekul netral (dengan
pasangan elektron bebas), misal :
halida, sianida, amonia, air.
3. Valensi sekunder memiliki ruang dan
struktur geometri tertentu.
Berdasarkan tiga postulat tersebut,
Werner mencoba menggambarkan
struktur kompleks-kompleks berikut:
CoCl3.6NH3
CoCl3.5NH3
CoCl3.4NH3
CoCl3.3NH3
Menurut Werner :
1. Kompleks CoCl3.6NH3 mempunyai struktur V dan
rumusnya dituliskan sebagai : [Co(NH3)6]Cl3.
 Valensi primer (bil. Oksidasi) dari Kobalt (III) adalah
3, dan dijenuhkan oleh tiga ion Cl-.
 Valensi sekunder (bil. Koordinasi) dari Kobalt (III)
adalah 6.
Apakah Bilangan Koordinasi
(Coordination Number) itu?
Bil. Koordinasi adalah jumlah atom atau molekul yang
terikat langsung pada atom logam

Amoniak yang diikat dengan valensi
sekunder disebut LIGAN (ligand).
Ligan adalah Molekul atau ion yang diikat
secara langsung oleh logam.

Ligan-ligan berada di dalam DAERAH
KOORDINASI (Coordination Sphere)
Daerah Koordinasi adalah atom atau
molekul (ligan) terikat langsung dengan
atom logam
Dalam senyawa CoCl3.6NH3 atau
[Co(NH3)6]Cl3 yang berfungsi sebagai
ligan adalah NH3, sedangkan Cl ada di
luar daerah koordinasi.
 Dalam larutan, senyawa kompleks ini
terion menjadi empat ion, dan tiga ion Clyang ada mudah diendapkan dengan
larutan perak nitrat.
[Co(NH3)6]Cl3  [Co(NH3)6]3+ + 3Cl3Cl- + AgNO3  3AgCl

2. Dalam senyawa CoCl3.5NH3, jumlah amoniak
hanya ada 5 sehingga satu atom Cl
mempunyai dua fungsi, yaitu menjenuhkan
valensi sekunder dan valensi primer.
 Dalam struktur VI, fungsi ganda atom Cl ini
digambarkan dengan dua garis ikatan ----- Atom Cl berada dalam daerah koordinasi,
sehingga rumus kompleks dituliskan sebagai
[Co(NH3)5Cl]Cl2.
 Ionisasi kompleks ini menghasilkan 3 ion
dimana dua ion Cl- dapat diendapkan
dengan penambahan larutan perak nitrat.
[Co(NH3)5Cl]Cl2  [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl2Cl- + AgNO3  2AgCl
3. Senyawa kompleks struktur III & IV
mempunyai rumus :
CoCl3.4NH3  [Co(NH3)4Cl2]Cl Struktur VII
CoCl3.3NH3  [Co(NH3)3Cl3] Struktur VIII
-
Struktur [Co(NH3)4Cl2]Cl dapat terion, tetapi
[Co(NH3)3Cl3] tidak terion.
[Co(NH3)4Cl2]Cl  [Co(NH3)4Cl2]+ + Cl[Co(NH3)3Cl3]
FAKTA KEBENARAN........
Setelah diketemukan senyawa-senyawa
jenis [MIII(NH3)3Cl3] yang ternyata tidak
terion, maka teori-teori Werner tentang
rumus kompleks diatas benar. Teori
rantai dari Blomstrand & Jorgensen
untuk rumus kompleks [Co(NH3)3Cl3]
yang dinyatakan sebagai rumus IV
ternyata salah, sebab dalam rumus ini
ada kemungkinan satu Cl terion.
Sebelum ditemukan sinar X, para ahli
kimia menentukan struktur geometri dari
molekul-molekul
dengan
cara
membandingkan isomer-isomer yang
telah dikenal dengan struktur yang
mungkin, yang diperoleh secara teoritis.
 Dengan cara demikian itu, dapat
ditetapkan bahwa beberapa struktur
tidak benar dan struktur tertentu benar
karena sesuai dengan hasil percobaan.

Langkah-langkah ahli kimia terdahulu
tersebut juga dilakukan oleh Werner
untuk menentukan struktur geometri
senyawa kompleks dengan bilangan
koordinasi 6.
 Werner melakukan langkah demikian
berdasarkan anggapan bahwa liganligan pada senyawa kompleks
mempunyai jarak yang sama dari atom
pusat.


Langkah Werner :
“Isomer-isomer yang mungkin dari
struktur teoritis dibandingkan dengan
isomer-isomer menurut hasil eksperimen”.

Berdasarkan anggapan tersebut, maka
struktur yang mungkin dari kompleks
dengan bilangan koordinasi 6 adalah :
1. Planar segienam,
2. Trigonal prisma,
3. Oktahedral.
Tabel . Isomer-isomer yang dikenal
Kompleks
MA5B
MA4B2
Isomer
dikenal
Satu
Dua
MA3B3
Dua
Planar
segienam
Satu
Tiga (1,2;
1,3; 1,4)
Tiga
(1,2,3;
1,2,4;
1,3,5)
Trigonal
prisma
Satu
Tiga (1,2;
1,4; 1,6)
Tiga
(1,2,3;
1,2,4;
1,2,6)
oktahedral
Satu
Dua (1,2;
1,6)
Dua (1,2,3;
1,2,6)
Kesimpulan……?
Struktur geometri yang cocok untuk
kompleks dengan bilangan
koordinasi 6 adalah OKTAHEDRAL
Buatlah alur pemikiran sistematis tentang
sejarah
penentuan struktur senyawa
kompleks menurut teori-teori klasik senyawa
kompleks! (boleh menggunakan diagram,
flow chart, atau uraian paragrap)
2. Jelaskan mengapa teori rantai BlomstrandJorgensen
dianggap
gagal
dalam
menjelaskan senyawa kompleks?
3. Jelaskan kelebihan teori koordinasi Werner
dibandingkan teori rantai BlomstrandJorgensen!
1.
Sejarah penemuan senyawa kompleks
atau koordinasi dianggap sejak
penemuan CoCl3.6H2O oleh Tassaert
tahun 1798.
 Teori klasik yang mencoba menjelaskan
senyawa koordinasi adalah teori rantai
Blomstrand-Jorgensen dan teori
koordinasi Werner.







Apa yang anda ketahui tentang teori rantai
Blomstrand-Jorgensen?
Apa dasar teori rantai dalam memperkirakan struktur
senyawa kompleks?
Mengapa teori rantai dianggap gagal dalam
memperkirakan struktur senyawa kompleks? Jelaskan!
Apa yang anda ketahui tentang teori koordinasi
Werner?
Jelaskan tiga postulat penting teori koordinasi Werner!
Jelaskan kelebihan teori koordinasi dibandingkan teori
rantai!