TEORI ORBITAL MOLEKUL

Teori Orbital molekul yang dikemukakan oleh Hund dan Mulliken. Postulat dasar dari teori ini adalah bahwa molekul mempunyai orbital molekul seperti halnya orbital atom yang terdapat dalam atom. Di dalam atom, setiap elektron dipengaruhi oleh inti dari atom bersangkutan, sedangkan dalam molekul setiap elektron dipengaruhi oleh inti atom-atom yang membentuk molekul tersebut. Jadi setiap saat, setiap elektron mengadakan interaksi dengan inti yang terdapat dalam molekul. Dengan memperhitungkan semua interaksi tersebut ke dalam persamaan Erwin Schrondinger dan kemudian mencari penyelesaiannya, maka diperoleh fungsi gelombang tertentu yang menggambarkan tingkat energi elektron atau tingkat energi orbital molekul tersebut. Karena setiap fungsi gelombang menggambarkan orbital dari elektron disekitar inti dalam molekul, maka orbital tersebut dinamakan orbital molekul. Sama halnya orbital-orbital atom, orbital-orbital molekul, juga mempunyai energi dan bentuk tertentu dan kebolehjadian menemukan elektron disekitar inti juga ditentukan oleh harga ||2. Untuk lambang orbital molekul dipergunakan notasi ,, dan sesuai dengan lambang s, p, dan d untuk orbital atom. 1. Orbital bonding dan Orbital antibonding Fungsi gelombang yang menggambarkan tingkat energi orbital molekul dapat diperoleh dengan cara pendekatan yang disebut LCAO (Linier Combination of Atomic Orbital). Pendekatan secara kualitatif dengan cara LCAO untuk molekul secara kualitatif dengan cara LCAO untuk molekul yang terdiri dari dua atom yang homonuklir yaitu A dan B (misalnya pada molekul H2) adalah sebagai berikut. Bila elektron berada didekat inti dari atom A, maka keadaan elektron tersebut dapat digambarkan oleh fungsi gelombang orbital A dan bila elektron berada di dekat inti dari atom B, maka keadaan elektron dapat digambarkan oleh fungsi gelombang B. Fungsi gelombang A dan B yang merupakan penyelesaian dari persamaan Schrondinger untuk elektron yang terikat pada kedua inti atom. Tidak dapat menggambarkan keadaan elektron dengan elektron dengan energi paling rendah. Fungsi gelombang yang diperoleh adalah: = N (CAA + CB B) Dimana CA dan CB merupakan bilangan yang sederhana dari N adalah tetapan normalisasi yang harganya dipilih sedemikian rupa, sehingga ||2dv yang diambil untuk seluruh ruangan harganya adalah satu.

Bila fungsi gelombang 1, 2, 3, . . . n mempunyai energi E1, E2, E3, . . . En, maka fungsi gelombang yang dapat diterima dalah hasil pendekatan LCAO yang memberikan energi paling rendah, yang secara matematika dinyatakan sebagai:

Penyelesaian persamaan di atas akan menghasilkan 2 harga yaitu C A = CB atau CA = CB dan CA = - CB. Hasil yang diperoleh dengan pendekatan LCAO adalah fungsi gelombang yang menggambarkan orbital molekul yaitu: S = NCA (A + B) a = NCA (A - B) Bila Ea dan Eb adalah energi orbital molekul yang masing-masing digambarkan fungsi gelombang a dan s, dan E1 adalah energi orbital atom pada atom A dan pada atom B yang homonuklir dalam keadaan terpisah, maka Ea = E1 + Eb = E1 adalah besaran positif yang harganya bergantung pada jarak antara atom A dan atom B. Karena berharga positif, maka energi orbital molekul Eb yang digambarkan fungsi gelombang s adalah lebih rendah dari energi pada keadaan dimana kedua atom dalam keadaan terpisah, sedangkan energi orbital molekul Ea yang digambarkan fungsi gelombang a adalah lebih tinggi dari energi pada keadaan dimana kedua atom masih terpisah. Orbital molekul yang digambarkan fungsi gelombang S disebut orbital bonding. Bila kedua elektron dari atom A dan B, menempati orbital bonding tersebut, ikatan yang terjadi adalah stabil, karena energi orbital bonding lebih rendah dari energi atom-atom dalam keadaan terpisah. Sebaliknya, orbital molekul yang digambarkan fungsi gelombang a disebut orbital antibonding, karena kestabilan ikatan dapat berkurang atau tidak ada ikatan, bila kedua elektron dari atom A dan B menempati orbital tersebut.

Ditinjau dari distribusi dalam ruang, elektron-elektron pada orbital bonding, menempati suatu volume dalam ruang pada daerah antarinti. Rapat elektron yang terkonsentrasi di daerah antarinti akan memperkecil gaya tolak antara inti-inti yang bermuatan positif, sehingga ikatan antara atom dapat terbentuk. Pada orbital antibonding (gambar 2,1b), rapat elektron di daerah antarinti sangat rendah, terdapat bidang simpul dimana rapat elektronnya sama dengan nol. Rapat elektron yang terkonsentrasi jauh dari daerah antarinti, tidak efektif untuk mengurangi gaya tolak antar-inti, sehingga ikatan anta ratom sukar/tidak terbentuk.