Tinjauan ulang tentang atom dan molekul dalam kimia organik
TINJAUAN ULANG TENTANG ATOM DAN MOLEKUL DALAM IKATAN KIMIA ORGANIK
Sejarah kimia organik di awali pada abad 17 dimana perbedaan atara senyawa yang diperoleh dari organisme hidup (hewan dan tumbuhan) dengan senyawa yang diperoleh dari tumbuhan dan hewan sangat sulit diisolasi. Ketika dapat dimurnikan, senyawa yang diperoleh tersebut sangat mudah terdekomposisi dari pada senyawa yang diperoleh dari bahan-bahan mineral. Seorang ahli kimia Swedia, Torbern Bergman, pada tahun 1770 mengeksperimenkan penjelasan di atas sebagai perbedaan senyawa organik dan anorganik. Selanjutnya, senyawa organik diartikan sebagai senyawa kimia yang diperolah dari makhluk hidup dan harus mempunyai energi vital sebagai hasil dari keaslian dalam tubuh makhlukhidup.
Pada abad 1816 Teori
vitalitas ini kemudian mengalami perubahan ketika Michael
Chevreul (1816) menemukan sabun sebagai hasil reaksi antara basa
dengan lemak hewani. Lemak hewani dapat dipisahkan dalam
beberapa senyawa organik murni yang disebut dengan asam lemak. Untuk
pertama kalinya satu senyawa organik (lemak) diubah menjadi senyawa lain (asam
lemak dan gliserin) tanpa intervensi dari energi vital.
Beberapa tahun kemudian, teori vitalitas semakin melemah ketika Friedrich
Wohler (1828) mampu mengubah garam anorganik, ammonium sianat, menjadi
senyawa organik yaitu urea yang sebelumnya telah ditemukan dalam urin manusia. Atom
terpenting yang dipelajari dalam kimia organik adalah atom karbon. Meskipun
demikian, atom lainnya juga dipelajari seperti hidrogen, nitrogen, oksigen,
fosfor, sulfur, dan atom lainnya. Akan tetapi mengapa atom karbon sangat
spesial? Atom karbon merupakan termasuk dalam golongan 4A, karbon memiliki
empat elektron valensi yang dapat digunakan untuk membentuk empat ikatan
kovalen. Di dalam tabel periodik, atom karbon menduduki posisi tengah dalam
kolom periodenya. Atom di sebelah kiri karbon memiliki kecenderungan memberikan
elektron sedangkan di sebelah kanannya memiliki kecenderungan menarik elektron.
Senyawa
karbon tidak hanya diperoleh dari organisme hidup saja. Kimiawan modern saat
ini sudah mampu menyintesis senyawa karbon di dalam laboratorium. Contohnya:
obat, pewarna, polimer, pengawet makanan, pestisida, dan lain-lain. Saat ini,
kimia organik didefinisikan sebagai senyawa
yang mengandung atomkarbon.
A.
STRUKTUR
ELEKTRON DARI ATOM
Dalam Kimia Organik ada 4 unsur yang harus dimengerti atau dipahami diantaranaya
adalah C (carbon), H (Hidrogen), O (Oksigen) dan N (Nitrogen). Keempat unsur
ini ada di kedua periode pertama dari susunan dan elektronnya terdapat dalam
dua kulit elektron yang paling dekat dengan inti.
Setiap
kulit elektron berhubungan dengan sejumlah energi tertentu. Elektron yang
paling dekat dengan inti lebih tertarik oleh proton dalam inti daripada
elektron yang lebih jauh kedudukannya. Karena itu, semakin dekat elektron
terdapat ke inti, semakin rendah energinya, dan elektron ini sukar berpindah
dalam reaksi kimia. Kulit elektron yang terdekat ke inti adalah kulit yang
terendah energinya, dan elektron dalam kulit ini dikatakan berada pada
tingkatan energi pertama. Elektron dalam kulit kedua, yaitu pada tingkat energi
kedua mempunyai energi yang lebih tinggi dari pada elektron dalam tingkat
pertama, dan elektron dalam tingkat ketiga atau pada tingkat energi ketiga,
mempunyai energi yang lebih tinggi lagi.
Orbital Atom
Orbital
atom merupakan bagian dari ruang di mana keboleh jadian ditemukannya sebuah
elektron dengan kadar energi yang khas (90% - 95%). Rapat elektron adalah
istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan keboleh jadian ditemukannya
sebuah elektron pada titik tertentu; rapat elektron yang lebih tinggi, berarti
keboleh jadiannya lebih tinggi, sedangkan rapat elektron yang lebih
rendah berarti keboleh jadiannya juga rendah.
