MolDraw › Alat kimia › Kalkulator Muatan Formal dan Hibridisasi
Kalkulator Muatan Formal dan Hibridisasi
Singkatnya: Masukkan molekul atau ion dan dapatkan muatan formal setiap atom, dihitung sebagai MF = V − N − B/2, beserta pasangan elektron bebas, bilangan sterik, hibridisasi (sp, sp², sp³, sp³d, sp³d²), geometri elektron, bentuk molekul, dan perkiraan sudut ikatan. Gratis, berjalan di peramban web Anda, dan tidak perlu diunduh.
Tempel string SMILES, ketik rumus seperti NO3- atau SO4^2-, atau pilih contoh. Untuk setiap atom, tabel menampilkan elektron valensi, elektron bebas dan elektron ikatan, muatan formal beserta perhitungannya, bilangan sterik, hibridisasi, dan bentuk di sekitarnya.
Memuat editor…
Memuat…
Pemeriksaan muatan formal manual
Untuk satu atom dalam struktur Lewis yang Anda gambar sendiri: pilih unsurnya, hitung atom yang terikat padanya, ikatannya (ikatan rangkap dihitung 2), dan pasangan elektron bebasnya.
Rumus muatan formal dan hibridisasi
Muatan formal MF = V − N − B/2 V = elektron valensi, N = elektron nonikatan, B = elektron ikatan
Bilangan sterik BS = (atom terikat) + (pasangan elektron bebas) 2 → sp, 3 → sp², 4 → sp³, 5 → sp³d, 6 → sp³d²
V adalah nomor golongan untuk unsur golongan utama (C = 4, N = 5, O = 6, halogen = 7). Setiap pasangan elektron bebas adalah 2 elektron nonikatan. Setiap ikatan tunggal menambah 2 elektron ikatan, ikatan rangkap dua 4, dan ikatan rangkap tiga 6. Muatan formal semua atom dijumlahkan menjadi muatan keseluruhan.
Bilangan sterik, hibridisasi, dan bentuk molekul
| Bilangan sterik | Hibridisasi | Geometri elektron | Bentuk (pasangan elektron bebas 0, 1, 2…) | Contoh |
|---|---|---|---|---|
| 2 | sp | linear | linear (180°) | C dalam CO₂, HC≡CH |
| 3 | sp² | segitiga planar | segitiga planar (120°), bentuk V | C dalam C=O, N dalam NO₃⁻, O pusat dalam O₃ |
| 4 | sp³ | tetrahedral | tetrahedral (109,5°), piramida trigonal (≈107°), bentuk V (≈104,5°) | CH₄, NH₃, H₂O |
| 5 | sp³d | bipiramida trigonal | bipiramida trigonal, jungkat-jungkit, bentuk T, linear | PCl₅, SF₄, ClF₃, I₃⁻ |
| 6 | sp³d² | oktahedral | oktahedral, piramida segiempat, segiempat planar | SF₆, BrF₅, XeF₄ |
Pasangan elektron bebas di sebelah ikatan π
Nitrogen atau oksigen yang memiliki pasangan elektron bebas di sebelah ikatan rangkap (atau di sebelah orbital p kosong) biasanya menempatkan pasangan elektron bebas itu di orbital p agar dapat terdelokalisasi. Atom tersebut kemudian bersifat sp² dan datar meskipun hitungan sederhana memberikan 4. Contoh: N pada amida, anilina, dan pirol, O pada ester, furan, dan fenol, serta O⁻ pada karboksilat. Alat ini menandai atom-atom tersebut dengan tanda bintang.
Contoh pengerjaan
Amonium, NH₄⁺
N: V = 5, tanpa pasangan elektron bebas, empat ikatan N–H (B = 8).
MF = 5 − 0 − 8/2 = +1. Empat ikatan σ, bilangan sterik 4.
N bermuatan +1, sp³, tetrahedral (109,5°)
Ozon, O₃
O pusat: 1 pasangan elektron bebas, satu ikatan rangkap dan satu ikatan tunggal (B = 6): 6 − 2 − 3 = +1. O ujung berikatan tunggal: 6 − 6 − 1 = −1.
O pusat +1, sp², bentuk V (≈117°)
Sianida, CN⁻
C: 1 pasangan elektron bebas, ikatan rangkap tiga (B = 6): 4 − 2 − 3 = −1. N: 1 pasangan elektron bebas: 5 − 2 − 3 = 0.
Muatan berada pada C; kedua atom sp
Nitrometana, CH₃NO₂
N: tanpa pasangan elektron bebas, B = 8: 5 − 0 − 4 = +1. O⁻: 6 − 6 − 1 = −1. Menuliskan N dengan dua ikatan N=O akan memberi N 10 elektron, yang tidak diperbolehkan.
