15 Contoh Soal Kimia Kelas XI SMA Tentang Bentuk Molekul dan Gaya Antarmolekul Beserta Pembahasannya

Materi Soal : Bentuk Molekul dan Gaya Antarmolekul

Indikator Soal:

1. Menetukan bentuk molekul berdasarkan teori domain elektron
2. Menentukan bentuk molekul berdasarkan teori hibridisasi
3. Menjelaskan perbedaan sifat fisik(titik didih, titik beku) berdasarkan perbedaan gaya antar molekul ( gaya Van Der Waals, gaya LOndon , dan Ikatan hidrogen).

Contoh Soal Tentang Bentuk Molekul Dan Gaya Antar Molekul

Contoh Soal 1

Diantara molekul dibawah ini yang memiliki geometri trigonal bipiramida adalah…….

A. BeCl2

B. BCl3

C. CCl4

D. PF5

E. XeF4

Pembahasan:

Molekul yang geometrinya bipiramida trigonal memiliki tipe molekul AX5. Dari tipe molekul ini kita bisa mengetahui bahwa terdapat 5 buah pasangan elektron ikatan dan tidak ada pasangan elektron bebas di sekitar atom pusat dari molekul tersebut. 5 buah pasangan elektron ikatan ini menunjukkan bahwa ada 5  buah atom cabang yang terikat pada atom pusat. Melalui kriteria inilah, kita bisa tentukan molekul mana pada psi jawaban soal diatas yang memiliki bentuk molekul biripamida trigonal.

Pada senyawa:

• BeCl2 = ada dua atom Cl yang terikat pada atom pusat Be = jumlah pasangan elektron ikatan = 2
• BCl3 = pasangan elektron ikatan = 3
• CCl4 = pasangan elektron ikatan = 5
• PF5 = pasangan elektron ikatan = 5
• XeF4 = jumlah pasangan elektron ikatan = 4

Nah, senyawa yang punya 5 pasangan elektron ikatan adalah PF5. Berarti, PF5 punya bentuk molekul bipiramida trigonal.

Kunci Jawaban: D

Contoh Soal 2

Diketahui, nomor atom unsur Xe dan F bertutur – turut adalah 54 dan 9. Jumlah pasangan elektron bebas dalam senyawa XeF4 adalah……

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

E. 4

Pembahasan:

Konfigurasi elektron:

Xe = 2 8 18 18 8 = jumlah elektron valensi = 8

F = 2 7 = jumlah elektron valensi = 7

Pada senyawa XeF4, Xe adalah atom pusat (jumlahnya sedikit) dan F adalah atom cabang. F sebagai atom cabang membutuhkan satu elektron lagi agar stabil sehingga ikatan yang dibentuknya dengan Xe adalah ikatan tunggal, tidak mungkin ikatan rangkap (jika atom abangnya adalah H dan unsur golongan VIIA, maka ikatan yang dibentuk dengan atom pusat selalu ikatan tunggal).

Karena dalam molekul XeF4, terdapat 4 buah atom F, maka Xe menyumbangkan 4 elektronnya untuk membentuk ikatan tunggal dengan 4 F. jadi, jumlah pasangan elektron ikatan dalam senyawa XeF4 = 4 (jumlah atom cabangnya). 

Xe punya 8 elektron valensi. Karena 4 buah elektron sudah digunakan untuk membentuk ikatan tunggal dengan 4 F, maka terdapat sisa 4 elektron lagi yang akan bertindak sebagai 2 pasangan elektron bebas.

Jadi, jumlah pasangan elektron bebas dalam senyawa XeF4 adalah 2.

Kunci Jawaban: C

Contoh Soal 3

Jika diketahui nomor atom X = 17 dan Y = 9, bentuk molekul dari senyawa XY3  adalah…….

A. Segitiga datar

B. Tetrahedral

C. Piramida segitiga

D. Bentuk T

E. Bujur sangkar

Pembahasan:

Konfigurasi elektron:

X = 17 = 2 8 7 = elektron valensi = 7

Y = 9 = 2 7 = elektron valensi = 7

Pada senyawa XY3, X adalah atom pusat (jumlahnya sedikit) dan Y adalah atom cabang. Perhatikan jumlah elektron valensi atom cabang yaitu Y. karena jumlah elektron valensinya adalah 7, maka atom Y hanya butuh satu elektron lagi untuk stabil sehingga ikatan yang dibentuk dengan atom pusat X adalah ikatan tunggal.