Kulit
elektron pertama hanya mengandung orbital bulat 1s. Keboleh jadian untuk
menemukan elektron 1s adalah tertinggi dalam bulatan ini. Kulit kedua, yang
agak berjauhan dari inti daripadakulit pertama, mengandung satu orbital 2s dan
tiga orbital 2p. Orbital 2s seperti orbital 1s, adalah bulat.
B. JARI-JARI
ATOM DAN KEELEKTRONEGATIFAN
a. Jari-jari
Atom
Jari-jari
atom adalah jarak elektron di kulit terluar dari inti atom. Jari-jari atom
sulit untuk ditentukan apabila unsur bediri sendiritanpa bersenyawa dengan
unsur lain. Jari-jari atom secara lazim ditentukan dengan mengukur jarak dua
atom yang identik yang terikat secara kovalen. Pada penentuan jari-jari atom
ini, jari-jari ovalen adalah setengah jarak antara ini dua atom identik yang
terikat secara kovalen.
Dalam
segolongan, jari-jari atom akan semakin besar dari atas kebawah. Hal ini
terjadi karena dari atas ke bawahjumlah kulit bertambah sehingga jari-jari atom
juga bertambah. Dalam seperiode (dari kiri ke kanan) jumlah kulit sama tetapi
jumlah poton bertambah sehingga jari-jari atom juga berubah. Karena jumlah
proton bertambah maka muatan inti juga bertambah yang mengakibatkan gaya tarik
menarik antara inti dengan elektron pada kulit terluar semakin kuat. Kekuatan gaya tarik yang
semakin meningkat menyebabkan jari-jari atom semakin kecil. Sehingga untuk
unsur dalam satu periode, jari-jari atom semakain kecil dari kiri ke kanan.
b.
Keelektronegatifan
Keelektronegatifan
adalah kemampuan suatu atom untuk untuk menarik elektron dari atom lain. Faktor
yang mempengaruhi keelektronegatifan adalah gaya tarik dari inti terhadap
elektron dan jari-jari atom.
Harga
keelektronegatifan penting untuk menentukan bilangan oksidasi (biloks) unsur
dalam suatu senyawa. Jika harga keelektronegatifan besar, berarti unsur yang
bersangkutan cenderung menerima elektron dan keelekronegatifan kecil, unsur ini
cenderung melepaskan elektron dan membentuk bilangan oksidasi positif. Jumlah
atom yang diikat bergatung pada elektron valensinya.
Unsur-unsur
yang berada pada bagian kiri dalam tabel periodik bersifat kurang
elektronegatif dibandingkan karbon. Dengan demikian, ketika karbon berikatan
dengan mereka, elektron akan cenderung tertarik ke karbon dan
mengakibatkan atom karbon bermuatan parsial negatif.
C. PANJANG
IKATAN DAN SUDUT IKATAN
Ikatan
kimia adalah gaya tarik-menarik antara atom yang menyebabkan suatu senyawa
kimia dapat besatu. Kekuatan gaya tarik-menarik ini menentukan sifat-sifat
kimia dari suatu zat. Cara ikatan kimia berubah jika suatu zat bereaksi
digunakan untuk mengetahui jumlah energi yang dilepas atau diserap selama
terjadinya reaksi.
Macam-macam
ikatan kimia yang dibentuk oleh atom tergantung dari struktur elektron
atom.misalnya, energi ionisasi dan afinitas elektron mengendalikan sukar atau
mudahnya suatu atom menerima atau melepaskan elektron. Ikatan kimia dapat
dibagi menjadi dua kategori besar, yaitu :
Ø
Ikatan Kovalen
Ikantan
kovalen merupakan hasil pemakaian bersama pasangan elektron antar atom.
Kekuatan ikatan merupakan hasil tarik-menarik antara elektron yang dipakai
bersama dan inti yang positif dari atom yang membentuk ikatan. Dalam keadaan
ini elektron berfungsi sebagai perekat yang mengikat atom-atom itu menjadi
satu. Misalnya pembentukan molekul H2 dari atom hidrogen.
Banyaknya
ikatan kovalen yang dibentuk oleh suatu atom sering kali mudah dihitung dengan
menjumlah elektron yang di butuhkan untuk mencapai konfigurasi elektron gas
mulia. Misalnya, atom karbon mempunyai empat elektron dalam kulit valensinya.
