Kimia Geometri Moulekul

i Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul ii Unit Pembelajaran 3 GEOMETRI MOLEKUL MATA PELAJARAN KIMIA MADRASAH ALIYAH Penanggung Jawab Direktorat GTK Madrasah Direktorat Pendidikan Islam Kementerian Agama Republik Indonesia Penyusun Marina Setiawati Sutardi Nurchaili Rijal Kamaluddin Husaeni Siti Nurhanifah Reviewer Edy Cahyono Copyright © 2020 Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah Hak Cipta Dilindungi Undang-undang Dilarang mengcopy sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Agama Republik Indonesia

iii Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Undang–Undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 1 ayat 1 menyatakan bahwa Guru adalah pendidik profesional dengan tugas utama mendidik, mengajar, membimbing, mengarahkan, melatih, menilai, dan mengevaluasi peserta didik pada Pendidikan Anak Usia Dini jalur Pendidikan Formal, Pendidikan Dasar, dan Pendidikan Menengah. Agar dapat melaksanakan tugas utamanya dengan baik, seorang guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Untuk itu saya menyambut baik terbitnya modul ini sebagai panduan semua pihak dalam melaksanakan program PKB. Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu fokus upaya Kementerian Agama, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (GTK) dalam meningkatkan kualitas madrasah melalui pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi, kontekstual, dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Program PKB dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran. Modul ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan Kementerian Agama yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS) dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi, menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental yang paling dasar. Sementara, nilai-nilai keislaman diintegrasikan dalam pembelajaran sebagai hidden curriculum sehingga tercipta generasi unggul sekaligus beriman dan bertakwa serta berakhlak mulia.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul iv Sasaran Program PKB ini adalah seluruh guru di wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK). Model pembelajaran yang digunakan dalam modul ini adalah melalui moda Tatap Muka In-On-In sehingga guru tidak harus meninggalkan tugas utamanya di madrasah sebagai pendidik. Semoga modul ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam materi dan melaksanakan proses pembelajaran. Kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Modul ini. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai dan memudahkan upaya yang kita lakukan. Aamiin. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Jakarta, Oktober 2020 An. Direktur Jenderal, Direktur Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah, Muhammad Zain

v Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul DAFTAR ISI KATA PENGANTAR iii DAFTAR ISI................................................................................................................................. v DAFTAR TABEL...................................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR................................................................................................................... ix 01 PENDAHULUAN...................................................................................................................1 01. A. Latar Belakang............................................................................................................1 01. B. Tujuan...........................................................................................................................4 01. C. Manfaat........................................................................................................................4 01. D. Sasaran........................................................................................................................4 01. E. Petunjuk Penggunaan..............................................................................................5 02 TARGET KOMPETENSI .....................................................................................................8 02. A. Target Kompetensi Guru........................................................................................8 02. A. 1. Kompetensi Guru..............................................................................................8 02. A. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru..................................................10 02. B. Target Kompetensi Peserta Didik......................................................................16 02. B. 1. Kompetensi Dasar Peserta Didik................................................................16 02. B. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik...................................17 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN.......................................................... 21 03. A. Ruang Lingkup Materi........................................................................................... 21 03. B. Aplikasi dalam Kehidupan ................................................................................... 21 03. C. Integrasi Keislaman .............................................................................................. 23 03. D. Bahan Bacaan........................................................................................................25

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul vi 03. D. 1. Bahan Bacaan: Teori VSEPR dan Domain Elektron serta Bentuk Molekul.............................................................................................................................25 03. D. 2. Bahan Bacaan: Teori Hibridisasi dan Bentuk Molekul........................ 39 03. D. 3. Bahan Bacaan: Perangkat Lunak untuk Visual Bentuk Molekul ...... 42 04 KEGIATAN PEMBELAJARAN ....................................................................................... 44 04. A. Organisasi Pembelajaran.................................................................................... 44 04. B. Perangkat dan Media Pembelajaran................................................................ 44 04. B. 1. Perangkat Pembelajaran, Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh guru ................................................................................................................................... 44 04. B. 2. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh peserta didik.................. 45 04. C. Aktivitas Pembelajaran........................................................................................ 45 04. C. 1. Aktivitas Pembelajaran Topik 1: Teori VSEPR dan Teori Domain Elektron ............................................................................................................................ 45 04. C. 2. Aktivitas Pembelajaran Topik 2: Pembuatan Model Bentuk Molekul ............................................................................................................................................. 51 04. D. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD).................................................................. 54 04. D. 1. Contoh LKPD 1................................................................................................ 54 04. D. 2. Contoh LKPD 2..............................................................................................58 04. E. Pengembangan Soal ............................................................................................60 05 PENILAIAN........................................................................................................................66 05. A. Tes Formatif............................................................................................................66 05. B. Penilaian untuk Guru............................................................................................ 72 05. B. 1. Penilaian Mandiri Guru ................................................................................. 72 05. B. 2. Penilaian oleh Atasan/Teman Sejawat/Asesor/Fasilitator ................. 75 05. C. Penilaian untuk Peserta Didik............................................................................ 78 05. C. 1. Penilaian Mandiri oleh Peserta Didik........................................................ 78 05. C. 2. Penilaian oleh Guru......................................................................................80 06 PENUTUP.......................................................................................................................... 82

vii Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul KUNCI JAWABAN TES FORMATIF ................................................................................... 83 GLOSARIUM ........................................................................................................................... 84 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................................86

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul viii DAFTAR TABEL Tabel 1 Target Kompetensi Guru......................................................................................8 Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru ........................................................10 Tabel 3 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik........................................................16 Tabel 4 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik ........................................18 Tabel 5 Geometri Molekul Berdasarkan Susunan Pasangan Elektron Ikatan dan Pasangan Elektron Bebas di Dalam Molekulnya ....................................... 34 Tabel 6 Perbandingan antara teori domain elektron dan teori VSEPR................ 38 Tabel 7 Hibridisasi dan Orientasi Ruang (Bentuk) Orbital Hibrid............................ 41 Tabel 8 Organisasi Pembelajaran .................................................................................. 44 Tabel 9 Contoh Desain Pembelajaran ...........................................................................47 Tabel 10 Kisi-Kisi Pengembangan Soal ..........................................................................60 Tabel 11 Instrumen Penilaian Diri Bagi Guru................................................................. 72 Tabel 12 Instrumen Penilaian Guru oleh Asesor/Fasilitator ...................................... 75 Tabel 13 Instrumen Penilaian Diri bagi Peserta Didik................................................. 78 Tabel 14 Instrumen Penilaian Peserta Didik oleh Guru..............................................80

ix Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Daya Serap Peserta Didik pada UN 2019 Mata Pelajaran Kimia..........2 Gambar 2 Rata-Rata Daya Serap Peserta Didik pada UN 2017 dan 2018 untuk Materi Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul ....................................................3 Gambar 3 Alur PKB Melalui Tatap Muka In-On-In ........................................................7 Gambar 4 Struktur DNA Double Helix.......................................................................... 22 Gambar 6 Geometri Molekul Berdasarkan Susunan Pasangan Elektron Ikatan di Dalam Molekulnya ......................................................................................... 27 Gambar 7 Bentuk Molekul BeCl2 dan CO2: Linear.................................................. 28 Gambar 8 Bentuk Molekul BF3 dan NO3-: Trigonal Planar.................................... 28 Gambar 9 Bentuk Molekul CH4: Tetrahedral .............................................................29 Gambar 10 Bentuk Molekul PCl5: Trigonal Bipiramida..............................................29 Gambar 11 Bentuk Molekul SF6: Oktahedral...............................................................29 Gambar 12 Kemungkinan Bentuk Molekul dengan 5 PEI: Trigonal bipiramida dan Limas Segi Empat Sama Sisi ....................................................................... 30 Gambar 13 Perbandingan Sudut Ikatan Molekul BF3 dengan ScCl2 .................... 32 Gambar 14 Perbandingan Sudut Ikatan Molekul CH4, NH3, dan H2O ................. 32 Gambar 15 Komparasi Sudut Ikatan Molekul PCl5, SF4, BrF3 dan XeF2............. 33 Gambar 16 Geometri Molekul CH3NCO........................................................................ 36 Gambar 17 Setiap Elektron Ikatan, Tunggal Maupun Rangkap................................37 Gambar 18 Domain Elektron Bebas Mempengaruhi Sudut Ikatan......................... 38 Gambar 18 Skematik Hibridisasi sp3 Atom C pada molekul CH4 .......................... 40 Gambar 19 Perubahan Orientasi Orbital pada Hibridisasi sp3 Atom C................. 40 Gambar 20 Tampilan Website CoolMolecules ............................................................. 42 Gambar 21 Tampilan Web-aplikasi untuk Bentuk-bentuk Molekul ........................ 43

