Hibridisasi Kimia: Arti, Teori, Jenis, dan Proses Terjadinya

Hibridisasi kimia adalah salah satu bahasan dalam Ilmu Kimia yang juga dibahas di sekolah, khususnya SMA dan kerap keluar dalam ujian sekolah maupun masuk perguruan tinggi. Hibridisasi adalah fenomena yang terjadi saat terbentuknya suatu molekul kimia.

Sebenarnya apa itu hibridisasi atau bagaimana teori hibridisasi? Semua dikupas lengkap beserta pengertian, teori, jenis, dan contoh soal berikut ini!

Pengertian Hibridisasi Kimia

Dalam KBBI, hibridisasi adalah persilangan dari populasi yang berbeda. Hibridisasi tanaman adalah salah satu contohnya, saat dilakukan persilangan alias proses penyerbukan silang antara tetua yang berbeda susunan genetiknya. Sedangkan dalam ilmu kimia, hibridisasi adalah proses bergabungnya orbital atom pusat dengan orbital atom lain, kemudian terbentuk orbital hibrida.

Oleh sebab itu, hibridisasi kimia juga sering disebut hibridisasi orbital, sebuah konsep bersatunya orbital-orbital atom untuk kemudian membentuk orbital hibrida yang baru sesuai dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom.

Orbital hibrida yang terbentuk tersebut kemudian memiliki panjang ikatan, sudut, dan tingkat energi yang berbeda dengan orbital pembentuknya. Keberadaan orbital hibrida tersebut mampu menjelaskan soal bentuk molekul dan ikatan atom-atom di dalamnya.

Kimiawan Linus Pauling asal Amerika Serikat jadi yang pertama mempromosikan teori hibridisasi pada 1931 untuk menjelaskan struktur molekul seperti metana (CH4).

Mario Raimondi (1994) mengatakan hibridisasi merupakan sebuah konsep pengenalan terkait bersatunya orbital-orbital atom dalam usaha membentuk orbital hibrid yang baru dengan terjadi kesesuaian terkait dengan kualitatif sifat ikatan atom.

Orbital hibrida terdiri dari orbital hibrida sp yang bentuknya lurus atau linear, sp2 bentuknya segitiga datar, sp3 bentuknya tetrahedral, sp3d bentuknya segitiga bipiramida, dan sp3d2 bentuknya oktahedral.

Teori Hibridisasi

Dalam teori hibridisasi, hibridisasi kimia terjadi saat molekul tak mengalami hibridisasi orbital saat pembentukan ikatannya, artinya panjang, tingkat energi, dan sudut ikatan yang terbentuk akan berbeda-beda.

Bentuk molekul akan menjadi tak beraturan, padahal molekul kimia biasanya akan memiliki panjang dan sudut ikatan yang seragam, bentuk yang beraturan, dan dapat ditentukan.

Atom karbon (C) misalnya yang punya elektron valensi 4, bisa dipakai untuk berikatan dengan atom lain. Misal kemudian berikatan dengan hidrogen (H), maka bisa membentuk senyawa metana (CH4). Senyawa ini memiliki panjang sama untuk setiap ikatan C-H, sudut dan energi juga sama, membentuk bentuk geometri tetrahedral.

Peristiwa yang menjadikan senyawa ini punya panjang, sudut, dan tingkat energi yang setara dinamakan hibridisasi orbital, dengan dalam contoh ini menghasilkan bentuk geometri molekul CH4 sebagai tetrahedral.

Macam-Macam Hibridisasi

Ada beberapa macam hibridisasi yang kemudian menghasilkan panjang ikatan, sudut, kekuatan, dan energi ikatan yang berbeda. Beberapa di antaranya adalah:

1. Hibridisasi sp

Hibridisasi sp terjadi saat ada penggabungan 1 orbital s dengan 1 orbital p. Artinya, ada 2 orbital p bebas yang tidak digunakan. Hasil hibridisasi ini adalah jenis ikatan rangkap 3 karena ada 2 orbital p bebas yang dapat membuat ikatan lagi dengan orbital atom lain.

Artinya, kekuatan ikatan jadi lebih kuat dan jarak ikatan paling pendek daripada dua hibridisasi lainnya. Bentuk yang dihasilkan adalah linear dengan sudut 180 derajat. Contoh molekul hibridisasi sp adalah C2H2.

2. Hibridisasi sp2

Pada jenis ini, terjadi penggabungan 1 orbital s dengan 2 orbital p, artinya ada 1 orbital p bebas yang tidak digunakan.  Ikatan yang dihasilkan rangkap dua, lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga, tetapi lebih kuat dari ikatan tunggal. Panjang ikatan lebih panjang dari sp, tetapi lebih pendek dari sp3.

Hasilnya adalah bentuk geometri planar, sudut ikatannya 120 derajat. Contoh molekul dengan hibridisasi sp2 adalah C2H4.