Untuk mencapai konfigurasi gas mulia, biasanya melalui pemakaian bersama empat
elektron tambahan. Oleh sebab itu, atom karbon biasanya membentuk empat ikantan
kovalen dengan hidrogen untuk membentuk molekul CH4, yang disebut
metana.
Ø
Ikatan Ion
Senyawa
ion dibentuk oleh perpindahan elektron di antara atom untuk membentuk partikel
yang bermuatan listrik dan mempunyai gaya tarik-menarik. Gaya tarik-menarik di
antara ion-ion yang bermuatan berlawanan merupakan suatu ikatan ion.
a. Panjang
ikatan
Panjang
ikatan adalah jarak antara dua buah atom yang saling berikatan atau jarak
rata-rata antara dua buah inti yang berikatan kovalen. Faktor-faktor yang
menentukan panjang ikatan salah satunya adalah jari-jari kovalen dan
keelektronegatifan.
Panjang ikatan dinyatakan dalam
picometer (pm) atau bisa dinyatakan dalam Å. Panjang ikatan dapat ditentukan secara eksperimental, mempunyai
selang harga dari 0,74 Å sampai 2 Å. panjang ikatan berkurang pada unsur-unsur
seperiode dari kanan ke kiri sesuai dengan berkurangnya nomor atom.
Panjang
ikatan bertambah pada unsur-unsur segolongan dari atas ke bawah sesuai dengan
bertambahnya nomor atom.
Dibawah ini adalah tabel dari beberapa panjang ikatan berbagai ikatan, yaitu :
Ikatan
|
Panjang
Iatan (pm)
|
Ikatan
|
Panjang
Ikatan (pm)
|
Ikatan
|
Penjang
Ikatan (pm)
|
H
– H
|
74
|
H
– F
|
92
|
C
– F
|
133
|
C
– H
|
109
|
H
– Cl
|
127
|
C
– Cl
|
177
|
N
– H
|
101
|
H
– Br
|
141
|
C
– Br
|
194
|
O
– H
|
96
|
H
– I
|
161
|
C
–I
|
213
|
b. Sudut Ikatan
Bila
ada lebih dari duaatom dalam molekul, ikatan membentuk sudut, yang disebut
sudut ikatan. Sudut ikatan bervriasi antara 60° sampai
180°.
Sudut ikatan dari berbagai
susunan ruang molekul-molekul :
Jumlah
dominan elektron
|
Susunan
Ruang (Geometri)
|
Sudut
Ikatan
|
2
|
Linier
|
180°
|
3
|
Segitida
sama sisi
|
120°
|
4
|
Tetrahedron
|
109,5°
|
5
|
Bipiramida
trigonal
|
Ekuatorial
120°
Aksial
90°
|
Kebanyakan struktur organik mengandung
lebih dari tiga atom, dan lebih bersifat berdimensi-tiga dari pada berdimensi
dua. Rumus struktur yang terdahulu untuk amoniak (NH3) menggambarkan
suatu teknik untuk menyatakan suatu struktur dimensi tiga.
D. ENERGI DISIOSASI
Energi disosiasi ikatan merupakan energi yang
diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas menjadi
gugus-gugus molekul gas. Energi disosiasi ikatan sisimbolkan dengan huruf D.
Contoh :
Dari
reaksi tersebut tampakbahwa untuk memutuskan sebuah ikatan C –H dari molekul Ch4
menjadi gugus CH3 dan atom gas H diperlukan energi sebesar 425
kJ/mol, tetapi pada pemutusan ikatan C – H pada gugus CH3 menjadi
gugus CH2 dan sebuah atom gas H diperlukan energi yang lebih besar,
yaitu 480 kJ/mol. Jadi, meskipun jenis ikatannya sama tetapi dari gugus yang
berbeda diperlukan energi yang berbeda pula.
Selain dapat digunakan sebaga
informasi kestabilan suatu m olekul, harga energi disosiasi ikatan dapat
digunakan untuk memperkirakan harga perubahan entalpi suatu reaksi. Perubahan
entalpi merupakan selisih dari energi yang digunakan untuk memutuskan ikatan
dengan energi yang terjadi dari penggabungan ikatan.
∑H = ∑ Energi ikatan pereaksi - ∑ Energi
ikatan hasil reaksi
Berdasarkan
banyaknya atom yang ada pada molekul, energi disosiasi ikatan di bagi menjadi
energi disosiasi ikatan molekul diatom, dan energi disosiasi ikatan molekul
poliatom.
