Kimia Dasar 1- Muatan Formal ( senyawa Kovalen)
Summary
TLDRThis chemistry lecture focuses on the concept of formal charge, a theoretical charge assigned to atoms in covalent bonds to determine the correctness of Lewis structures. The formula to calculate formal charge is discussed, which involves valence electrons, bonding electrons, and non-bonding electrons. The lecture uses H2SO4 as an example to illustrate how formal charge can identify the most stable molecular structure, emphasizing that structures with zero formal charge are generally more stable. The 'Zero is the best' rule is introduced as a mnemonic for this preference, and the lecture concludes with an invitation for questions and practice exercises to reinforce understanding.
Takeaways
- 😀 Formal charge is a hypothetical charge assigned to an atom in a molecule to help determine the most likely structure of a compound.
- 🔍 The concept of formal charge is an extension of covalent bonding and is used to predict the correct Lewis structure of a molecule.
- 📐 Formal charge is calculated by the formula: Formal charge = Valence electrons - (1/2) * Bonding electrons - Non-bonding electrons.
- ⚖️ The purpose of calculating formal charge is to verify the correctness of the Lewis structure drawn for a compound.
- 🔎 Formal charge is particularly important for molecules with multiple possible Lewis structures, helping to identify the most stable one.
- 🌐 The stability of a molecule's structure is often associated with atoms having a formal charge of zero, as indicated by the mnemonic 'Zero is the best'.
- 🧪 Experimental data, such as bond lengths and bond orders, can be used to confirm the correctness of a Lewis structure, complementing the use of formal charge calculations.
- 📚 The example of H2SO4 is used to illustrate the calculation of formal charge and to compare different possible Lewis structures.
- 🔑 The script explains that the formal charge calculation can help distinguish between covalent and coordinate covalent bonds within a molecule.
- 📉 The script emphasizes that the formal charge should not be the sole criterion for determining the correct Lewis structure, especially when preparing for exams.
Q & A
What is the concept of formal charge discussed in the script?
-Formal charge refers to the charge that an atom appears to have in a molecule when it is calculated as if the electrons in a covalent bond are shared equally between the atoms involved.
How is the formal charge calculated?
-The formal charge of an atom is calculated using the formula: Formal Charge = Valence Electrons - (Non-bonding Electrons + 1/2 Bonding Electrons).
What is the significance of calculating formal charge in chemistry?
-Calculating formal charge is significant as it helps to verify the correctness of the Lewis structure drawn for a compound and to determine the most stable structure among possible resonance structures.
What is the role of the central atom in the Lewis structure of H2SO4 as discussed in the script?
-In the Lewis structure of H2SO4, the central atom is sulfur (S), which is surrounded by four oxygen atoms, with two hydrogen atoms at the ends of the molecule.
How does the script describe the difference between two possible Lewis structures for H2SO4?
-The script describes two Lewis structures for H2SO4, where the main difference lies in the distribution of electrons and the type of bonds (single, double, or coordinate covalent bonds) between sulfur and oxygen atoms.
What experimental data is used in the script to determine the correct structure of H2SO4?
-The script uses experimental data on bond lengths, specifically the bond length between sulfur and oxygen, to determine the correct structure of H2SO4, with the more stable structure having a bond length of 150 picometers.
What is the 'Zero is the best' rule mentioned in the script, and how does it relate to formal charge?
-The 'Zero is the best' rule is a mnemonic used to remember that structures with formal charges of zero are generally more stable. It suggests that atoms in a molecule with a formal charge of zero contribute to a more stable molecular structure.
How does the script explain the difference between covalent and coordinate covalent bonds in the context of H2SO4?
-The script explains that in the context of H2SO4, covalent bonds are shared pairs of electrons between sulfur and oxygen, while coordinate covalent bonds involve the donation of a lone pair of electrons from one atom to another, which lacks a complete octet.
What is the importance of octet rule adherence in determining the correct Lewis structure as per the script?
-Adhering to the octet rule is important in determining the correct Lewis structure because it ensures that each atom in the molecule has a full valence shell, which is a stable electronic configuration.
How does the script suggest verifying the correctness of a Lewis structure beyond just the octet rule?
-The script suggests using formal charge calculations and comparing them with experimental bond length data to verify the correctness of a Lewis structure beyond just the octet rule.
Outlines
🔬 Introduction to Formal Charge
This paragraph introduces the concept of formal charge in chemistry, explaining it as a hypothetical charge assigned to an atom in a covalent bond within a molecule. It emphasizes the importance of calculating formal charge to verify the accuracy of Lewis structures. The calculation method involves subtracting the number of valence electrons from the total number of bonding electrons and free electrons. The paragraph also mentions the use of formal charge to detect the correct Lewis structure among possible alternatives.