Jumlah pasangan elektron ikatan = jumlah atom cabang yang terikat pada atom pusat = 3

Untuk membentuk ikatan tunggal dengan 3 buah atom Y, tentu atom X akan menyumbangkan 3 buah elektronnya. Sebelumnya, elektron valensi atom X kan ada 7 buah, dan 3 sudah digunakan untuk berikatan dengan atom Y, maka sisa ada 4 elektron lagi yang tidak digunakan.untuk membentuk ikatan. 4 elektron ini akan bertindah sebagai 2 pasangan elektron bebas.

Pasangan elektron bebas = 2

Tipe molekul = AX2E2

Bentuk molekul = bentuk T

Kunci Jawaban: D

Contoh Soal 4

Diketahui jumlah elektron valensi atom P = 5 dan O = 6. Bentuk molekul dari ion PO4^3- adalah…….

A. Tetrahedral

B. Segitiga piramida

C. Bentuk T

D. Bujur sangkar

E. Oktahdral

Pembahasan:

Untuk menentukan bentuk molekul ion poliatomik, caranya sedikit berbeda dengan menentukan bentuk molekul dari senyawa netral. Berikut adalah cara yang sring saya gunakan.

Ion poliatomik adalah ion yang terbentuk setelah atom pusat suatu molekul menerima atau melepas sejumlah elektron. Jadi, ion poliatomik bisa bermuatan positif atau negatif. Jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan sama dengan muatan dari ionnya. Contoh, pasa soal ini, ion poliatomik yang diketahui yaitu ion PO4^3-. Itu artinya, atom pusat P telah menangkap 3 buah elektron.

Atom pusat = P (jumlahnya sedikit)

Atom cabang = O

Jumlah elektron disekitar atom P pada ion PO4^3- = elektron valensi atom P + elektron yang ditangkap = 5 + 3 = 8 elektron

Untuk menentukan jumlah pasangan elektron ikatan, kaliancukup lihat berada atom cabang yang terikat pada taom pusat. Pada ion PO4^3-, ada 3 buah atom O yang terikat pada atom pusat P. itu artinya, jumlah PEI = X = 3.

Untuk menentukan jumlah pasangan elektron bebas, kita perlu lihat jenis atom cabangnya. O adalah atom cabang yang membutuhkan dua elekton lagi agar stabil. Oleh karena itu, ikatan antara P dan O adalah ikatan rangkap dua. Itu artinya, untuk membentuk satu buah ikatan dengan atom O, P perlu menyumbangkan dua buah elektron valensi miliknya. 

Karena dalam ion PO4^3- ada 4 buah atom O, maka jumlah elektron yang telah disumbangkan oleh atom P untuk berikatan rangkap dua dengan O ada 8 buah. Seluruh elektron valensi atom Pdalam ion PO4^3- telah digunakan untuk berikatan, sehingga tidak punya pasangan elektron bebas (E = 0).

Tipe molekul dari ion PO4^3- = AX4

Bentuk molekul = tetrahedral

Kunci Jawaban: A

Contoh Soal 5

Pernyataan dibawah ini yang tidak benar mengenai senyawa dengan bentuk molekul piramida segiempat adalah…….

A. Tipe molekulnya adalah AX5E

B. Terdapat 5 pasangan elektron ikatan disekitar atom pusat

C. Terdapat satu  pasang elektron bebas disekitar atom pusat

D. Terdapat 6 domain elektron disekitar atom pusat

E. Contoh senyawa dengan bentuk molekul piramida segiempat adalah NH3

Pembahasan:

Senyawa dengan bentuk molekul piramida segiempat memiliki tipe molekul AX5E (pernyataan A benar). dari tipe molekul ini dapat diketahui bahwa:

• Jumlah pasangan elektron ikatan = X = 5 (pernyataan B benar)
• Jumlah pasangan elektron bebas = E = 1 ( pernyataan C benar)
• Jumlah domain elektron disekitar atom pusat = X + E = 5 + 1 = 6 (pernyataan D benar)
• Contoh senyawa dengan bentuk molekul piramida segiempat = IF5 dan BrF5

NH3 adalah senyawa dengan bentuk molekul piramida segiempat dengan tipe molekul AX3E (pernyataan E salah)

Kunci Jawaban: E

Contoh Soal 6

Orbital hibrida sp3d dimiliki oleh unsur dengan struktur elektron terluar……..