3. Hibridisasi sp3

Dalam hibridisasi ini, ada penggabungan 1 orbital s dengan 3 orbital p. Jenis ikatannya tunggal, artinya kekuatan paling lemah dan paling panjang. Bentuk molekul yang dihasilkan adalah tetrahedral, dengan contoh molekulnya adalah CH4.

Proses Terjadinya Hibridisasi

Ada beberapa proses yang harus dilalui dalam hibridisasi kimia ini. Pertama, pada keadaan dasar atau ground state, semua unsur atom memiliki konfigurasi elektron seperti biasa. Pada kondisi tersebut, tingkat energi masing-masing orbital berbeda dan relatif lebih tinggi, artinya mereka kurang stabil.

Kemudian, terjadi eksitasi atau promosi elektron. Dalam proses ini, salah satu elektron dari orbital 2s akan tereksitasi menuju orbital kosong pada 2p, hal ini terjadi karena pada orbital 2p masih terdapat 1 orbital kosong.

Setelah itu artinya semua orbital 2s dan 2p terpenuhi oleh elektron, masing-masing terisi 1 elektron. Tahap selanjutnya adalah hibridisasi atau bergabungnya orbital, contohnya pada sp3 maka orbital 2s akan bergabung dengan tiga orbital 2p yang kemudian membentuk sp3.

Penggabungan tersebut membuat hasil level energi yang lebih rendah dan setara untuk keempat orbital. Ini menyebabkan panjang, sudut, dan energi ikatannya sama.

Baca juga: Hibridisasi: Pengertian, Bentuk Molekul, & Cara Menentukannya

Contoh Molekul dengan Hibridisasi Orbital

Berikut ini adalah beberapa contoh dari molekul yang sudah mengalami hibridisasi orbital:

• Asetilena (C2H2)

Asetilena adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan rangkap 3 yang terjadi akibat hibridisasi sp, sehingga menghasilkan 2 orbital p bebas. Senyawa ini memiliki bentuk geometri linear atau berupa garis lurus karena selain mengikat karbon yang lain, karbon pada asetilena mengikat satu atom hidrogen yang lain.

• Etilana (C2H4)

Etilana terjadi akibat hibridisasi orbital sp2, atom C pada senyawa tersebut dihubungkan melalui ikatan rangkap 2. Selain saling mengikat antara karbon, karbon pada senyawa etilena mengikat dua atom hidrogen dengan sudut ikatan yang sama, 120 derajat. Bentuk geometri senyawa ini berupa planar.

• Metana (CH4)

Senyawa metana dihasilkan dari hibridisasi sp3 yang menyebabkan tiap ikatan C-H punya panjang, sudut, dan energi ikatan yang setara. Molekul CH4 memiliki sudut ikatan 109.5 derajat, bentuknya geometri tetrahedral.

Contoh Soal

Bentuk molekul dan hibridisasi senyawa IF4 adalah?

Jawaban:

Bentuk molekul dari IF4 adalah bidang empat, bentuk yang kurang stabil karena ada 1 elektron tak berpasangan. Bisa menangkap satu elektron menjadi IF4- atau melepas elektron menjadi ion positif IF4+.

Molekul IF4 memiliki atom pusat I yang kemudian mengikat 4 atom F.

Konfigurasi elektron dari I 53 adalah [Kr] 4d10 5s2 5p5 dengan elektron valensi 7. Sedangkan konfigurasi elektron dari F adalah 1s2 2s2 2p5 dengan elektron valensi 7.

Atom I membentuk 4 ikatan kovalen tunggal dengan atom F. Artinya:

Pasangan Elektron Ikatan (PEI) = 4

PAsangan Elektron Bebas (PEB) = (jumlah elektron valensi – PEI) = 7 – 4 = 1 pasang

elektron tak berpasangan = 1

Tipe molekul:

Rumus tipe molekul = AXnEm

dengan,

A : lambang atom pusat

X : PEI (Pasangan Elektron Ikatan)

n : jumlah PEI

E : PEB (Pasangan Elektron Bebas)

m : jumlah PEB

Jadi, dari perhitungan di atas kita tahu bahwa tipe molekul IF4 adalah AX4E dan bentuk molekulnya bidang empat.

Demikian penjelasan mengenai hibridisasi kimia yang akan dipelajari lebih dalam di mata pelajaran kimia. Tentunya dengan pembelajaran sambil praktik yang sesuai dengan 21st century learning mendorong siswa Sampoerna Academy untuk memotivasi eksplorasi, kolaborasi, kreativitas, serta penerapan pengetahuan dan keterampilan.

Untuk informasi lebih lanjut terkait pendaftaran, kurikulum, kunjungan, dan informasi seputar Sampoerna Academy silakan mengisi data di bawah ini.

Referensi

Wikipedia