Ø
Energi
Disosiasi Ikatan Molekul Diatom
energi
disosiasi ikatan molekul diatom merupakan eneri yang di perlukan untuk
memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas diatom menjadi gugus-gugus
molekul gas.
Ø
energi
disosiasi ikatan molekul poliatom
energi
disosiasi ikatan molekul poliatommerupakan energi yang diperlukan untuk
memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas poliatom menjadi
gugus-gugus molekul gas.
E. ASAM
BASA DALAM KIMIA ORGANIK
- a. Asam Organik
Asam
organik biasanya dicirikan oleh adanya atom hidrogen yang terpolarisasi
positif. Terhadap dua macam asam organik, yang pertama adanya atom hidrogen
yang terikat dengan atom oksigen, seperti pada metil alkohol dan asam asetat.
Kedua, adanya atom hidrogen yang terikat pada atom karbon dimana atom karbon
tersebut terikat langsung dengan gugus karbonil ( C = O ), seperti pada aseton.
Metil alkohol mengandung ikatan O – H dan karenanya bersifat asam lemah, asam asetat juga memiliki ikatan
O – H yang bersifat asam lebih kuat. Asam asetat bersifat asam lebih kuat dari
metil alkohol karena basa konjugat yang terbentuk dapat distabilkan melalui
resonansi, sedangkan basa konjugat dari metil alkohol hanya distabilkan oleh
keelektronegativitasan dari atom oksigen.
- b. Basa Organik
Basa
organik dicirikan dengan adanya atom dengan pasangan elektron bebas yang dapat
mengikat proton. Senyawa-senyawa yang mengandung atom nitrogenadalah salah satu
contoh basa organik, tetapi senyawa yang mengandung oksigen dapat pula
bertindak sebagai basa ketika direaksikan dengan asam yang cukup kuat. Perlu
dicatat bahwa senyawa yang mengandung atom oksigen dapatbertindak sebagai asam
maupun basa, tergantung lingkungannya. Minyalnya aseton dan metil alkohol dapat
bertindak sebagai asam ketika menyumbangkan proton, tetapi sebagai basa ketika
atom oksigennya menerima proton.
Permasalahan :
Mengapa jari-jari kovalen dan keelektronegatifan bisa menjadi salah satu faktor untuk menentukan panjang ikatan ?
Permasalahan :
Mengapa jari-jari kovalen dan keelektronegatifan bisa menjadi salah satu faktor untuk menentukan panjang ikatan ?
assalamu'alaikum,, terima kasih atas informasinya,, saya ingin bertanya
BalasHapusbagaimanakah cara untuk menentukan posisi dari suatu elektron??
Azas Ketidakpastia menurut Heisenberg, menyebabkan posisi elektron tidak ditentukan dengan pasti demikian pula dengan elektron dalam atom menurut Mekanika Kuantum. Walaupun orbit elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti, tetapi peluang untuk menentukan elektron pada posisi tertentu disekitar inti masih mungkin untuk ditentukan. Orbital merupakan daerah disekitar inti dengan peluang terbesar untuk menetukan elektron. Kapasitas maksimal orbital untuk ditempati elektron sebesar 2 elektron. Orbital juga ini sering disebut tingkat energi. Hanya elektron dengan energi yang cocok dapat menempati orbital tersebut.
HapusElektron mempunyai jumlah maksimum dalam kulit tertentu sebesar 2n2 dengan ( n ) adalah Nomor Kulit. Pengisian Elektron dimulai pada kulit, dengan tingkat energi terendah yaitu kulit pertama atau ( K ) yang dilanjutkan dengan kulit L, M N dan seterusnya. Pengisian dilakukan dengan maksimum terlebih dahulu untuk tiap kulit, karna apabila 18 elektron maka elektron akan mengisi kulit K sebanyak dua yang dilanjutkan dengan pengisian kulit L sebanyak 8 elektron dan diakhiri dengan kulit L pula sebanyak 8 elektron.
Elektron Valensi merupakan jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar suatu Atom Unsur. Ikatan kimia dapat terbentuk dengan memanfaatkan atau menggunakan Elektron Valensi sehingga Elektron Valensi dapat dikatakan suatu penentu sifat imia Atom Unsur.
bagaimanakah perbedaan panjang ikatan antara ikatan tungal dan rangkap dalam suatu senyawa?
BalasHapus* Ikatan kovalen yang paling umum adalah ikatan tunggal dengan hanya satu pasang elektron yang terbagi di antara dua atom. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma. sedangkan
Hapus* Semua ikatan yang memiliki lebih dari satu pasang elektron disebut sebagai ikatan rangkap atau ikatan ganda.