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 1 01 PENDAHULUAN 01. A. Latar Belakang Pelaksanaan tugas utama guru tidak dapat dipisahkan dari kemampuan seorang guru dalam penguasaan pengetahuan, penerapan pengetahuan dan keterampilan, sebagai kompetensi yang dibutuhkan sesuai amanat Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 16 Tahun 2007 tentang Standar Kualifikasi Akademik dan Kompetensi Guru. Hal tersebut merupakan wujud dari kompetensi yang dibutuhkan sebagaimana telah diatur dalam Permendiknas Nomor 16 Tahun 2007 tentang Standar Kualifikasi Akademik dan Kompetensi Guru. Penguasaan kompetensi guru sangat menentukan tercapainya kualitas proses pembelajaran atau pembimbingan peserta didik dan pelaksanaan tugas tambahan dan/atau tugas lain yang relevan sesuai dengan fungsi madrasah. Oleh sebab itu guru harus melakukan pengembangan kompetensi yang dilaksanakan sesuai dengan kebutuhan, secara bertahap, berkelanjutan untuk meningkatkan profesionalitas guru yang disebut dengan Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB). PKB dilaksanakan agar guru dapat memelihara, meningkatkan, dan memperluas pengetahuan dan keterampilannya untuk melaksanakan proses pembelajaran secara profesional. Pembelajaran yang berkualitas diharapkan mampu meningkatkan pengetahuan, keterampilan, dan sikap peserta didik. Strategi pelaksanaan PKB guru madrasah yang ditempuh oleh Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah adalah melalui kegiatan MGMP. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kompetensi pedagogis dan profesional guru sehingga capaian hasil belajar peserta didik meningkat. Berdasarkan hasil UN tahun 2019 menunjukkan bahwa daya serap peserta didik terhadap materi kimia pada Madrasah Aliyah (MA) lebih rendah dari Sekolah Menengah Atas (SMA). Oleh karena itu, guru kimia di Madrasah Aliyah perlu aktif melakukan pengembangan diri dalam kegiatan MGMP yang diselenggarakan baik oleh provinsi maupun kabupaten/kota. Pada kegiatan MGMP Kimia dapat dilakukan bedah materi ajar, penyusunan rancangan pembelajaran yang

2 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul bermakna, pengembangan intrumen penilaian HOTS, serta refleksi untuk perbaikan pembelajaran secara berkesinambungan sehingga guru kimia mampu meningkatkan kompetensinya untuk membantu peserta didik dalam mencapai kompetensi dasar. Dalam melaksanakan kegiatan tersebut diperlukan bahan ajar, di antaranya dalam bentuk modul. Oleh sebab itu modul PKB ini disusun, yang merupakan salah satu implementasi dari Proyek Realizing Education’s Promise dari World Bank dalam rangka memberikan dukungan kepada Kementerian Agama untuk meningkatkan kualitas pendidikan di madrasah (Madrasah Education Quality Reform). Daya serap untuk mata pelajaran Kimia pada Madrasah secara nasional masih ada yang di bawah 55, termasuk di dalamnya adalah materi Bentuk Molekul, yang tergabung dalam kelompok materi Kimia Dasar dan Kimia Anorganik. Hal ini dapat dilihat dalam grafik berikut: Gambar 1 Daya Serap Peserta Didik pada UN 2019 Mata Pelajaran Kimia Sumber : https://hasilun.puspendik.kemdikbud.go.id/ Oleh karenanya, Unit Pembelajaran yang membahas materi Bentuk Molekul serta bagaimana mengajarkannya kepada peserta didik perlu disusun sebagai salah satu sumber belajara guru kimia dalam melaksanakan PKB.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 3 Gambar 2 Rata-Rata Daya Serap Peserta Didik pada UN 2017 dan 2018 untuk Materi Ikatan Kimia dan Bentuk Molekul Sumber: https://hasilun.puspendik.kemdikbud.go.id/ Unit Pembelajaran ini diharapkan dapat menjadi salah satu sumber belajar bagi guru dalam PKB. Unit Pembelajaran ini dilengkapi dengan target kompetensi yang harus dimiliki guru untuk dapat melaksanakan pembelajaran yang baik guna mencapai kompetensi dasar peserta didik. Bahan bacaan disusun secara singkat dan padat sehingga diharapkan memudahkan guru dalam memahami konten dan menghindarkan dari kesalahan konsep. Materi ajar dihubungkan dengan dunia nyata serta integrasi nilai-nilai keislaman guna mendorong pembelajaran yang kontekstual sekaligus menanamkan nilai-nilai karakter peserta didik. Unit Pembelajaran juga dilengkapi contoh alternatif aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik (LKPD), contoh pengembangan soal guna memudahkan guru dalam merancang pembelajaran dan penilaian yang sesuai dengan daya dukung madrasah dan karakteristik peserta didik. Di akhir Unit Pembelajaran terdapat latihan tes formatif yang dapat dijadikan intrumen penilaian diri bagi guru sebelum melaksanakan Asesmen Kompetensi Guru (AKG) maupun bagi peserta didik dalam hal penguasaan materi. 0 20 40 60 80 Aturan Okted Sifat-sifat senyawa Struktur Lewis Bentuk molekul 60,55 45,34 65,16 59,65 Rata-Rata Daya Serap Materi