📚 Example Calculation of Formal Charge in H2SO4
The speaker provides a detailed example of calculating formal charge using H2SO4 (sulfuric acid). They explain the process of determining the central atom, drawing the Lewis structure, and calculating the valence electrons for each atom. The paragraph discusses the presence of hydrogen ions and sulfate ions, and how they affect the placement of hydrogen atoms in the structure. The calculation of formal charge for sulfur and oxygen atoms is demonstrated, highlighting the difference between covalent and coordinate covalent bonds.
🔍 Comparing Formal Charges to Determine Stability
This paragraph compares two possible Lewis structures for H2SO4 based on their formal charges. The speaker calculates the formal charge for sulfur and oxygen in both structures and compares the results. They explain that a formal charge of zero is indicative of a more stable structure, which aligns with experimental data regarding bond lengths and bond orders. The concept of 'Zero is the best' is introduced as a mnemonic for remembering that structures with zero formal charge are more stable.
📈 Stability and Experimental Data
The final paragraph reinforces the idea that a structure with zero formal charge is more stable and aligns with experimental data. It mentions that the bond length between sulfur and oxygen in the more stable structure is 150 picometers, which corresponds to a bond order of one and a half. The speaker concludes by encouraging students to understand the concept well and offers help for any further questions, emphasizing the importance of formal charge in determining the stability of chemical structures.
Mindmap
Keywords
💡Formal Charge
💡Covalent Bond
💡Valence Electrons
💡Lewis Structure
💡Octet Rule
💡Bond Length
💡Bond Order
💡Zero is the Best
💡Non-bonding Electrons
💡Sulfate Ion (SO4^2-)
Highlights
The concept of formal charge is introduced as a hypothetical charge assigned to an atom in a covalent bond.
Formal charge is calculated by the difference between valence electrons and bonding electrons in a compound.
A formula for calculating formal charge is presented: formal charge = valence electrons - (1/2) * bonding electrons - non-bonding electrons.
Formal charge is used to verify the correctness of Lewis structures.
Lewis structures can have multiple possible configurations, and formal charge helps determine the most accurate one.
The process of calculating valence electrons and determining the central atom in a compound is explained.
The concept of electron pairs in bonding and non-bonding orbitals is discussed in the context of Lewis structures.
The importance of satisfying the octet rule in Lewis structures is emphasized.
The difference between covalent and coordinate covalent bonds is touched upon.
A step-by-step example calculation of formal charge for the sulfate ion (SO4^2-) is provided.
The concept of 'Zero is the best' is introduced to remember that structures with zero formal charge are more stable.
Experimental data is used to confirm the stability of a compound's structure based on bond lengths and formal charges.
The practical application of formal charge in determining the correct Lewis structure of H2SO4 is demonstrated.
The significance of comparing formal charges to experimental data for the accurate representation of molecular structure is highlighted.
The transcript concludes with a reminder that while 'Zero is the best' is a helpful mnemonic, it should not be used as the sole criterion for correctness.
The lecture encourages students to ask questions for clarification and offers practice exercises to test understanding.