N +1 (sp²), satu O −1, karbon CH₃ sp³
Sulfat, SO₄²⁻ (gaya soal JEE / NEET)
Dengan dua S=O dan dua S–O⁻: S = 6 − 0 − 12/2 = 0, setiap O⁻ = −1. Pada bentuk oktet dengan semua ikatan tunggal, S = +2.
S bersifat sp³, tetrahedral; total −2
Asetamida, CH₃CONH₂
N: 1 pasangan elektron bebas dan tiga ikatan σ, sehingga hitungan sederhananya 4 (sp³). Pasangan elektron bebas bersebelahan dengan ikatan π C=O dan terdelokalisasi.
N amida bersifat sp², planar
Kesalahan umum
- Menghitung ikatan alih-alih elektron ikatan. Gunakan B/2 (jumlah ikatan), bukan B. Ikatan rangkap menambah 2 pada B/2.
- Lupa pasangan elektron bebas. N adalah jumlah elektron nonikatan, jadi setiap pasangan elektron bebas dihitung 2.
- Menghitung ikatan rangkap sebagai dua domain. Untuk bilangan sterik, ikatan rangkap dua atau tiga adalah satu domain.
- Memberi N atau O lebih dari 8 elektron. Atom periode kedua tidak dapat memperluas oktetnya. Tuliskan gugus nitro sebagai N⁺–O⁻, bukan N(=O)=O.
- Menyebut N amida atau anilina sp³. Pasangan elektron bebas yang terkonjugasi berada di orbital p, sehingga atom-atom ini bersifat sp².
- Mencampuradukkan muatan formal dan bilangan oksidasi. Keduanya menggunakan aturan penghitungan elektron yang berbeda dan biasanya bernilai berbeda.
Gambar dengan rapi. Buka struktur di editor MolDraw gratis untuk menambahkan pasangan elektron bebas, muatan formal, dan panah, lalu ekspor PNG atau SVG untuk catatan dan slide.
Buka editor MolDrawPertanyaan yang sering diajukan
Bagaimana cara menghitung muatan formal?
Gunakan MF = V − N − B/2, dengan V adalah jumlah elektron valensi atom bebas, N adalah jumlah elektron nonikatan (pasangan elektron bebas) pada atom, dan B adalah jumlah elektron ikatan di sekitarnya. Untuk N pada nitrat: MF = 5 − 0 − 8/2 = +1.
Berapa muatan formal setiap atom dalam CO2?
Ketiga atom memiliki muatan formal 0 dalam O=C=O. Karbon: 4 − 0 − 8/2 = 0. Setiap oksigen: 6 − 4 − 4/2 = 0. Karbon terhibridisasi sp dan molekulnya linear.
Bagaimana cara menentukan hibridisasi suatu atom?
Hitung bilangan steriknya: atom yang terikat padanya ditambah pasangan elektron bebasnya. 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d². Ikatan rangkap dua dan rangkap tiga dihitung satu kali. Pasangan elektron bebas di sebelah ikatan π biasanya berada di orbital p, sehingga atom tersebut menjadi sp².
Mengapa nitrogen pada amida sp2 dan bukan sp3?
Pasangan elektron bebas nitrogen bersebelahan dengan ikatan π C=O, sehingga terdelokalisasi ke dalamnya (resonansi). Agar dapat bertumpang tindih, pasangan elektron bebas harus berada di orbital p, sehingga nitrogen bersifat sp² dan planar. Hal yang sama berlaku untuk nitrogen pada anilina, pirol, dan enamina.
Apakah muatan formal sama dengan bilangan oksidasi?
Tidak. Muatan formal menganggap elektron ikatan dibagi rata. Bilangan oksidasi menganggap semuanya menjadi milik atom yang lebih elektronegatif. Dalam CO2, karbon memiliki muatan formal 0 tetapi bilangan oksidasi +4.
Struktur Lewis mana yang terbaik jika ada beberapa?
Pilih struktur dengan muatan formal paling mendekati nol, dengan muatan formal negatif pada atom yang lebih elektronegatif, dan jangan pernah menempatkan lebih dari 8 elektron pada atom periode kedua seperti C, N, atau O.
Apakah jumlah muatan formal sama dengan muatan ion?
Ya. Muatan formal semua atom dijumlahkan menjadi muatan keseluruhan. Pada sulfat, SO4 2−, jumlahnya −2; pada amonium, NH4+, jumlahnya +1.
Alat kimia terkait
Baca panduan lengkapnya: Cara menghitung muatan formal dan hibridisasi.
Terakhir diperbarui: