Atom N dan Cl masing-masing memiliki nomor atom 7 dan 17. Molekul yang dibentuk oleh kedua atom tersebut ... memiliki ikatan kovalen polar mempunyai rumus NCl5​  berbentuk piramida segitiga tidak memiliki pasangan elektron bebas pada atom pusatnya (SOAL SBMPTN 2015)

Elektron valensi berperan dalam ikatan kimia, untuk itu kita tentukan terlebih dahulu konfigurasi elektron dan elektron valensinya. Atom Si dan Cl memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut:

$$\begin{gathered} {}_{14}\mathrm{Si}=[\mathrm{Ne}]3{\mathrm{s}}^{2}3{\mathrm{p}}^2{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:4 \\ {}_{17}\mathrm{Cl}=[\mathrm{Ne}]3{\mathrm{s}}^{2}3{\mathrm{p}}^5{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:7 \end{gathered}$$ 

Keduanya dapat berikatan secara kovalen dengan struktur Lewis sebagai berikut.

Berdasarkan struktur Lewis tersebut keempat ikatan kovalen merupakan ikatan kovalen tunggal (bukan kovalen koordinasi), terdapat 4 pasangan elektron ikatan (PEI) dan tidak ada pasangan elektron bebas (PEB), sehingga tipe molekulnya adalah $${\mathrm{AX}}_4$$ dengan bentuk molekul tetrahedral. 

Kepolaran menunjukkan adanya bagian atau daerah yang lebih positif dan lebih negatif daripada area lain (terbentuknya kutub) dalam suatu molekul. Bentuk molekul $${\mathrm{SiCl}}_4$$ adalah tetrahedral, dimana ikatan Cl ke Si yang satu dengan yang lainnya sama kuat dengan arah yang berlawanan sehingga momen ikatan saling meniadakan (resultan vektor = 0). Dengan demikian, tidak terbentuk kutub pada molekul tersebut, molekul $${\mathrm{SiCl}}_4$$ termasuk nonpolar.

Dapat disimpulkan, pernyataan yang benar adalah 1 dan 3.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Kepolaran menunjukkan adanya bagian atau daerah yang lebih positif dan lebih negatif daripada area lain (terbentuknya kutub) dalam suatu molekul. Perbedaan keelektronegatifan yang besar menyebabkan terbentuknya kutub positif dan negatif pada sisi yang berbeda. Selain itu, adanya pasangan elektron bebas dapat mengakibatkan bentuk molekul menjadi tidak simetris dan memiliki momen dipol tidak sama dengan 0, sehingga molekul bersifat polar. Untuk itu, kita perlu ketahui struktur Lewis molekul dan ion tersebut.

Konfigurasi elektron

$$\begin{array}{rcl}{}_{16}\mathrm{S}& =& [\mathrm{Ne}]3{\mathrm{s}}^{2}3{\mathrm{p}}^4{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:6\\ {}_8\mathrm{O}& =& [\mathrm{He}]2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^4{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:6\end{array}$$ 

Struktur Lewis molekul SO

Karena ada perbedaan keelektronegatifan antara atom S dan O (O lebih elektronegatif), maka molekul ini bersifat polar.

Struktur Lewis $${\mathrm{SO}}_2$$ 

Adanya PEB pada atom S menyebabkan molekul ini tidak simetris dan jika digambarkan arah ikatan O - S sebagai vektor, resultan vektornya tidak sama dengan 0, artinya akan terbentuk kutub negatif pada daerah PEB dan di daerah berlawanan terbentuk kutub positif. Dengan demikian molekul ini bersifat polar.

Struktur Lewis $${\mathrm{SO}}_3$$ 

 

Walaupun ada perbedaan keelektronegatifan antara atom S dan O, molekul ini bersifat nonpolar. Hal ini disebabkan ikatan O - S sama kuat dengan arah berlawanan sehingga resultan vektornya sama dengan 0, disamping itu atom pusat tidak memiliki PEB yang mengubah sudut ikatan.

Struktur Lewis $${\mathrm{SO}}_3^{2-}$$ 

Molekul ini juga bersifat polar, ditandai dengan adanya PEB.

Struktur Lewis $${\mathrm{SO}}_4^{2-}$$

Jelas tampak bahwa molekul ion ini tidak memiliki PEB dan struktur tersebut bersifat nonpolar.

Dengan demikian, spesies yang bersifat nonpolar dan tidak memiliki PEB adalah $${\mathrm{SO}}_3\mathrm{dan}{\mathrm{SO}}_4^{2-}$$.

Jadi, jawaban yang benar adalah E.

Bentuk molekul menggambarkan kedudukan atom-atom pada suatu molekul dalam ruang tiga dimensi yang juga menunjukkan sudut-sudut ikatan yang terbentuk dalam suatu molekul. Bentuk molekul dapat diketahui salah satunya dengan teori VSEPR, langkah-langkahnya sebagai berikut:

1. Tentukan elektron valensi atom pusat (atom yang kurang elektronegatif), yaitu M.
   $${}_{54}\mathrm{M}=[\mathrm{Kr}]5{\mathrm{s}}^{2}4{\mathrm{d}}^{10}5{\mathrm{p}}^6$$ 
   M memiliki 8 elektron valensi.
    