A. 2s2 2p2

B. 2s2 2p3

C. 2s2 2p4

D. 3s2 3p2

E. 3s2 3p3

Pembahasan:

Orbital hibrida itu terbentuk melalui penggabungan beberapa orbital dengan tingkat energi sama. Karena pada orbital hibrida sp3d, melibatkan orbital sub kulit d, maka tidak mungkin susunan elektron terakhir dari unsur tersebut seperti yang ada pada option A, B dan C (pada tingkat energi kedua, tidak ada orbital 2d). 

Susunan elektron yang D juga tidak akan mungkin dimiliki oleh unsur dengan orbital hibrida sp3d. Mengapa? Perhatikan diagram orbital 3s2 3p2 berikut:

Satu-satunya elektron yang mungkin dieksitasi adalah elektron di orbital 3s-nya. Tidak mungkin eksitasi langsung ke orbital d, karena masih ada satu orbital p yang kosong. Jadi, unsur dengan susunan elektron seperti ini hanya mungkin untuk membentuk orbital hibrida sp3 dengan satu elektron pada 3s dieksitasi ke 3p.

Jadi, susunan elektron suatu unsur yang dapat membentuk orbital hibrida sp3d adalah yang option E.

Pembentukan orbital hibrida 2p3d terjadi melalui eksitasi satu elektron pada sub kulit s ke sub kulit d.

Kunci Jawaban: E

Contoh Soal 7

Orbital hibrida senyawa SF6 adalah…….(diketahui nomor atom S = 16 dan F = 9)

A. sp3d2

B. sp3d

C. sp3

D. sp2

E. sp

Pembahasan:

Berikut langkah-langkah mencari orbital hibrida suatu senyawa.

Konfigurasi elektron

S = 2 8 6 => elektron valensi = 6

F = 2 7 => elektron valensi = 7

Pada senyawa SF6, atom S adalah atom pusat dan atom F adalah atom cabang. F hanya butuh satu elektron lagi untuk stabil. Oleh karena itu, ikatan yang terbentuk antara S dan F adalah ikatan tunggal.

Karena dalam senyawa SF6, ada 6 atom F yang berikatan dengan S, maka atom S wajib menyediakan 6 orbitalyang terisi satu buah agar ikatan dapat terjadi.

S = [Ne] 3s2 3p4

Diagram orbital S dalam keadaan dasar:

Dari diagram orbital diatas, pada keadaan dasar, atom S hanya punya 3 buah orbital yang terisi satu buah elektron. Sementara, syarat agar terjadi ikatan dengan 6F, S harus menyediakan 6 buah orbital yang terisi satu elektron. Oleh karena itu, orbital-orbital S akan mengalami hibridisasi untuk memenuhi syarat tersebut.

Proses hibridisasi melibatkan eksitasi elektron. Pada senyawa SF6, satu elektron pada orbital 3s dan satu elektron pada orbital 3p di eksitasi ke orbital 3d sehingga terbentuklah orbital hibrida sp3d2. Pada masing-masing orbital yang berisi satu elektron inilah atom F terikat. Jadi, orbital hibrida dalam senyawa SF6 adalah sp3d2.

Kunci Jawaban: A

Contoh Soal 8

Jika diketahui nomor atom B = 5 dan Cl = 17, orbital hibrida dan bentuk molekul dari senyawa BCl3 berturut-turut adalah……..

A. sp3d, tetrahedral

B. sp3d, piramia segitiga

C. sp3, segitiga planar

D. sp2, linier

E. sp2, segitiga planar

Pembahasan:

Konfigurasi elektron

B =  [He] 2s2 2p1

Cl = [Ne] 3s2 3p5

B adalah atom pusat dan Cl adalah atom cabang. Karena elektron valensi Cl = 7, unsur ini stabil setelah menerima satu elektron dari B. oleh karena itu, ikatan antar B dan Cl adalah ikatan tunggal.

Agar dapat berikatan dengan Cl, B wajib menyediakan tiga orbital yang berisi satu elektron. pada keadaan dasar, unsur B hanya punya satu orbital dengan elektron menyendiri. Oleh karena itu, satu elektron pada orbital 2s akan dieksitasi ke orbital sub kulit p. 

Berdasarkan proses hibridisasi diatas, atom B dalam BCl3 mengalami hibridisasi sp2 dengan bentuk molekul segitiga datar/segitiga sama sisi/segitiga planar.