4 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 01. B. Tujuan Tujuan Unit Pembelajaran ini adalah: 1. Meningkatkan kompetensi pedagogis guru melalui kegiatan PKB. 2. Meningkatkan kompetensi profesional guru melalui kegiatan PKB. 3. Memfasilitasi sumber belajar guru dalam melaksanakan PKB. 4. Meningkatkan hasil Asesmen Kompetensi Guru (AKG). 5. Meningkatkan hasil belajar peserta didik. 01. C. Manfaat Manfaat yang ingin dicapai: 1. Sebagai sumber belajar bagi guru dalam melaksanakan PKB. 2. Sebagai referensi bagi guru dalam mengembangkan perencanaan dan pelaksanaan pembelajaran yang mendidik. 3. Sebagai sarana bagi guru untuk malakukan asesmen mandiri guru dalam rangka peningkatan kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional. 4. Sebagai referensi bagi guru dalam mengembangkan instrumen penilaian proses dan hasil belajar peserta didik. 01. D. Sasaran Adapun sasaran Unit Pembelajaran ini adalah: 1. Fasilitator nasional, provinsi, dan kabupaten/kota 2. Pengawas Madrasah 3. Kepala Madrasah 4. Guru Kimia 5. Peserta didik.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 5 01. E. Petunjuk Penggunaan Sebelum Anda mempelajari dan mempraktikkan materi, bacalah dengan seksama petunjuk penggunaan Unit Pembelajaran ini. Laksanakan aktivitas PKB bersama dengan fasilitator dan teman sejawat di MGMP kimia Anda dengan sungguh-sungguh agar Anda berhasil mencapai target kompetensi yang diinginkan. Secara umum, aktivitas yang harus Anda lakukan adalah sebagai berikut: 1. Pahami tujuan dan target kompetensi yang harus dicapai baik oleh diri Anda sendiri maupun oleh peserta didik. 2. Bacalah dengan cermat keseluruhan isi dari Unit Pembelajaran ini. 3. Bacalah sumber belajar lain terkait materi yang sedang dipelajari. 4. Aktivitas pembelajaran pada setiap Unit Pembelajaran dilakukan melalui moda Tatap Muka In-On-In. Ikutilah setiap aktivitas pembelajaran In-On-In sebagai berikut: a. Kegiatan In Service Learning 1 (in-1) Kegiatan ini dilakukan secara tatap muka dan untuk mengkaji materi bersama teman sejawat dan fasilitator dalam MGMP Kimia. Aktivitas yang dilakukan di antaranya: 1) Melakukan analisis kebutuhan guru baik dalam kompetensi pedagogis maupun kompetensi profesional. 2) Mengkaji materi bersama fasilitator dan teman sejawat serta mendiskusikan materi-materi esensial yang kemungkinan masih menimbulkan miskonsepsi di kalangan guru. 3) Mendemonstrasikan praktik baik pembelajaran yang pernah dilakukan oleh guru di madrasah masing-masing maupun yang dicontohkan dalam Unit Pembelajaran ini. 4) Mempelajari dan membuat Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD). 5) Mempersiapkan intrumen penilaian proses dan hasil belajar. 6) Pada tahap ini, dapat juga dilakukan rencana pengambilan data untuk dikembangkan menjadi Penelitian Tindakan Kelas.

6 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul b. Kegiatan On The Job Learning Pada tahap ini, aktivitas yang Anda lakukan di antaranya: 1) Mengkaji kembali uraian materi secara mandiri. 2) Mempraktikkan pembelajaran bersama peserta didik di madrasah masing-masing berdasarkan rancangan pembelajaran, LKPD, dan instrumen penilaian yang telah dipersiapkan pada kegiatan in-1. 3) Membuat catatan-catatan selama pelaksanaan pembelajaran sebagai bahan evaluasi, refleksi, atau sebagai data hasil PTK. 4) Membuat laporan pelaksanaan on the job learning dengan melampirkan bukti fisik dan dokumentasi kegiatan yang mendukung. c. Kegiatan In Service Learning 2 (In-2) Tahap ini dilakukan secara tatap muka dan bersama fasilitator dan teman sejawat dengan aktivitas: 1) Melakukan presentasi laporan kegiatan on the job learning. 2) Mengevaluasi dan merefleksi pelaksanaan on the job learning untuk perbaikan pelaksanaan pembelajaran berikutnya. 3) Jika memiliki data-data hasil PTK dapat pula dijadikan sebagai bahan diskusi untuk dikembangkan menjadi laporan PTK. 5. Ujilah capaian kompetensi Anda dengan mengerjakan soal tes formatif, 6. Lakukan penilaian mandiri sebagai refleksi ketercapaian target kompetensi. Dalam melaksanakan setiap kegiatan pada Unit Pembelajaran ini, Anda harus mempertimbangkan prinsip kesetaraan dan inklusi sosial tanpa membedakan suku, ras, golongan, jenis kelamin, status sosial ekonomi, dan yang berkebutuhan khusus. Kesetaraan dan inklusi sosial ini juga diberlakukan bagi pendidik, tenaga kependidikan dan peserta didik. Dalam proses diskusi kelompok yang diikuti laki-laki dan perempuan, perlu mempertimbangkan kapan diskusi harus dilakukan secara terpisah baik laki-laki maupun perempuan dan kapan harus dilakukan bersama. Anda juga harus memperhatikan partisipasi setiap peserta didik dengan seksama, sehingga tidak mengukuhkan relasi yang tidak setara.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 7 Gambar 3 Alur PKB Melalui Tatap Muka In-On-In

8 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 02 TARGET KOMPETENSI 02. A. Target Kompetensi Guru Target kompetensi guru didasarkan pada Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia Nomor 16 Tahun 2007 Tentang Standar Kualifikasi Akademik dan Kompetensi Guru. Dalam Unit Pembelajaran ini, target kompetensi yang dituangkan hanya yang terkait kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional. 02. A. 1. Kompetensi Guru Tabel 1 Target Kompetensi Guru Ranah Kompetensi Target Kompetensi Guru Kompetensi Pedagogis 1.1 Menguasai karakteristik peserta didik dari aspek fisik, moral, sosial, kultural, emosional, dan intelektual. 1.2 Menguasai teori belajar dan prinsip-prinsip pembelajaran yang mendidik. 1.3 Mengembangkan kurikulum yang terkait dengan mata pelajaran/bidang pengembangan yang diampu. 1.4 Menyelenggarakan pembelajaran yang mendidik. 1.5 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk kepentingan pembelajaran. 1.6 Memfasilitasi pengembangan potensi peserta didik untuk mengaktualisasikan berbagai potensi yang dimiliki.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 9 1.7 Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan santun dengan peserta didik. 1.8 Menyelenggarakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. 1.9 Memanfaatkan hasil penilaian dan evaluasi untuk kepentingan pembelajaran. 1.10 Melakukan tindakan reflektif untuk peningkatan kualitas pembelajaran. Kompetensi Profesional 2.20 Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu. 2.21 Menguasai standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran/bidang pengembangan yang diampu. 2.22 Mengembangkan materi pembelajaran yang diampu secara kreatif. 2.23 Mengembangkan keprofesionalan secara berkelanjutan dengan melakukan tindakan reflektif. 2.24 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk berkomunikasi dan mengembangkan diri.

10 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 02. A. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Setelah mempelajari dan mempraktikkan seluruh Unit Pembelajaran kimia, Anda diharapkan menguasai seluruh target kompetensi dengan indikator capaian kompetensi seperti pada tabel 2. Teori pedagogis dapat dipelajari dari berbagai literatur kemudian praktikkan dalam pembelajaran di kelas. Pada Unit Pembelajaran ini, kita hanya akan memfokuskan pada capaian kompetensi yang diberi tanda ceklis (√). Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis Kompetensi Pedagogis 1.1 Menguasai karakteristik peserta didik dari aspek fisik, moral, sosial, kultural, emosional, dan intelektual. 1.1 Mengidentifikasi karakteristik peserta didik yang berkaitan dengan aspek fisik, intelektual, sosial-emosional, moral, spiritual, dan latar belakang sosial budaya. √ 1.2 Mengidentifikasi potensi peserta didik dalam mata pelajaran yang diampu. 1.3 Mengidentifikasi bekal-ajar awal peserta didik dalam mata pelajaran yang diampu. 1.4 Mengidentifikasi kesulitan belajar peserta didik dalam mata pelajaran yang diampu. 1.2 Menguasai teori belajar dan prinsipprinsip pembelajaran yang mendidik. 2.1 Menerapkan berbagai teori belajar dan prinsip-prinsip pembelajaran yang mendidik terkait dengan mata pelajaran yang diampu. √ 2.2 Menerapkan berbagai pendekatan, strategi, metode, dan teknik pembelajaran yang mendidik secara kreatif dalam mata pelajaran yang diampu.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 11 1.3 Mengembangkan kurikulum yang terkait dengan mata pelajaran/ bidang pengembangan yang diampu. 3.1 Menerapkan prinsip-prinsip pengembangan kurikulum. √ 3.2 Menentukan tujuan pembelajaran yang diampu. 3.3 Menentukan pengalaman belajar yang sesuai untuk mencapai tujuan pembelajaran yang diampu. 3.4 Memilih materi pembelajaran yang diampu yang terkait dengan pengalaman belajar dan tujuan pembelajaran. 3.5 Menata materi pembelajaran secara benar sesuai dengan pendekatan yang dipilih dan karakteristik peserta didik. 3.6 Mengembangkan indikator dan instrumen penilaian. √ 1.4 Menyelenggarakan pembelajaran yang mendidik. 4.1 Menerapkan prinsip-prinsip perancangan pembelajaran yang mendidik. 4.2 Mengembangkan komponen-komponen rancangan pembelajaran. 4.3 Menyusun rancangan pembelajaran yang lengkap, baik untuk kegiatan di dalam kelas, laboratorium, maupun lapangan. √ 4.4 Melaksanakan pembelajaran yang mendidik di kelas, di laboratorium, dan di lapangan dengan memperhatikan standar keamanan yang dipersyaratkan. 4.5 Menggunakan media pembelajaran dan sumber belajar yang relevan dengan karakteristik peserta didik dan mata pelajaran yang diampu untuk mencapai tujuan pembelajaran secara utuh. √

