02. Diketahui unsur 1H, 6X, Y, dan gZ membentuk senyawa XH4, YH3, dan H2Z. Pernyataan berikut yang benar adalah..... (A) Sudut iktan XH4 lebih besar daripada sudut ikatan YH3 (B) Hanya H2Z yang dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya (C) Orbital hibrida yang digunakan ketiga atom pusat XH4, YH3, dan Haz berbeda (D)Massa molar XH4 lebih besar daripada massa molar H2Z (E) Urutan titik didih ketiga senyawa tersebut dimulai dari yang paling tinggi ke rendah adalah XH4, YH3, dan H2Z 

Suatu molekul terbentuk karena adanya ikatan antar atom-atom penyusunnya. Jumlah ikatan (PEI) dan jumlah elektron yang tidak digunakan berikatan (PEB) dapat mempengaruhi besarnya sudut ikatan. Sudut ikatan juga dapat kita ketahui dari bentuk molekulnya.

Kali ini, kita akan menganalisis sudut ikatan, gaya antar molekul, orbital hibrida, dan titik didih dari senyawa yang terbentuk di soal. Untuk mengetahui hal-hal tersebut, kita perlu mengetahui bentuk atau geometri molekul dan gaya antar molekul yang bekerja. Ini adalah soal tentang ikatan kimia, geometri molekul, dan gaya antar molekul.

Identifikasi Konsep

Kita dapat mengetahui bentuk molekul dan sudut ikatan yang terbentuk berdasarkan jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) yang ada pada atom pusat.

Orbital hibrida pun juga ditentukan dari jumlah PEI dan PEB. Sementara untuk gaya antar molekul, kita akan menganalisis berdasarkan kepolaran molekulnya.

Yang pertama \(XH_4\)
X memiliki 6 elektron dan H memiliki 1 elektron, konfigurasi elektronnya adalah
X = 2, 4 (4 elektron valensi)
H = 1 (1 elektron valensi)
X adalah atom pusat karena jumlahnya paling sedikit dalam \(XH_4\). Jadi, X membentuk 4 ikatan dengan H.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-68/LessonId-267/ModuleId-2/QuestionCode-21IFCLGEAXY/7.1.JPG" />
Molekul tersebut memiliki 4 PEI dan tidak memiliki PEB. Jadi, bentuk molekulnya adalah tetrahedral. Molekul tetrahedral memiliki sudut ikatan \(109,5^o\).
Jumlah PEI dan PEB adalah 4, maka orbital hibrida dari \(XH_4\) adalah \(sp^3\). \(XH_4\) adalah molekul nonpolar karena bentuknya simetris. Gaya antar molekul yang bekerja adalah gaya London.
 
Yang kedua \(YH_3\)
Y memiliki 7 elektron dan H memiliki 1 elektron, konfigurasi elektronnya adalah
Y = 2, 5 (5 elektron valensi)
H = 1 (1 elektron valensi)
Y adalah atom pusat karena jumlahnya paling sedikit dalam \(YH_3\). Jadi, molekul ini terbentuk dari Y yang mengikat tiga H. Akibatnya, sisa dua elektron pada Y. Dua elektron tersebut menjadi PEB.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-68/LessonId-267/ModuleId-2/QuestionCode-21IFCLGEAXY/7.2.JPG" />
Molekul tersebut memiliki 3 PEI dan 1 PEB. Jadi, bentuk molekulnya adalah trigonal piramida. Molekul dengan bentuk trigonal piramida memiliki sudut ikatan \(107,5^o\).
Jumlah PEI dan PEB adalah 4, maka orbital hibrida dari \(YH_3\) adalah \(sp^3\). \(YH_3\) adalah molekul polar karena adanya PEB yang membuat molekul lebih mudah membentuk kutub/polar. Y memiliki jumlah elektron yang sama dengan N. Jadi, bila \(YH_3\) adalah \(NH_3\), maka \(YH_3\) bisa membentuk ikatan hidrogen.
 
Yang ketiga \(H_2Z\)
Z memiliki 8 elektron dan H memiliki 1 elektron, konfigurasi elektronnya adalah
Z = 2, 6 (6 elektron valensi)
H = 1 (1 elektron valensi)
Z adalah atom pusat karena jumlahnya paling sedikit dalam \(H_2Z\). Jadi, molekul ini terbentuk dari Z yang mengikat dua H. Akibatnya, sisa empat elektron pada Y. Empat elektron tersebut menjadi 2 PEB.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-68/LessonId-267/ModuleId-2/QuestionCode-21IFCLGEAXY/7.3.JPG" />
Molekul tersebut memiliki 2 PEI dan 2 PEB. Jadi, bentuk molekulnya adalah bentuk V atau bengkok. Molekul dengan bentuk V memiliki sudut ikatan \(104,5^o\).
Jumlah PEI dan PEB adalah 4, maka orbital hibrida dari \(H_2Z\) adalah \(sp^3\). \(H_2Z\) adalah molekul polar karena adanya PEB yang membuat molekul lebih mudah membentuk kutub/polar. Z memiliki jumlah elektron yang sama dengan O. Jadi, bila \(H_2Z\) adalah \(H_2O\), maka \(H_2Z\) bisa membentuk ikatan hidrogen.

Berdasarkan analisis di atas,
<ul><li>Opsi A, sudut ikatan \(XH_4\) lebih besar dari sudut ikatan \(YH_3\) adalah benar</li><li>Opsi B, hanya \(H_2Z\) yang bisa membentuk ikatan hidrogen adalah salah. Hal ini karena \(YH_3\) juga bisa membentuk ikatan hidrogen.</li><li>Opsi C, orbital hibrida dari ketiga molekul berbeda adalah salah. Ketiga molekul memiliki orbital hibrida yang sama, yaitu \(sp^3\).</li><li>Opsi D, massa molar dari \(XH_4\) lebih besar dari \(H_2Z\) adalah salah. Dengan mengasumsikan bahwa X adalah C dan Z adalah O, maka Ar X = 12, H=1, dan Ar O = 16. Mr \(XH_4\) adalah 16. Sementara Mr \(H_2Z\) = 18.</li><li>Opsi E, semakin kuat gaya antar molekul, maka semakin tinggi titik didih senyawanya. Ikatan hidrogen adalah gaya antar molekul paling kuat dan gaya London adalah yang paling lemah. \(XH_4\) memiliki gaya London. Jadi, titik didih \(XH_4\) adalah yang paling rendah.</li></ul>

Pembahasan

Dengan demikian, pernyataan yang benar adalah tentang sudut ikatan pada opsi A. Jadi, jawaban soal ini adalah A.