Kunci jawaban: E

Contoh Soal 9

Unsur P dan Q yang nomor atomnya berturut-turut adalah 15 dan 17 dapat berikatan membentuk senyawa yang memenuhi aturan Oktet. Rumus kimia dan keloparan dari senyawa tersebut adalah……..

A. Linier, non polar

B. Segitiga planar, non polar

C. Bentuk V, polar

D. Piramida segitiga, polar

E. Tetrahedral, non polar

Pembahasan:

Konfigurasi elektron:

P = 2 8 5 = ev = 5

Q = 2 9 7 = ev = 7

Unsur membutuhkan tiga elektron lagi agar stabil. Sedangkan unsur Q hanya butuh satu elektron lagi untuk stabil. Jika kedua unsur ini berikatan, maka rumus kimia dari senyawa yang terbentuk adalah PQ3. 

Untuk menentukan kepolaran, berarti tentukan terlebih dahulu bentuk molekul dari senyawa PQ3.

P = atom pusat

Q = atom cabang

Jumlah elektron ikatan = X = jumlah atom cabang yang terikat pada atom pusat = 3

Ikatan antara unsur P dan Q adalah ikatan tunggal. Mengapa demikian? Karena unsur Q hanya butuh satu elektron lagi untuk stabil sehingga ikatan yang munkin dibentuknya adalah ikatan kovalen tunggal saja.

Atom pusat P punya 5 elektron valensi. Untuk berikatan kovalen tunggal dengan 3 buah atom Q, tentu P perlu menyumbangkan tiga buah elektronnya. Sisa dua buah elektron lagi yang tidak digunakan untuk berikatan dan akan bertindak sebagai satu pasang elektron bebas. 

Jumlah pasangan elektron bebas = 1

Tipe molekul = AX3E

Bentuk molekul = piramida segitiga

Kepolaran = polar (adanya pasangan elektron bebas juga bisa menunjukkan bahwa senyawa PQ3 bersifat polar)

Kunci Jawaban: D

Contoh Soal 10

Gaya antarmolekul yang paling kuat terdapat antar senyawa……

A. F2 dan F2

B. N2 dan H2

C. H2O dan O2

D. HCl dan HBr

E. NH3 dan NH3

Pembahasan:

Gaya antar molekul yang paling kuat adalah ikatan hidrogen yang terdapat pada senyawa NH3, H2O dan HF. Karena kekuatannya inilah, gaya antar molekul ini disebut dengan nama “ikatan”. Ikatan hidrogen dapat mempengaruhi sifat fisika dari suatu senyawa seperti titik leleh dan titik didihnya.

Diantara daftar senyawa diatas, ikatan hidrogen terjadi pada molekul NH3 dan NH3 (E). Antar molekul F2 dan F2 serta N2 dan H2 terdapat gaya antar molekul yang disebut dengan gaya London (terjadi antar molekul yang bersifat non polar). 

Pada senyawa H2O dan O2, terdapat gaya antar molekul yang disebut dengan interaksi dipol terinduksi (terjadi antar molekul polar (H2O) dan non polar (O2)). Gaya inilah yang menyebabkan oksigen dapat larut di dalam air.

Sedangkan antar senyawa HCl dan Hbr terdapat gaya antar molekul yang disebut dengan interaksi dipol-dipol. Gaya antar molekul ini terjadi antara dua molekul polar.

Kunci Jawaban: E

Contoh Soal 11

Perhatikan struktur beberapa senyawa hidrokarbon dibawah ini.

Senyawa dengan titik didih paling besar ditunjukkan oleh nomor…….

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Pembahasan:

Seluruh senyawa hidrokarbon diatas merupakan senyawa non polar dan memiliki rumus molekul C5H12. Gaya antar molekul yang terdapat pada molekul-molekul non polar adalah gaya London. Kekuatan gaya London dipengaruhi oleh struktur dari senyawanya. Adanya cabang pada senyawa dapat menurunkan kemungkinan terjadinya gaya London. Akibatnya, titik didih senyawa menjadi kecil.

Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa adanya cabang dapat menurunkan titik didih senyawa. Semakin banyak cabang pada suatu senyawa, maka semakin rendah titik didihnya. Dengan begitu, senyawa pada soal diatas yang memiliki titik didih paling tinggi adalah senyawa dengan struktur lurus (tidak memiliki cabang) yang ditunjukkan oleh nomor 1.