12 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 4.6 Mengambil keputusan transaksional dalam pembelajaran yang diampu sesuai dengan situasi yang berkembang. 1.5 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk kepentingan pembelajaran. 5.1 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi dalam pembelajaran yang diampu. √ 1.6 Memfasilitasi pengembangan potensi peserta didik untuk mengaktualisasika n berbagai potensi yang dimiliki. 6.1 Menyediakan berbagai kegiatan pembelajaran untuk mendorong peserta didik mencapai prestasi secara optimal. 6.2 Menyediakan berbagai kegiatan pembelajaran untuk mengaktualisasikan potensi peserta didik, termasuk kreativitasnya. 1.7 Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan santun dengan peserta didik. 7.1 Menerapkan berbagai strategi berkomunikasi yang efektif, empatik, dan santun, secara lisan, tulisan, dan/atau bentuk lain. 7.2 Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan santun dengan peserta didik dengan bahasa yang khas dalam interaksi kegiatan/permainan yang mendidik yang terbangun secara siklikal dari: a) penyiapan kondisi psikologis peserta didik untuk ambil bagian dalam permainan melalui bujukan dan contoh,

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 13 b) ajakan kepada peserta didik untuk ambil bagian, c) respons peserta didik terhadap ajakan guru, dan d) reaksi guru terhadap respons peserta didik, dan seterusnya. 1.8 Menyelenggarakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. 8.1 Menerapkan prinsip-prinsip penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar sesuai dengan karakteristik mata pelajaran yang diampu. 8.2 Menentukan aspek-aspek proses dan hasil belajar yang penting untuk dinilai dan dievaluasi sesuai dengan karakteristik mata pelajaran yang diampu. 8.3 Menentukan prosedur penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. √ 8.4 Mengembangkan instrumen penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. 8.5 Mengolah penilaian proses dan hasil belajar secara berkesinambungan dengan menggunakan berbagai instrumen. 8.6 Menganalisis hasil penilaian proses dan hasil belajar untuk berbagai tujuan. 8.7 Melakukan evaluasi proses dan hasil belajar. 1.9 Memanfaatkan hasil penilaian dan evaluasi untuk 9.1 Menggunakan informasi hasil penilaian dan evaluasi untuk menentukan ketuntasan belajar.

14 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul kepentingan pembelajaran. 9.2 Menggunakan informasi hasil penilaian dan evaluasi untuk merancang program remedial dan pengayaan. 9.3 Mengkomunikasikan hasil penilaian dan evaluasi kepada pemangku kepentingan. 9.4 Memanfaatkan informasi hasil penilaian dan evaluasi pembelajaran untuk meningkatkan kualitas pembelajaran. 1.10 Melakukan tindakan reflektif untuk peningkatan kualitas pembelajaran. 10.1 Melakukan refleksi terhadap pembelajaran yang telah dilaksanakan. 10.2 Melakukan perbaikan dan pengembangan pembelajaran berdasarkan hasil refleksi dalam mata pelajaran yang diampu. 10.3 Melakukan penelitian tindakan kelas untuk meningkatkan kualitas pembelajaran dalam mata pelajaran yang diampu. Kompetensi Profesional 1.20 Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu. 20.1 Menjelaskan teori pasangan elektron kulit valensi (VSEPR). √ 20.2 Mendeskripsikan bentuk molekul berdasarkan teori pasangan elektron. √ 20.3 Menjelaskan teori Domain Elektron dalam menentukan Bentuk Molekul. √ 20.4 Mendeskripsikan bentuk molekul berdasarkan teori Domain Elektron. √ 20.5 Mendemonstrasikan pembuatan model bentuk molekul dari bahan-bahan bekas, misalnya gabus, dan karton. √ 20.6 Mendemonstrasikan cara menggambar bentuk molekul menggunakan aplikasi Chemsketch atau yang lain. √

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 15 1.21 Menguasai standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran/bidang pengembangan yang diampu. 21.1 Menganalisis standar kompetensi mata pelajaran yang diampu. √ 21.2 Menganalisis kompetensi dasar mata pelajaran yang diampu. √ 21.3 Menganalisis tujuan pembelajaran yang diampu. 1.22 Mengembangkan materi pembelajaran yang diampu secara kreatif. 22.1 Memilih materi pembelajaran yang diampu sesuai dengan tingkat perkembangan peserta didik. 22.2 Mengolah materi pelajaran yang diampu secara kreatif sesuai dengan tingkat perkembangan peserta didik. 1.23 Mengembangkan keprofesionalan secara berkelanjutan dengan melakukan tindakan reflektif. 23.1 Melakukan refleksi terhadap kinerja sendiri secara terus menerus. 23.2 Memanfaatkan hasil refleksi dalam rangka peningkatan keprofesionalan. 23.3 Melakukan penelitian tindakan kelas untuk peningkatan keprofesionalan. 23.4 Mengikuti kemajuan zaman dengan belajar dari berbagai sumber. 1.24 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk berkomunikasi dan mengembangkan diri. 24.1 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi dalam berkomunikasi. 24.2 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk pengembangan diri.

16 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 02. B. Target Kompetensi Peserta Didik 02. B. 1. Kompetensi Dasar Peserta Didik Target kompetensi peserta didik dalam Unit Pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar kelas X sesuai dengan permendikbud nomor 37 tahun 2018 Tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran Kurikulum 2013 Pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah. Kompetensi Dasar terdiri dari 3.6 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul serta KD 4.6. Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer Bentuk Molekul sebagai berikut: Tabel 3 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi Dasar 3.6 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul 4.6 Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 17 02. B. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian kompetensi sebagai acuan bagi guru untuk mengukur pencapaian kompetensi dasar. Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan tuntunan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi tiga kategori, yaitu indikator pendukung, indikator kunci, dan indikator pengayaan. Indikator pendukung merupakan indikator tercapainya kompetensi yang membantu peserta didik mencapai kompetensi dasar. Indikator pendukung disebut juga indikator prasyarat yang berarti kompetensi tersebut harus dikuasai peserta didik agar lebih mudah dalam mencapai indikator inti yang dipelajari. Indikator inti adalah indikator yang menunjukkan bahwa peserta didik telah mencapai kompetensi minimal yang terdapat pada kompetensi dasar yang dipelajari. Indikator inti harus teraktualisasi dalam pelaksanaan pembelajaran dan ketercapaiannya dibuktikan dengan hasil penilaian terhadap peserta didik. Indikator pengayaan merupakan indikator yang menunjukkan bahwa peserta didik mempunyai kompetensi yang melebihi dari tuntutan kompetensi minimal pada kompetensi dasar. Indikator ini tidak selalu harus ada, dirumuskan apabila potensi peserta didik memiliki kompetensi yang lebih tinggi dan perlu peningkatan melebihi kompetensi dasar.