Transcripts
Halo assalamualaikum warahmatullahi
wabarokatuh selamat berjumpa kembali di
mata kuliah Kimia Dasar 1 di video kali
ini kita akan fokus membahas sub materi
muatan formal dimana materi ini adalah
lanjutan atau merupakan rangkaian dari
materi ikatan kovalen oke Apa sih yang
dimaksud dengan muatan formal jadi
muatan formal itu adalah muatan yang
seolah-olah dimiliki ya jadi seolah-olah
dimiliki oleh siapa oleh suatu atom
ketika dia berpikir dan kovalen di dalam
senyawanya oke nah muatan formal ini
sebenarnya itu merupakan selisihnya
selisih antara jumlah elektron valensi
dengan jumlah elektron yang dimiliki
atom
Hai di dalam suatu senyawa gitu Ya tentu
saja yang berikatan secara kovalen nah
sehingga kita bisa menghitung muatan
formal suatu atom di dalam suatu senyawa
itu dengan ataupun tanpa rumus ya Nah
kalau tanpa rumus Ya sudah kita hitung
selisih antara elektron valensi dengan
elektron yang dimiliki atom itu dalam
senyawa itu tapi kalau masih susah ini
kita bisa mengerjakan dengan rumus
rumusnya Bagaimana rumusnya adalah
muatan formal itu sama dengan jumlah
dari elektron valensi dikurangi setengah
dari jumlah elektron ikatan dikurangi
dengan jumlah elektron bebas ya jadi
rumusnya adalah seperti ini
Oh ya dimana muatan formal itu bisa kita
hitung dengan cara jumlah elektron
valensi dikurangi setengah jumlah
elektron ikatan bukan pasangan ya jadi
setengah dikali jumlah elektron ikatan
dikurangi dengan jumlah elektron bebas
inilah yang dimaksud dengan muatan
formal nah kemudian apa sih fungsinya
kita belajar muatan formal jadi muatan
formal itu sebenarnya sangat penting
sekali kita ketahui Tujuannya adalah
untuk mengecek atau untuk mendeteksi
Apakah struktur Lewis yang kita buat itu
sudah tepat atau belum nya jadi fungsi
dari muatan formal adalah sebagai alat
untuk mengecek Apakah struktur Lewis
yang kita buat itu sudah tepat nah
ketika kita menuliskan struktur Lewis
dari suatu senyawa itu kan kadang kala
itu ada
dari status struktur yang bisa kita
Tuliskan ya misalkan kita menuliskan
struktur dari hno3 atau h2s o4 atau
mungkin hclo3 seperti itu mungkin nanti
akan ditemukan lebih dari 12 bahkan bisa
lebih dari dua struktur Nah itu untuk
meyakinkan diri kita manakah struktur
Lewis yang tepat itu alatnya adalah
dengan menggunakan muatan formal nanti
bagaimana muatan formal itu bisa untuk
mendeteksi structures yang tepat akan
kita pelajari setelah ini Oke Supaya
mudah itu saya berikan satu contoh ya
contohnya adalah struktur Lewis dari H2
so4 ya Jadi ini H2 so4 ini sangat
familiar sekali ya kita sering mendengar
atau juga menggunakannya delete asam
sulfat ya ini akan kita buat struktur
lewisnya akan kita akan saya buat
struktur Lewis supaya nanti kita lebih
bisa membandingkan mana yang bener atau
mana yang salah Oke tentu saja Cara yang
pertama adalah dengan menghitung Mbak
rectron valensi seperti di video yang
menuliskan cara Lewis itu ya menuliskan
struktur Lewis ya maksud saya oke
elektron valensi Hai itu satu karena ada
dua gratis satu kali dua ditambah
elektron valensi es itu enam ditambah
elektron valensi O itu 6 karena ada
empat Oh berarti dikali 4 jadi ini dua
ditambah enam plus 24-26 + 6 = 32
elektron karena kita mau cari pasangan
elektronnya kita bagi 2 = 16 pasang
elektron Oke 16 pasang elektron ini
harus ada di dalam H2 so4 kemudian kita
tentukan kerangka dari senyawa H2 so4
dimana atom pusatnya
ini adalah yang memiliki jumlah terkecil
tentu saja es ya jadi sini adalah atom
pusatnya kemudian kalian perlu tahu
bahwa 2 so4 ini terdiri dari dua hplus
dan so4 2 minus sehingga ha atom H itu
tidak mungkin di tengah itu loh karena
tadi terbentuknya dari 12 dan so4 2
minus sehingga hanya itu di pasti di
ujung oke oke Yuk kita Tuliskan
kerangkanya jadi ini saya buat struktur
satu begitu ya esnya di tengah kemudian
dikelilingi oleh empat atom O seperti
ini Lalu ada dua atom H di ujung boleh
di atas bawah boleh di kanan-kiri karena
ini enggak cukup Sini saya tulis di
kanan-kiri Oke kemudian kita Tuliskan
