Transcript teori klasik koordinasi

Lecture Presentation
Coordination Chemistry
TEORI KLASIK SENYAWA KOMPLEKS
Tujuan Pembelajaran
o Menyebutkan teori-teori klasik senyawa kompleks
o Mendeskripsikan teori rantai Blomstrad-Jorgensen
o Mendeskripsikan teori koordinasi Alfred Werner
o Membandingkan keunggulan dan kelemahan teori
klasik koordinsi
INTRODUCTION
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
senyawa-senyawa organik mempunyai struktur rantai.
CH3(CH2)3Cl strukturnya adalah : CH3-CH2-CH2-CH2-Cl
Akibatnya :
Penentuan struktur senyawa kompleks didasarkan atas
perilaku senyawa organik tersebut  membentuk rantai
TEORI RANTAI BLOMSTRANDJORGENSEN
• 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 scientist need a new theory !
TEORI KOORDINASI ALFRED WERNER
• Alfred Werner yang kemudian menjadi
profesor kimia di Zurich dan mendapat 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
• 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 atomatom 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 jabatan-jabatan 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 desertasi 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 senyawa-senyawa
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
pusat-pusat 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 masalah-masalah 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
Postulat Teori Koordinasi
1. Kebanyakan unsur mempunyai dua jenis
valensi :
a. valensi primer (---) yang sekarang disebut
elektrovalensi atau bilangan oksidasi  dapat
terionisasi
b. valensi sekunder (
), yang sekarang
disebut kovalensi atau bilangan koordinasi 
tidak dapat terionisasi
Postulat Teori Koordinasi
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 komplekskompleks berikut:
CoCl3.6NH3
CoCl3.5NH3
CoCl3.4NH3
CoCl3.3NH3
Penentuan Struktur Senyawa
Kompleks oleh Werner
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
Struktur Kompleks Werner
Penentuan Struktur Senyawa
Kompleks oleh Werner
• Amoniak yang diikat dengan valensi sekunder
disebut LIGAN (ligand).
Ligan adalah Molekul atau ion yang diikat secara
langsung oleh logam pusat.
• Ligan-ligan berada di dalam DAERAH
KOORDINASI (Coordination Sphere)
Daerah Koordinasi adalah atom atau molekul
(ligan) terikat langsung dengan atom logam
Penentuan Struktur Senyawa
Kompleks oleh Werner
• 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 Cl- yang ada
mudah diendapkan dengan larutan perak
nitrat.
[Co(NH3)6]Cl3  [Co(NH3)6]3+ + 3Cl3Cl- + AgNO3  3AgCl
Penentuan Struktur Senyawa
Kompleks oleh Werner
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
Struktur Kompleks Werner
Penentuan Struktur Senyawa
Kompleks oleh Werner
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...!!!
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.
Penentuan Struktur Geometri
Senyawa Kompleks oleh Werner
• Sebelum ditemukan sinar X, para ahli kimia
menentukan struktur geometri dari molekulmolekul dengan cara membandingkan isomerisomer 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 ligan-ligan 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
Blomstrand Vs Werner
Lembar Kegiatan Mahasiswa
1. Buatlah alur pemikiran sistematis tentang sejarah
penentuan struktur senyawa kompleks menurut
teori-teori klasik senyawa kompleks! (boleh
menggunakan diagram, flow chart, atau uraian
paragraf)
2. Jelaskan mengapa teori rantai BlomstrandJorgensen dianggap gagal dalam menjelaskan
senyawa kompleks?
3. Jelaskan kelebihan teori koordinasi Werner
dibandingkan teori rantai Blomstrand-Jorgensen!
RANGKUMAN
• 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.
• Kedua teori klasik mempunyai kelemahan
yang dapat diterangkan oleh teori modern.
EVALUASI
• Apa yang anda ketahui tentang teori rantai BlomstrandJorgensen?
• 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!
• Bandingkan antara struktur yang dibuat oleh Werner dan
Blomstrand-Jorgensen serta tentukan jumlah ion yang
mungkin pada keduanya!