18 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Tabel 4 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik NO. Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi 3.6 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul IPK Pendukung 3.6.1.Menjelaskan konfigurasi elektron pada suatu atom 3.6.2.Menentukan elektron valensi suatu atom 3.6.3.Meramalkan bentuk molekul berdasarkan konfigurasi elektron 3.6.4. Menggambarkan ikatan dengan menggunakan struktur Lewis IPK Inti 3.6.5 Menerapkan Teori Pasangan Elektron Kulit Valensi (VSEPR) dalam menentukan bentuk molekul 3.6.6 Menerapkan Teori Domain elektron dalam menentukan bentuk molekul IPK Pengayaan 3.6.7 Menentukan gaya antar molekul dalam satu

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 19 senyawa berdasarkan bentuk molekulnya 4.6 Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan bahan yang ada di lingkungan sekitar atau perangkat lunak komputer IPK Pendukung 4.6.1. Mengumpulkan informasi tentang bentuk molekul 4.6.2. Merancang pembuatan model molekul dengan menggunakan bahanbahan yang ada di lingkungan sekitar 4.6.3. Menyajikan rancangan model molekul dengan menggunakan bahanbahan yang ada di lingkungan sekitar IPK Inti 4.6.4 Membuat model bentuk molekul dengan menggunakan bahan bahan yang ada di lingkungan sekitar IPK Pengayaan -

20 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Dalam kegiatan In Service Learning 1, Anda perlu menganalisi kompetensi yang harus Anda tingkatkan untuk dapat merencanakan pembelajaran, melaksanakan pembelajaran, dan mengevaluasi pembelajaran dengan baik dalam rangka mencapai target Kompetensi Dasar peserta didik. Dari hasil analisi kompetensi tersebut, maka Anda dapat melaksanakan PKB sesuai dengan kompetensi yang ingin Anda tingkatkan pada diri Anda guna mencapai target Kompetensi Peserta didik.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 21 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN 03. A. Ruang Lingkup Materi Ruang lingkup materi bentuk geometri molekul di Madrasah Aliyah meliputi: 1. Teori VSEPR dan Domain Elektron 2. Teori Hibridisasi 03. B. Aplikasi dalam Kehidupan Pembahasan bentuk molekul memberikan gambaran tentang bagaimana ilustrasi tentang bentuk sebuah molekul. Setelah memahami proses ikatan kimia yang terjadi pada sebuah molekul, maka diharapak kita bisa memprediksi bentuk molekulnya. Oleh karena faktor yang berperan dalam iktan kimia adalah elektron, maka elektron juga akan mempengaruhi bentuk sebuah molekul. Teori VSEPR dan teori domain elektron telah menjelaskannya. Ilmu kimia merupakan ilmu yang tidak jauh dari kehidupan kita sehari-hari. Oleh karenanya ilmu kimia memiliki peranan yang cukup penting dalam kehidupan manusia. Sebuah materi yang dipelajari dalam kimia berkaitan erat dengan molekul suatu materi tersebut. Molekul yang paling sederhana adalah molekul yang dibentuk oleh dua atom yang sama atau berbeda. Dengan demikian, nyatanya hampir keseluruhan sifat kimia zat yang ada di dunia dipengaruhi oleh eksistensi dari ikatan kimia. Menurut teori VSPER dan teori domain elektron setiap molekul memiliki bentuknya masing-masing sesuai dengan aturan elektron yang telah ditetapkan kedua teori tersebut. Salah satu molekul yang lebih kompleks kita kenal adalah DNA. Struktur DNA double helix tersusun dari dua polinukleotida yang saling terhubung oleh ikatan hidrogen yang lemah. Ikatan hidrogen tersebut terbentuk antara dua basa nitrogen, purin dan primidin, yang saling berpasangan. Adenin (basa purin) berpasangan dengan timin (basa pirimidin) yang terhubung dengan ikatan rangkap dua, sementara guanin (basa purin) berpasangan dengan sitosin

22 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul (basa pirimidin) yang terhubung dengan ikatan rangkap tiga. Bentuk molekulnya seperti terlihat pada gambar dibawah ini. Gambar 4 Struktur DNA Double Helix Sumber: https://www.kelaspintar.id/mengenal-dna-dan-rna-dalampewarisan-sifat-2879/ DNA berperan dalam proses pewarisan informasi genetik dari orang tua kepada keturunannya. Molekul DNA memiliki susunan kimia yang sangat kompleks, DNA sendiri merupakan rangkaian nukleotida dan setiap nukleotida tersusun dari gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen. Basa nitrogen yang terdiri atas purin (Adenin dan Guanin) dan pirimidin (Sitosin dan Timin) akan membentuk rangkaian senyawa kimia dengan gula pentos membentuk nukleosida. Nukleosida bersenyawa dengan gugus fosfat membentuk nukleotida, yang mempunyai bentuk rantai panjang. Ketika nukleotida bergabung menjadi DNA, nukleotida-nukleotida tersebut dihubungkan oleh ikatan phosphodiester. Ikatan kovalen yang terjadi antara gugus fosfat pada satu nukleotida, dengan gugus OH pada nukleotida

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 23 lainnya. Sehingga setiap rantai DNA akan mempunyai ‘backbone’ fosfat-ribosafosfat-ribosa-fosfat dan seterusnya. 03. C. Integrasi Keislaman Mempelajari bentuk molekul adalah bagian dari mengagumi kebesaran Allah SWT. Alam semesta beserta isinya merupakan ayat-ayat kauniyah atas tanda-tanda kebesaran Allah SWT Sang Pencipta. Sebagaimana diketahui bahwa molekul terbentuk dari penggabungan atom-atom dengan proses pembentukan ikatan kimia. Elektron memegang peranan yang penting dalam proses terbentuknya ikatan kimia. Elektron adalah bagian partikel yang terdalam di dalam inti atom. Oleh karena itu sudah pasti dalam setiap atom akan terdapat elektron. Dengan demikian materi yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari akan terdapat elektron-elektron. Al-Qur’an menjelaskan bahwa setiap materi di alam semesta ini tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil. Hal ini tersirat di dalam Al-Qur’an tentang atom, yaitu dalam surah Al-Zalzalah ayat 7-8: Artinya: “Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrahpun, niscaya Dia akan melihat (balasan) nya. 8. Dan Barangsiapa yang mengerjakan kejahatan sebesar dzarrahpun, niscaya Dia akan melihat (balasan)nya pula. (QS. Al-Zalzalah; 7-8). Bentuk molekul menggambarkan bagaimana sebuh molekul tersebut adalah sebuah materi/zat yang ada dalam kehidupan kita sehari-hari. Alam semesta beserta isinya adalah ciptaan Allah SWT sebagaimana diterangkan dalam Al-Qur’an surat Hud ayat 7:

24 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Artinya: “Dan Dia-lah yang menciptakan langit dan bumi dalam enam masa, dan adalah singgasana-Nya (sebelum itu) di atas air, agar Dia menguji siapakah di antara kamu yang lebih baik amalnya, dan jika kamu berkata (kepada penduduk Mekah): “Sesungguhnya kamu akan dibangkitkan sesudah mati”, niscaya orang-orang yang kafir itu akan berkata: “Ini tidak lain hanyalah sihir yang nyata”. (QS. Hud: 7) Pada ayat tersebut memberikan makna bahwa Allah SWT yang menciptakan langit dan bumi dan juga disebutkan lamanya dan zatnya. Kata ma’ dalam ayat yang sama diartikan “suatu bentuk Fluida (zat alir yang panas), bukan air dalam arti yang biasa sehingga bila dikatakan bahwa tahta-Nya berada di atas ma’, maka pernyataan tersebut mengandung makna bahwa pemerintahan-Nya ditegakan pada seluruh isi alam yang pada waktu itu masih berbentuk fluida atau zat air panas.