satu ikatan atau satu pasang elektron
ikatan gitu ya Di antara atom sadar
album tetangga ini Tentu saja Ini juga
oke kemudian kita lengkapi atom tetangga
Hai ini sudah lengkap ya
juga jadi nggak usah dilengkapi berarti
Onya yang dilengkapi nih seperti ini ya
supaya Apa gunanya supaya oktet Oke
kemudian kita hitung Apakah sudah 16
atau belum Mari kita hitung mulai dari
atas 123456789 10 11 12 13 14 12 16 Oke
ke-16 Babi ini sudah betul nah memang
ketika kita menuliskan dengan cara-cara
yang seperti ini itu kita tidak bisa
tahu mana yang ikatan kovalen koordinasi
atau melayang bukan sehingga ini bisa
kita ini ya Jadi ini kan esnya tadikan
elektron valensinya akan 6 karena ini
ada satu ikatan ke Oh sedangkan Oh itu
kan elektron valensinya 66 B sudah 6
berarti yang ini termasuk eh apa namanya
ikatan kovalen koordinasi nih boleh
dikasih tanda panah ini juga boleh atau
sebenarnya enggak enggak dikasih tanda
banget juga tidak apa-apa ya
hai oke seperti itu kemudian ternyata
ada lagi struktur dari H2 so4 yang lain
kalian ingat bahwa unsur-unsur periode
ketiga jadi sini kan periode ketiga ya
unsur-unsur periode ketiga itu boleh
lebih dari Oktar Nya sehingga memang ada
struktur yang lain dari H2 so4 saya
Tuliskan dengan struktur kedua dimana ia
kerangkanya tetap ya es dikelilingi oleh
empat atom o kemuliaan ada dua atom H di
masing-masing ujungnya nah ini
Ayo kita lengkapi dulu ya 123456789 10
jadi ini itu bisa eh apa namanya esnya
itu bisa lebih dari oktet seperti ini ya
Hai nah ini coba dihitung kita hitung
elektronnya pasangan elektronnya ya
123456789 10 11 12 13 14 15 16 oke juga
1600 grown juga ya Oke saya tulis supaya
lebih yakin ya 16 pasang elektron ini
juga 1600 elektronnya ini kan kita
dilanda kebingungan ini ya Cilandak ke
bingung and karena kita nggak tahu ah
Mana nih yang benar Nah kalau kita
memang hanya meninjau atau hanya
mempertimbangkan dari sisi oktet dari
sisi aturan oktet maka struktur satu ini
yang kita anggap benar kan gitu nah
tetapi ternyata data eksperimen itu
menunjukkan hal lain ya Jadi kalau kita
belajar kimia kita akan belajar
fenomena Sebenarnya ya dimana fenomena
Ini kan harus sesuai dengan data-data
apa Data eksperimen gitu ya Nah Ternyata
kalau dilihat dari panjang ikatannya
sini panjang ikatan cuman bisa ikut di
ukur ya peningkatan senyawa Ternyata
kalau dilihat dari panjang ikatannya itu
ternyata panjang ikatan antara es dengan
Oh saya tulis ya panjang ikatan antara
es dengan toko itu adalah
PMnya picometer ini nah data ikatan es
yang ultratus 50 PM ini dijumpai pada
s&o dengan orde satu setengah Oke orde
ikatan nanti kita belajar di Moto2 ini
untuk untuk pengetahuan awal dulu bahwa
panjang ikan es dengan Oh yang 150 PMI
ditemukan pada Orde ikatan satu setengah
dengan struktur yang seperti ini Jadi
ini kan ordernya dua Ini adanya satu
jadi ini kalau dirata-ratakan ordernya
setengah ini cocok untuk data ikatannya
sedangkan data ikatan yang berorde satu
ini itu panjangnya adalah 159 PM nah
data menunjukkan bahwa panjang ikatan
antara s&o itu adalah 150 jadi struktur
yang betul adalah struktur yang kedua
ternyata Nah kita bisa menjelaskan ini
atau kita bisa deteksi
cukur mana yang betul itu dengan muatan
formal tadi di mana rumusnya muatan
formal tapi adalah saya tulis di sini ya
muatan formal itu rumusnya adalah jumlah
elektron valensi dikurangi setengah
jumlah elektron ikatan dikurangi jumlah
elektron bebas Nah kita bisa menentukan
muatan formal masing-masing atom jadi
semua Mungkin Tentukan Kita tentukan
juga bisa tapi ini saya mau Tentukan
yang es dan yang O oke jadi saya pengen
menentukan muatan formal S di dalam H2
so4 sehingga msknya muatan formal S = ya
tadi rumusnya jadi elektron valensi es
berlatih 6 dikurangi dengan setengah
jumlah elektron ikatan elektronika
tanyakan ada siapa
Hai kalau satu garis itu kan dua
elektronnya berarti ini 12345678 ada
delapan elektron karena ada empat garis
paham ya kemudian dikurangi lagi jumlah
elektron bebas punya elektron bebas