2. Tentukan pasangan elektron ikatan. Terdapat 4 atom F yang akan berikatan, maka PEI = 4.
    
3. Tentukan pasangan elektron bebas,
   $$\begin{gathered} \mathrm{PEB}=\frac{{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{val}\mathrm{atom}\mathrm{pusat}-\mathrm{PEI}}{2} \\ \mathrm{PEB}=\frac{8-4}{2} \\ \mathrm{PEB}=2 \end{gathered}$$ 
    
4. Tentukan tipe molekul. Notasi tipe molekul adalah $${\mathrm{AX}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}$$, dimana m menunjukkan jumlah PEI dan n menunjukkan jumlah PEB. Dengan demikian tipe molekulnya adalah $${\mathrm{AX}}_4{\mathrm{E}}_2$$.
    
5. Bentuk molekul dari $${\mathrm{AX}}_4{\mathrm{E}}_2$$ adalah segiempat planar.

Kepolaran menunjukkan adanya bagian atau daerah yang lebih positif dan lebih negatif daripada area lain (terbentuknya kutub) dalam suatu molekul. Bentuk molekul $${\mathrm{MF}}_4$$ adalah segiempat planar, dimana ikatan F ke M yang satu dengan yang lainnya sama kuat, jika ikatan F dengan M digambarkan sebagai vektor, keempatnya berada pada arah yang berlawanan sehingga resultan vektor atau momen dipolnya sama dengan 0. Dengan demikian, tidak terbentuk kutub pada molekul tersebut, molekul $${\mathrm{MF}}_4$$ termasuk nonpolar.

Bentuk molekul $${\mathrm{MF}}_4$$ adalah segiempat datar atau segiempat planar dan sifatnya nonpolar.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Untuk mengetahui bentuk molekul salah satunya dapat menggunakan teori VSEPR, langkah-langkahnya sebagai berikut:

1. Tentukan elektron valensi atom pusat (atom yang kurang elektronegatif), yaitu S.
   $${}_{16}\mathrm{S}=[\mathrm{Ne}]3{\mathrm{s}}^{2}3{\mathrm{p}}^4$$ 
   S memiliki 6 elektron valensi.
2. Tentukan pasangan elektron ikatan. Terdapat 3 atom O yang akan berikatan, maka PEI = 3.
3. Tentukan pasangan elektron bebas (PEB) pada atom pusat,
   
   Berdasarkan struktur Lewis tersebut, tidak ada PEB pada atom pusat. 
4. Tentukan tipe molekul. Notasi tipe molekul adalah $${\mathrm{AX}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}$$, dimana m menunjukkan jumlah PEI dan n menunjukkan jumlah PEB. Dengan demikian tipe molekulnya adalah $${\mathrm{AX}}_3$$.
5. Bentuk molekul dari $${\mathrm{AX}}_3$$ adalah segitiga planar.

Pernyataan (1) salah.

Oksida asam adalah senyawa yang jika bereaksi dengan air dapat menghasilkan larutan asam. Jika $${\mathrm{SO}}_3$$ bereaksi dengan air, dapat dihasilkan asam $${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4$$.

$${\mathrm{SO}}_3(aq)+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(l)\to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4(aq)$$ 

Pernyataan (2) benar.

Kepolaran menunjukkan adanya bagian atau daerah yang lebih positif dan lebih negatif daripada area lain (terbentuknya kutub) dalam suatu molekul. Bentuk molekul $${\mathrm{SO}}_3$$ adalah segitiga planar, dimana ikatan O ke S yang satu dengan yang lainnya sama kuat dan momen ikatan saling meniadakan, sehingga tidak terbentuk kutub pada molekul tersebut. Dengan demikian molekul $${\mathrm{SO}}_3$$ termasuk nonpolar.

Pernyataan (3) benar.

Jadi, jawaban yang benar adalah C.

Untuk mengetahui bentuk molekul dan kepolaran, tentukan terlebih dahulu konfigurasi elektron dan elektron valensi masing-masing atom.

$$\begin{array}{rcl}{}_{54}\mathrm{Xe}& =& [\mathrm{Kr}]5{\mathrm{s}}^{2}4{\mathrm{d}}^{10}5{\mathrm{p}}^6{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:8\\ {}_9\mathrm{F}& =& [\mathrm{He}]2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^5{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:7\\ {}_8\mathrm{O}& =& [\mathrm{He}]2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^4{\mathrm{e}}^{-}\mathrm{valensi}:6\end{array}$$ 

Berikutnya, gambarkan struktur Lewis molekul $${\mathrm{XeOF}}_4$$

Berdasarkan struktur tersebut, terdapat 5 domain elektron ikatan (ikatan rengkap dihitung ssebagai 1 domain) dan sepasang elektron bebas (PEB). Notasi tipe molekul adalah $${\mathrm{AX}}_{\mathrm{m}}{\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}$$, dimana m menunjukkan jumlah PEI dan n menunjukkan jumlah PEB. Dengan demikian tipe molekulnya adalah $${\mathrm{AX}}_5\mathrm{E}$$ dan bentuk molekul segiempat piramida. Molekul ini bersifat polar karena memiliki momen dipol tidak sama dengan 0.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.