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 25 03. D. Bahan Bacaan 03. D. 1. Bahan Bacaan: Teori VSEPR dan Domain Elektron serta Bentuk Molekul Struktur Lewis telah mampu menggambar ikatan kovalen pada struktur molekul berdasarkan jumlah elektron valensi, tetapi belum mampu menggambarkan secara jelas geometri ruaang molekul. Kita dapat menentukan geometri molekul tersebut menggunakan teori VSEPR (Valence Shell Elektron Pair Repulsion) yang kemudian disempurnakan denagn teori domain elektron. Teori ini mampu memprediksi bagaimana pengaturan atom-atom yang berikatan kovalen dalam suatu molekul poliatomik. Di awal berkembangnya teori VSEPR, ilmuan Sidgwick dan Powell (1940), mendata bentuk-bentuk geometri dari senyawa berikatan tunggal dengan rumus molekul AXn yang strukturnya sudah diketahui pada saat itu. Hasilnya menunjukan bahwa kebanyakan dari molekul tersebut bentuk geometrinya dapat dirasionalisasi dengan asumsi bahwa geometri dari molekul AXn hanya ditentukan oleh jumlah pasangan elektron pada atom pusat A. Terdapat dua jenis pasangan elektron dalam atom pusat A yang mempengaruhi geometri molekul: pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan dengan atom lain (bonding electron) atau biasa disebut Pasangan Elektron Ikatan (PEI) dan pasangan elektron yang tidak digunakan untuk berikatan (nonbonding electron) yang juga biasa disebut Pasangan Elektron Bebas (PEB). Tolakan-tolakan antara pasangan elektron tersebut akan mengakibatkan pasangan-pasangan elektron menempatkan diri sejauh mungkin satu sama lain sehingga hasil akhir tolakan menjadi minimum. Dalam teori ini perbedaan energi orbital-orbital s, p, dan d dalam kulit yang sama diabaikan dan ikatan kimia dianggap hanya melibatkan elektron valensi dari suatu atom pusat.

26 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Teori VSEPR meramalkan susunan geometri dari pasangan elektron dalam kulit valensi dari atom pusat A untuk segala molekul AXn dengan asumsi berikut: a. Bentuk ruang atau penataan atom-atom atau kelompok atom di seputar atom pusat ditentukan terutama hanya oleh tolakan antar pasangan-pasangan elektron yang ada pada kulit terluar (kulit valensi) atom pusat. b. Pasangan-pasangan elektron tersebut akan menata sedemikian sejauh mungkin sehingga tolakan antar pasangan elektron mencapai terendah. c. Bentuk molekul ditentukan terutama oleh pasangan elektron ikatan (PEI) dan akan mengalami distorsi oleh adanya pasangan elektron nonikatan (PEB). d. Bila tidak ada pasangan elektron bebas (PEB) dalam kulit valensi dari atom pusat, maka susunan geometri dari pasangan elektron ikatan pada kulit valensi identik dengan geometri molekulnya. b. Bila terdapat pasangan elektron bebas pada atom pusat, maka geometri molekul dapat diprediksi dengan memperhitungkan perbedaan energi tolakan di antara pasangan elektron ikatan dan elektron bebas. Tolakan pasangan elektron bebas dengan pasangan elektron bebas lebih besar dari tolakan pasangan elektron bebas dengan elektron ikatan, lebih besar dari tolakan pasangan elektron ikatan dengan elektron ikatan (tolakan PEB dengan PEB > PEI dengan PEB > PEI dengan PEI). Hal ini karena pasangan elektron bebas hanya terikat pada satu inti atom sementara pasangan elektron ikatan terikat pada dua inti atom sehingga pasangan elektron bebas lebih leluasa bergerak. c. Bila ada elektron lebih dari delapan di dalam kulit valensi dari atom pusat, dan ada satu atau lebih pasangan elektron bebas, maka pasangan elektron bebas selalu mengambil posisi yang meminimalkan interaksi tolakan. Untuk molekul AXn dimana tidak terdapat pasangan elektron bebas (PEB) dalam kulit valensi dari atom pusat, maka susunan geometri dari pasangan elektron ikatan pada kulit valensi identik dengan geometri molekulnya. Hubungan antara banyaknya pasangan elektron ikatan yang sama kuat dengan bangun geometri yang menghasilkan tolakan minimum dapat dilihat dalam tabel berikut:

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 27 Tabel 5. Gambar 5 Geometri Molekul Berdasarkan Susunan Pasangan Elektron Ikatan di Dalam Molekulnya Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Atom pusat dengan dua pasang elektron ikatan, pasangan elektron akan membentuk sudut ikatan 180o agar kedua pasang elektron berada pada posisi

28 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul paling jauh sehingga tolakan antar pasangan elektronnya minimal. Geometri molekulnya adalah linear. Contoh molekulnya adalah Berilium klorida (BeCl2), Merkuri (II) Klorida (HgCl2), dan Karbon dioksida (CO2) dengan model molekul bentuk linier sebagai berikut: Gambar 6 Bentuk Molekul BeCl2 dan CO2: Linear Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Atom pusat dengan tiga pasang elektron ikatan membentuk susunan trigonal planar (segitiga datar) dengan sudut ikatan 120o . Geometri molekulnya juga trigonal planar. Contoh senyawanya adalah Boron triflorida BF3 dimana tiga atom F terikat pada atom pusat B. Contoh lain adalah ion nitrat NO3 - dengan 3 atom O yang terikat pada atom pusat N. Gambar 7 Bentuk Molekul BF3 dan NO3-: Trigonal Planar Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Atom pusat dengan empat pasang elektron ikatan akan membentuk geometri pasangan elektron ikatan tetrahedral dengan sudut ikatan 109,5o . Geometri molekulnya sama dengan geometri pasangan elektron ikatannya, yakni tetrahedral. Contoh molekul yang memiliki geometri tetrahedral adalah CH4 dan ion NH4 + .

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 29 Gambar 8 Bentuk Molekul CH4: Tetrahedral Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Atom pusat dengan lima pasang elektron ikatan membentuk trigonal bipiramida (segitiga bipiramida) dengan sudut ikatan 900 dan 1200 . Demikian juga geometri molekulnya membentuk trigonal bipiramidal, misalnya pada molekul PCl5. Gambar 9 Bentuk Molekul PCl5: Trigonal Bipiramida Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Geometri pasangan elektron ikatan dan geometri molekul dengan enam pasang elektron ikatan membentuk susunan oktahedral dengan sudut ikatan 900 , misalnya pada molekul SF6. Istilah oktahedral secara literatur berarti “delapan sisi”, namun dalam konteks geometri molekul SF6 ini oktahedral diartikan sebagai “bangun yang mempunyai enam sudut”. Gambar 10 Bentuk Molekul SF6: Oktahedral Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts. Sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya, bahwa pada teori VSEPR geoetri molekul dipengaruhi oleh tolakan antar pasangan elektron atom pusat.