Kunci Jawaban: A

Contoh Soal 12

Grafik dibawah ini menunjukan titik didih dari senyawa HF, HCl, HBr dan HI.

Senyawa yang ditunjukkan oleh nomor 1 dan 4 berturut-turut adalah……

A. HF dan HCl

B. HF dan HI

C. HCl dan Hbr

D. HCl dan HI

E. HBr dan HI

Pembahasan:

Baik senyawa HF, HCl, HBr dan HI, semuanya adalah senyawa polar. Secara umum, titik didih senyawa sebanding dengan berat molekul. Semakin besar Mr senyawa, maka titik didihnya akan semakin tinggi pula.

Namun, HF dapat membentuk ikatan hidrogen antar senyawanya. Sedangkan, gaya antar molekul pada senyawa HCl, HBr dan HI adalah interaksi dipol – dopol. Kita mengetahui bahwa ikatan hidrogen merupakan gaya antar molekul yang lebih kuat dibandingkan interaksi dipol – dipol. Hal tersebut menyebabkan HF memiliki titik didih tertinggi diantara senyawa hidrogen halida lainnya.

Jadi, senyawa nomor 1 pada grafik diatas adalah HF yang memiliki titik didih tertinggi. Untuk senyawa hidrogen halida lainnya yaitu HCl, HBr dan HI, perubahan titik didihnya mengikuti aturan umum tentang titik didih yaitu semakin besar Mr, maka semakin besar pula titik didihnya.

Senyawa nomor 2 = HCl

Senyawa nomor 3 = HBr

Senyawa nomor 4 = HI

Kunci Jawaban : B

Contoh Soal 13

Kelompok senyawa dibawah ini yang dapat membentuk ikatan hidrogen adalah……

A. HCl, HBr dan HI

B. N2, NH3 dan HF

C. HF, H2O dan NH3

D. CH4, PCl5 dan H2O

E. CO2, O2 dan H2O

Pembahasan:

Ikatan hidrogen terdapat pada senyawa HF, H2O dan NH3.

Kunci Jawaban: C

 

Contoh Soal 14

Tabel dibawah menunjukkan perbandingan sifat antara senyawa NH3 dan PH3.

Perbedaan titik didih antara senyawa NH3 dan PH3 disebabkan karena…….

A. NH3 dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya dan PH3 tidak

B. Mr NH3 lebih kecil dibandingkan Mr PH3

C. Wujud NH3 pada suhu kamar cair, sedangkan wujud PH3 pada suhu kamar gas.

D. P terletak pada perioda 3 dan N terletak pada perioda 2

E. NH3 larut dalam air sedangkan PH3 tidak

Pembahasan:

NH3 yang merupakan senyawa polar  dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya, sedangkan PH3 yang merupakan senyawa non polar tidak bisa. Inilah alasan yang menyebakan titik didih NH3 lebih tinggi dibandingkan PH3, walaupun Mr PH3 lebih besar.

Kunci Jawaban : A

Contoh Soal 15

Diketahui beberapa molekul non polar sebagai berikut.

1. CH4

2. CCl4

3. CF4

4. CI4

Urutan kekuatan gaya antar molekul dari yang plaing lemah ke yang plaing kuat adalah……(diketahui Ar H = 1, C = 12, F = 19, Cl = 35,5, I = 127)

A. 4 – 3 – 2 – 1

B. 2 – 3 – 1 – 4

C. 1 – 3 – 2 – 4

D. 3 – 2 – 4 – 1

E. 1 – 2 – 3 – 4

Pembahasan:

Pada senyawa non polar, ada gaya antar molekul yang disebut dengan gaya London. Kekuatan gaya London dipengaruhi oleh Mr senyawa. Semakin besar Mr senyawa, maka semakin kuat pula gaya London antar molekulnya.

Mr CH4 = 16

Mr CF4 = 50

Mr CCl4 = 154

Mr CI4 = 520

Maka, urutan kekuatan gaya londonnya dari yang terlemah ke yang terkuat adalah = CH4 < CF4 < CCl4 < CI4 atau 1 – 3 – 2 – 4.

Kunci Jawaban : C

nah, itulah 15 contoh soal kimia tentang bentuk molekul dan gaya antar molekul yang dapat saya bagikan pada artikel kali ini. Semoga bermanfaat bagi kamu yang telah berkunjung ke blog ini. 

Artikel ini telah diperbaharui pada tanggal 23-11-2022

Location:

Berbagi :