Misteri Sudut Ikatan dan Tarik Tambang Elektron
Kembar Tapi Beda Sudut
Pernahkah kamu memperhatikan dua anak kembar yang wajahnya mirip banget, tapi kalau dilihat dari dekat, ternyata bentuk matanya sedikit berbeda? Di dunia molekul, $\mathrm{NH_3}$ (amonia) dan $\mathrm{NF_3}$ (nitrogen trifluorida) adalah "anak kembar" itu.
Keduanya punya atom pusat yang sama, yaitu Nitrogen ($\mathrm{N}$). Nitrogen punya 5 elektron valensi: 3 elektron dipakai untuk berpegangan tangan (berikatan) dengan atom tetangga, dan 2 elektron sisanya nganggur menjadi Satu Pasangan Elektron Bebas (PEB).
Karena punya 3 ikatan dan 1 PEB (tipe molekul $\mathrm{AX_3E_1}$), kedua molekul ini punya bentuk dasar geometri yang sama persis: Trigonal Piramida.
Kalau bentuk dasarnya sama, kenapa sudutnya bisa beda? Rahasianya ternyata bukan ada pada atom pusatnya, melainkan pada siapa atom tetangganya. Mari kita selidiki!
Apa kesamaan utama antara molekul NH3 dan NF3 yang membuat mereka memiliki bentuk dasar geometri yang sama?
- A. Keduanya tidak memiliki pasangan elektron bebas (PEB).
- B. Keduanya memiliki 3 pasangan elektron ikatan dan 1 pasangan elektron bebas.
- C. Keduanya berbentuk tetrahedral sempurna tanpa tolakan.
- D. Atom H dan F memiliki ukuran yang sama besar.
Jawaban: B. Keduanya memiliki 3 pasangan elektron ikatan dan 1 pasangan elektron bebas.
NH3 dan NF3 sama-sama punya atom pusat N dengan 5 elektron valensi: 3 dipakai berikatan (PEI) dan sepasang menjadi PEB. Format ini menghasilkan bentuk trigonal piramida.
Keduanya memiliki jumlah PEI dan PEB yang sama pada atom pusat (AX3E1).
Sifat Atom N Tidak Berubah
Waktu menjawab soal tadi, kamu mungkin sempat mikir opsi A itu benar: "Mungkin atom N di $\mathrm{NH_3}$ lebih elektronegatif daripada atom N di $\mathrm{NF_3}$?"
Ternyata, itu jebakan! Elektronegativitas itu ibarat KTP (sifat bawaan) sebuah unsur. Kemampuan atom $\mathrm{N}$ untuk menarik elektron akan selalu sama, di mana pun dia berada. Nilai tarikannya (menurut skala Pauling) selalu $3,0$.
Coba lihat nilainya dari grafik di atas:
Saat $\mathrm{N}$ berikatan dengan $\mathrm{H}$: $\mathrm{N}$ ($3,0$) jauh lebih kuat daripada $\mathrm{H}$ ($2,1$). Di sini, $\mathrm{N}$ menang tarik-menarik.
Saat $\mathrm{N}$ berikatan dengan $\mathrm{F}$: $\mathrm{N}$ ($3,0$) ternyata kalah telak dari $\mathrm{F}$ ($4,0$). Fluorin adalah "juara bertahan" paling elektronegatif di seluruh tabel periodik!
Jadi, masalahnya bukan pada atom $\mathrm{N}$-nya, tapi pada kekuatan "musuh" yang dihadapinya.
Mengapa atom N yang biasanya 'menang' menarik elektron melawan H, menjadi 'kalah' saat berikatan dengan F?
- A. Nilai elektronegativitas atom N tiba-tiba menurun.
- B. Atom N menyumbangkan elektronnya ke atom F.
- C. Atom F kehilangan sifat elektronegativitasnya saat berikatan.
- D. Atom F adalah unsur yang lebih elektronegatif daripada N.
Jawaban: D. Atom F adalah unsur yang lebih elektronegatif daripada N.
Sifat N tidak berubah, tapi F (4,0) memiliki elektronegativitas yang lebih besar dari N (3,0), sehingga dalam ikatan N-F, F menang menarik elektron.
Atom F jauh lebih elektronegatif (4,0) dibandingkan N (3,0), sehingga tarikan berbalik arah mengalahkan N.
Tarik Tambang Pasangan Elektron
Bayangkan Pasangan Elektron Ikatan (PEI) itu seperti tambang yang lagi ditarik oleh dua orang. Posisi elektron ikatan ini nggak selalu diam pas di tengah-tengah! Elektron akan bergeser mendekati atom yang tarikannya lebih kuat (lebih elektronegatif).
Mari kita lihat apa dampaknya ke area di sekitar atom pusat $\mathrm{N}$:
Di molekul $\mathrm{NH_3}$: Karena $\mathrm{N}$ menang tarik tambang melawan $\mathrm{H}$, awan elektron ikatan (PEI) terseret mendekati atom $\mathrm{N}$. Akibatnya, daerah di sekitar atom pusat $\mathrm{N}$ jadi sangat padat dan penuh sesak oleh elektron-elektron ikatan.
Di molekul $\mathrm{NF_3}$: Karena $\mathrm{F}$ jauh lebih kuat, awan elektron ikatan (PEI) justru ditarik menjauh dari atom $\mathrm{N}$ menuju ke arah $\mathrm{F}$. Akibatnya, daerah di sekitar atom pusat $\mathrm{N}$ jadi lebih kosong dan renggang.
Posisi kumpulnya elektron inilah yang nantinya akan menentukan seberapa besar mereka saling menolak satu sama lain!
Berdasarkan sifat elektronegativitasnya, apa yang terjadi pada posisi Pasangan Elektron Ikatan (PEI) pada molekul NF3?
- A. PEI ditarik mendekati atom N karena N selalu menang.
- B. PEI diam tepat di tengah-tengah antara N dan F.
- C. PEI terseret menjauhi atom N dan mendekati atom F.
- D. PEI hancur karena perbedaan elektronegativitas terlalu besar.
Jawaban: C. PEI terseret menjauhi atom N dan mendekati atom F.
Karena F jauh lebih elektronegatif daripada N, F menang 'tarik tambang' dan menarik awan elektron ikatan menjauh dari N menuju ke dirinya sendiri.
Elektron ikatan akan tertarik dan bergeser mendekati atom yang lebih elektronegatif (F).