30 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Pasangan-pasangan elektron tersebut dalam geometri ruangnya akan tertata sedemikian rupa sehingga tolakan antar pasangan elektron sekecil mungkin. Sebagai contoh, pada molekul dengan 5 pasang elektron ikatan, memiliki dua kemungkinan geometri untuk memaksimalkan jarak masing-masing PEI, yaitu trigonal bipiramida dan limas segi empat sama sisi, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Gambar 11 Kemungkinan Bentuk Molekul dengan 5 PEI: Trigonal bipiramida dan Limas Segi Empat Sama Sisi Molekul dengan 5 PEI akan lebih cenderung membentuk trigonal bipiramida dibandingkan bentuk limas. Hal ini dikarenakan limas memiliki 8√2, yang merupakan jarak terdekat dari 2 titik sembarang, sedangkan trigonal bipiramida hanya memiliki 6√2. Bentuk trigonal bipiramida memiliki sebuah keunikan jika dibandingkan dengan tetrahedral dan oktahedral, yaitu trigonal bipiramida memiliki 2 jenis rusuk yang tidak sama panjang. Rusuk aksial memiliki 3 titik yang dekat sedangkan rusuk ekauatorial memiliki 2 titik yang dekat. Karenanya titik aksial merasakan gaya tolak yang lebih kuat dibanding titik ekuatorial. Ikatan pada posisi aksial akan lebih panjang dibanding ikatan pada posisi ekuatorial. Karena pada posisi aksial terdapat lebih banyak titik yang dekat dibanding posisi ekuatorial. Terdapat lebih banyak ruang pada posisi ekuatorial. Sehingga, jika terdapat domain PEB atau domain ikatan yang lebih besar, pada umumnya akan menempati posisi ekuatorial. Apabila pasangan-pasangan elektron pada atom pusat terdiri dari elektronelektron ikatan dan nonikatan (elektron bebas) maka bangun geometrinya dapat

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 31 diturunkan dari bentuk regularnya dengan menghilangkan pasangan elektron ikatan dan digantikan dengan pasangan elektron bebas. Penjabaran tipe molekul AXn dimana semua pasangan elektron atom pusatnya berikatan dan tipe AXnEm dimana terdapat pasangan elektron bebas dalam atom pusatnya dijabarkan berikut ini. a. Geometri Molekul dengan Satu dan Dua Pasang Elektron Untuk molekul dengan satu pasang elektron ikatan pada atom pusatnya, yaitu jenis diatomik AX, hanya ada satu kemungkinan bentuk yaitu linear, misalnya H-Cl. Untuk molekul tipe AX2 dengan tanpa pasangan elektron bebas di seputar atom pusat, juga hanya ada satu kemungkinan bentuk yaitu linear dengan sudut ikatan X–A–X sebesar 180o , misalnya BeCl2, HgCl2, dan CO2 sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya. b. Geometri Molekul dengan Tiga Pasang Elektron Selain tipe molekul AX3 dengan tiga pasang elektron ikatan membentuk geometri molekul trigonal planar sebagaimana yang telah dibahas sebelumnya, atom pusat yang memiliki tiga pasang elektron dapat juga terdiri dari 2 pasang elektron ikatan dan 1 pasang elektron bebas. Jika pasangan elektron bebas dinotasikan dengan E, maka tipe molekulnya adalah AX2E. Tipe AX2E diramalkan mempunyai bentuk bengkok seperti huruf V hasil turunan dari bangun trigonal AX3 dimana satu pasangan elektron ikatan deganti dengan sepasang elektron bebas. Bangun ini mempunyai sudut X-A-X lebih kecil dari 120o akibat tolakan pasangan elektron bebas yang lebih kuat terhadap pasangan elektron ikatan. Misalnya, SnCl2 mempunyai sudut ikatan ≃ 95o

32 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Gambar 12 Perbandingan Sudut Ikatan Molekul BF3 dengan ScCl2 c. Geometri Molekul dengan Empat Pasang Elektron Atom pusat dengan empat pasang elektron terdiri dari tipe AX4, AX3E, dan AX2E2. Tipe molekul AX4, misalnya CH4 memiliki geometri molekul tetrahedral dengan sudut ikatan H–C–H = 109,5o . Tipe AX3E diramalkan mempunyai bentuk piramida segitiga sebagai hasil turunan bangun tetrahedral AX4, tetapi dengan sudut ikatan X–A–X sedikit lebih kecil dari 109,5o akibat tolakan 1 pasang elektron bebas. Sebagai contoh, NH3 mempunyai sudut ikatan H–N–H ≃ 107o . Tipe AX2E2 diramalkan mempunyai bentuk seperti huruf V sebagai hasil adopsi turunan bangun tetrahedral AX4 namun dengan sudut lebih kecil dari 109, akibat tolakan dari 2 pasangan elektron bebas yang lebih kuat. Sebagai contoh, H2O mempuyai sudut ikatan H‒O‒H ≃105o Gambar 13 Perbandingan Sudut Ikatan Molekul CH4, NH3, dan H2O d. Geometri Molekul dengan Lima Pasang Elektron Atom pusat dengan empat pasang elektron terdiri dari tipe AX5, AX4E, AX3E2, dan AX2E3. Tipe molekul AX5, misalnya PCl5, memiliki geometri molekul trigonal bipiramida (segitiga bipiramida). Namun jika pada atom pusat terdapat sepasang elektron bebas, maka membentuk spesies tipe AX4E dengan geometri molekul seperti "papan jungkat-jungkit" (seesaw) hasil turunan segitiga bipiramida. Pasangan elektron bebas berada pada posisi bidang ekuatorial agar menghasilkan

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 33 tolakan minimum dengan sudut-sudut ikatan baik pada aksial maupun pada ekuatorial lebih kecil dari pada PCl5. Sebagai contoh pada senyawa SF4 dengan sudut ikatan F(a)–S–F (a) ≃ 173o dan F(e)–S–F (e) ≃103o . Tipe AX3E2 diramalkan mempunyai bentuk huruf T sebagai hasil turunan bangun segitiga bipiramida dengan letak 2 pasangan elektron bebas pada posisi bidang ekuatorial agar menghasilkan tolakan elektron minimum. Akibat dari tolakan pasangan elektron bebas yang lebih kuat akan mengecilkan sudut ikatan aksial dengan ekuatorial; misalnya, pada senyawa BrF3 mempunyai sudut ikatan F (a)–Br– F (e) ≃ 86o . Tipe AX2E3 mempunyai bentuk linear hasil adopsi turunan bangun segitiga bipiramida. Dalam hal ini ketiga pasangan elektron bebas E3 berada pada posisi bidang ekuatorial agar menghasilkan tolakan minimum. Sudut B(e)‒A‒B (e) = 120o sementara posisi aksial sudut B(a) ‒A‒B (e) = 90o . Sebagai contoh adalah senyawa XeF2. Gambar 14 Komparasi Sudut Ikatan Molekul PCl5, SF4, BrF3 dan XeF2

34 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul e. Geometri Molekul dengan Enam Pasang Elektron Atom pusat dengan enam pasang elektron terdiri dari tipe AX6, AX5E, dan AX4E2. Tipe molekul AX6, misalnya SF4 memiliki geometri molekul oktahedral. Sementara tipe AX5E dengan sepasang elektron bebas, membentuk bangun piramida segiempat dan AX4E2 dengan 2 pasang elektron bebas membentuk bangun segiempat planar (segiempat datar) Bentuk geometri molekul sesuai dengan pasangan elektron pada atom pusat, baik pasangan elektron ikatan (PEI) maupun pasangan elektron bebas (PEB) secara lengkap tertuang dalam tabel berikut: Tabel 5 Geometri Molekul Berdasarkan Susunan Pasangan Elektron Ikatan dan Pasangan Elektron Bebas di Dalam Molekulnya

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 35 Sumber: Ebbing, D.D. and Gammon, S.D. 2009. General chemistry.