enggak dies enggak punya berarti nol
berarti muatan formal s = 6 dikurangi 4
muatan formal s = 6 kurang empat tuh
Plus 2 karena muatan Berarti ada plus
minusnya ya 6 kurang emas sudah tiplus
dua jadi muatan formal SDI dalam H2 so4
pada struktur satu adalah Plus 2 Oke
saya tulis dengan merah ya Plus 2
kemudian kita akan menghitung muatan
formal yang ini muatan formal co.di
dalam H2 so4 pada struktur
hai oke Bisa langsung kita hitung ya
sedikit a elektrik tulis elektron
valensi o adalah 6 kemudian dikurangi
dengan setengah jumlah elektron ikatan
turunkan yang ini berarti satu garis
berat I2 dikurangi dengan jumlah
elektron bebas latron bebasnya berapa
ini saat ada tiga garis-garis 1234566
elektron paham ya jadi satu garis tuh
diingat-ingat Dua elektron ya berarti 6
dikurangi satu dikurangi 6 = 5 kurangi 6
min 1 Oke sehingga kita bisa tulis bahwa
muatan formal pada H2 so4 ada struktur
satu adalah berapa tadi men1 saya tulis
Disini yang ini tadi Plus 2 ya oke
kemudian kita lihat struktur dua kita
juga mau bandingkan muatan formal s&o
muatan formal s dalam H2 so4 pada
struktur
ini adalah Yuk kita hitung ya jadi
jumlah elektron valensi S6 dikurangi
setengah dari jumlah elektron ikatan
batin ini garis yang kita hitung 1 2 3 4
5 6 berarti 12 dikurangi pasangan
elektron bebasnya adalah nol Nah jadi
ini saya tulis di atasnya karena dibawa
enggak cukup berarti 6 min 6 Min 066
sama dengan nol jadi muatan formal s
dalam H2 so4 pada struktur dua adalah
nol oke nah kemudian kita bandingkan
yang Oh Oh yang bawah ini kalian kalau
mau Oh yang atas juga boleh kau yang
bawah ini kita hitung muatan formalnya
berarti rumusnya adalah tadi sama ya
elektron valensi Oh berapa 6 dikurangi
dengan setengah elektronika than a
berarti kan ada dua garis berarti akan
ada empat elektronik katanya dikurangi
dengan elektron bebasnya berapa Ada dua
garis berarti aga4 Oke berarti ini 6
dikurangi dengan setengah kali 42
dikurangi dengan 46 kurang 2 kurang 4
sama dengan nol berarti muatan formal or
dalam H2 so4 pada struktur dua adalah
nol nah perhatikan yang struktur satu
itu Ternyata muatan formal esnya = + 2
sementara Onya = min 1 struktur dua
esnya sama dengan nol Sonya sama dengan
nol nah struktur yang stabil itu adalah
struktur dengan muatan formal yang nol
tadi sehingga ini yang muatan formalnya
nol ini lebih stabil Oke jadi kalau ada
ada istilah untuk mengingat-ingat
tentang muatan formal itu istilahnya
adalah Zero is the best
Oh ya seri Zero is the best artinya
muatan nol muatan formal yang nilainya
nol itu strukturnya adalah lebih stabil
atau lebih baik dibandingkan dengan
muatan formal yang tidak 0mi tadi ya Oke
Paham Ya jelas sekali ya contohnya ya
itu adalah contohnya Oke jadi kalau
muatan formal itu dipilih Yang yang
tabel itu yang nol ya muatan formal
masing-masing atomnya melitus
strukturnya lebih stabil Zero is the
best tapi ini jangan digunakan kalau
ujiannya kalau ujian kan Jangan Zero is
the best ya Oke jadi seperti itu
penjelasan mengenai muatan formal dan
ini tidak hanya berlaku pada H2 so4
nanti untuk senyawa-senyawa lain juga
kalian bisa menghitung muatan formal
masing-masing atomnya oke nah Ini tadi
struktur dua yang stabil ini Tanti yang
betul Islam
yang betul Gitu ya tayang stabil ini ini
masih belum stabil ya Nah ini ternyata
sesuai dengan data eksperimen bahwa
senyawa yang unsur-unsurnya memiliki
muatan formal yang nol itu sesuai dengan
data eksperimen di mana panjang ikatan
antara s&o itu tadi ini tadi 150
picometer ini tadi dengan orde ikatan
satu setengah tadi ya Jadi yang sesuai
data eksperimen yang lebih stabil itu
yang struktur 2 versi itu ya Oke jadi
Semoga ini bisa dipahami dengan baik
Nanti kalau masih ada yang belum paham
silahkan bertanya kemudian saya free
soal-soal latihan untuk menguji Apakah
kalian sudah paham atau belum Oke terima
kasih atas perhatiannya Selamat belajar
semangat terus dan wassalamu'alaikum
warahmatullahi wabarakatuh
Weitere ähnliche Videos ansehen
5.0 / 5 (0 votes)