36 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul Model VSEPR juga dapat digunakan untuk molekul ataupun anion poliatomik yang memiliki atom pusat lebih dari 1. Penentuan bentuk keseluruhan dari molekul harus ditentukan dari geometri molekul setiap atom pusat, kemudian digabungkan menjadi sebuah bentuk molekul utuh. Misalnya molekul metil isosianat, CH3NCO, yang sering digunakan dalam produksi insektisida. Mula-mual, dibuat terlebih dahulu struktur lewisnya. Dari struktur Lewis terlihat bahwa molekul metil isosianat memiliki 3 pusat atom. Atom C gugus metil (atom C sebelah kiri) 4 pasang elektron ikatan sehingga bentuknya adalah tetrahedral. Atom C karbonil (atom C sebelah kanan) memiliki 2 ikatan rangkap sehingga bentuknya adalah linear, sedangkan atom N memiliki 2 pasang elektron ikatan dan 1 pasang elektron bebas sehingga membentuk trigonal planar. Sudut ikatan C-N-C sebesar 120o . Gambar 15 Geometri Molekul CH3NCO Dari pemaparan di atas, terlihat bahwa bangun ruang molekul tidak membedakan elektron berikatan tunggal maupun rangkap. Hal ini dapat dijelaskan dengan Teori domain elektron yang dikembangkan oleh Gillespe dan Hargitai yang merupakan pelengkap dari teori VSEPR. Domain elektron adalah daerah tertentu dalam ruang pada kulit valensi atom yang ditempati oleh awan muatan elektronelektron. Kulit valensi suatu atom yang ditempati oleh awan muatan pasangan elektron disebut domain pasangan elektron (elektron pair domain). Domain

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 37 pasangan elektron ini terdiri dari dua jenis, yaitu domain pasangan elektron ikatan atau domain elektron ikatan (DEI) dan domain pasangan elektron bebas atau domain elektron bebas (DEB). Setiap DEI, baik ikatan tunggal maupun ikatan rangkap, masing-masing sebagai satu domain elektron. Demikian juga setiap pasangan elektron bebas dihitung sebagai satu domain elektron. Sebagai contoh, senyawa formaldehid, CH2O. meskipun atom C memiliki 4 pasang elektron ikatan, tetapi ikatan C=O dihitung satu domain elektron sehingga formaldehid mempunyai tipe molekul AX3 dengan geometri molekul segitiga planar. Meskipun demikian, domain elektron ikatan rangkap labih besar dari domain elektron ikatan tunggal sehingga sudut ikatan H-C-H pada formaldehid lebih kecil dari 120o . Demikian juga yang terjadi pada etilen, CH2CH2, adanya ikatan rangkap C=C menyebabkan sudut ikatan H-C-H kurang dari 120o . Gambar 16 Setiap Elektron Ikatan, Tunggal Maupun Rangkap Sumber: Ebbing, D.D. and Gammon, S.D. 2009. General chemistry. Sebagaimana pada ikatan rangkap yang di dalamnya terdapat elektron lebih banyak sehingga memberi tolakan yang lebih besar, domain elektron bebas juga memberi tolakan lebih besar pada domain elektron ikatan. Wilayah kulit valensi suatu atom yang ditempati oleh domain elektron bebas lebih besar dari pada wilayah domain elektron tunggal, maka adanya domain elektron bebas dapat memperkecil sudut-sudut ikatan yang ada. Misalnya, sudut ikatan H-O-H pada molekul H2O yang memiliki 2 domain elektron bebas lebih kecil dari sudut ikatan HN-H pada NH3 yang hanya memiliki satu domain elektron bebas. Sementara sudut

38 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul ikatan H-N-H pada NH3 lebih kecil dari sudut ikatan H-C-H pada molekul CH4 yang kesemuanya merupakan domain elektron ikatan. Gambar 17 Domain Elektron Bebas Mempengaruhi Sudut Ikatan Sumber: Ebbing, D.D. and Gammon, S.D. 2009. General chemistry. Tabel 6 Perbandingan antara teori domain elektron dan teori VSEPR Perbedaan Teori domain elektron Teori VSEPR Kulit valensi atom pusat Ditempati oleh domain elektron ikatan dan domain elektron bebas (Bila molekul memiliki jumlah elektron ganjil, pada kulit valensi atom pusat terdapat elektron tak berpasangan) Ditempati oleh pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas (Bila molekul memiliki jumlah elektron ganjil, pada kulit valensi atom pusat terdapat elektron tak berpasangan) Bentuk molekul Ditentukan oleh domain elektron ikatan Ditentukan oleh pasangan elektron ikatan Sudut ikatan di sekitar atom pusat Diperkecil dengan adanya domain elektron bebas Diperkecil dengan adanya pasangan elektron bebas

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 39 Peramalan bentuk molekul Tidak harus didahului dengan penulisan struktur Lewis molekul Tidak harus didahului dengan penulisan struktur Lewis molekul 03. D. 2. Bahan Bacaan: Teori Hibridisasi dan Bentuk Molekul Pada tahun 1927 Heitler - London mengembangkan teori ikatan valensi yang disempurnakan oleh Pauling dan Slater untuk menjelaskan arah ikatan dan orientasi orbital dalam ruang sehingga menggambarkan dengan baik bentuk molekul. Lahirlah teori hibridisasi . Hibridisasi adalah penggabungan dua atau lebih orbital yang tingkat energinya berbeda menjadi orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama (tergenerate). Jumlah orbital hasil hibridisasi sama dengan jumlah orbital yang terlibat pada hibridisasi itu. Hibridisasi terjadi dalam rangka menyiapkan elektron untuk berpasangan dengan elektron dari atom lain. Menurut teori hibridisasi, elektron yang terlibat dalam ikatan kimia adalah elektron valensi. Orbital yang mengalami hibridisasi juga merupakan orbital yang memiliki harga bilangan kuantum utama (n) terbesar. Pada Unit Pembelajaran ini akan disajikan contoh proses hibridisasi pada molekul CH4. Atom karbon, C memiliki konfigurasi elektron: 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1 mempunyai konfigurasi kulit terluar dengan orbital penuh 2s 2 dan dua orbital setengah-penuh 2px 1 2py 1 . Jika diasumsikan bahwa orbital yang berperan pada tumpang-tindih untuk menampung pasangan elektron ikatan dari atom H (1s 1 ) adalah orbital 2px 1 2py 1 , maka molekul yang akan terjadi adalah CH2. Kenyataanya, senyawa paling sederhana CH2 ini tidak pernah dijumpai, melainkan CH4. Molekul CH4 mempunyai bentuk tetrahedral dengan keempat sudut ikatan H-C-H sama besar, yakni 109,5o . Hal ini menunjukkan bahwa atom C menggunakan orbital orbital ekivalen yang masing-masing berisi satu elektron untuk dipakai dalam pembentukan ikatan tumpang-tindih dengan orbital 1s dari keempat atom H. Orbital

40 Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul ini merupakan "orbital baru" yang merupakan campuran satu orbital 2s dan tiga orbital 2p membentuk empat orbital "hibrida" sp3 yang masing-masing berisi satu elektron. Secara skematik proses hibridisasi pada atom C untuk membentuk molekul CH4 dapat digambarkan sebagai berikut: 6C 1s 2 2s 2 2p 2 Promosi hibridisasi sp 3 1s 2 2s 1 2p 3 orbital hibrid sp 3 (A) (B) (C) Energi Gambar 18 Skematik Hibridisasi sp3 Atom C pada molekul CH4 Dalam hal ini, konsep hibridisasi menjelaskan bahwa salah satu elektron dalam orbital 2s 2 mengalami promosi ke orbital 2pz yang kosong sehingga terbentuk konfigurasi elektronik yang baru yaitu 1s 2 2s 1 2px 1 2py 1 2pz 1 (A). Kemudian keempat orbital terluar ini bercampur membentuk empat orbital baru yaitu orbital hibrida sp3 (B). Keempat orbital sp3 ini mempunyai energi di antara energi orbital-orbital atomik yang bergabung yaitu 2s dan 2p dan berorientasi ruang membentuk bangun geometri tetrahedral agar tolakan elektron minimum (C). Keempat orbital hibrida ini masing-masing bertumpang-tindih dengan orbital 1s dari keempat atom H membentuk molekul kovalen CH4. Hibridisasi Gambar 19 Perubahan Orientasi Orbital pada Hibridisasi sp3 Atom C

Unit Pembelajaran 3 : Ikatan Kimia Geometri Molekul 41 Tabel 7 Hibridisasi dan Orientasi Ruang (Bentuk) Orbital Hibrid Sumber: Chang, Raymond. 2008. General Chemistry: The Essensial Concepts.