* Ikatan yang berbagi dua pasangan elektron dinamakan ikatan rangkap dua. Contohnya pada etilena. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma dan satu ikatan pi.
* Ikatan yang berbagi tiga pasang elektron dinamakan ikatan rangkap tiga. Contohnya pada hidrogen sianida. Ia biasanya terdiri dari satu ikatan sigma dan dua ikatan pi.
* Ikatan rangkap empat ditemukan pada logam transisi. Molibdenum dan renium adalah unsur yang umumnya memiliki ikatan sejenis ini. Contoh ikatan rangkap ditemukan pada Di-tungsten tetra(hpp).
* Ikatan rangkap lima telah ditemukan keberadaannya pada beberapa senyawa dikromium.
* Ikatan rangkap enam ditemukan pada molibdenum dan tungsten diatomik.
Tentu saja kebanyakan ikatan tidak ter-lokalisasikan, sehingga klasifikasi di atas, walaupun sangat berguna dan digunakan secara luas, hanya berlaku pada keadaan yang sempit. Ikatan tiga pusat juga tidak dapat diterapkan menggunakan konvensi di atas.
kekuatan suatu ikatan kimia ditentukan oleh energi ikatan yang besarnya bergantung pada sifat ikatan antara atom-atom yaitu : ikatan ganda tiga lebih kuat ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap dua lebih kuat ikatan tunggal. Jarak ikatan atau panjang ikatan ganda tiga lebih pendek dibanding ikatan ganda dua dan lebih pendek dibanding tunggal. Semakin pendek suatu ikatan kimia, maka ikatan tersebut semakin kuat. Jadi kekuatan ikatan kimia mulai dari terkuat ke yang paling lemah adalah ikatan ganda tiga > ikatan rangkap 2 > ikatan tunggal.
Mengapa semakin dekat elektron terdapat ke inti, maka semakin rendah energinya, dan elektron ini sukar berpindah dalam reaksi kimia?
BalasHapuskarena, Setiap kulit elektron berhubungan dengan sejumlah energi tertentu. Elektron yang paling dekat dengan inti lebih tertarik oleh proton dalam inti daripada elektron yang lebih jauh kedudukannya. Maka dari itu semakin dekat elektron terdapat ke inti, maka semakin rendah energinya, dan elektron akan sukar berpindah dalam reaksi kimia.
Hapusapa kelebihan teori mekanika kuantum?
BalasHapusSelamat malam ika, saya ingin bertanya Apa saja contoh asam dan basa organik mohon bantuannya. Terimakasih
BalasHapus>Asam organik
HapusAsam organik dicirikan oleh adanya atom hidrogen yang terpolarisasi positif. Terdapat dua macam asam organik, yang pertama adanya atom hidrogen yang terikat dengan atom oksigen, seperti pada metil alkohol dan asam asetat. Kedua, adanya atom hidrogen yang terikat pada atom karbon di mana atom karbon tersebut berikatan langsung dengan gugus karbonil (C=O), seperti pada aseton.
Metil alkohol mengandung ikatan O-H dan karenanya bersifat asam lemah, asam asetat juga memiliki ikatan O-H yang bersifat asam lebih kuat. Asam asetat bersifat asam yang lebih kuat dari metil alkohol karena basa konjugat yang terbentuk dapat distabilkan melalui resonansi, sedangkan basa konjugat dari metil alkohol hanya distabilkan oleh keelektronegativitasan dari atom oksigen.
Keasaman aseton diperlihatkan dengan basa konjugat yang terbentuk distabilkan dengan resonansi. Dan lagi, datu dari bentuk resonannya menyetabilkan muatan negatif dengan memindahkan muatan tersebut pada atom oksigen.
Asam organik merupakan asam lemah karena ionisasi sangat tidak lengkap. Pada suatu waktu sebagian besar dari asam berada di larutan sebagai molekul yang tidak terionisasi. Sebagai contoh pada kasus asam etanoik, larutan mengandung 99% molekul asam etanoik dan hanya 1 persen yang benar benar terionisasi. Posisi dari kesetimbangan menjadi bergeser ke arah kiri.
Dua faktor yang mempengaruhi ionisasi dari asam adalah:
* Kekuatan dari ikatan yang diputuskan,
* kestabilan ion yang terbentuk.
Dalam kasus ini, anda memutus ikatan dari molekul yang sama (antara O dan H) jadi bisa dianggap kekuatan ikatan yang diputuskan adalah sama.
Faktor yang paling penting dalam menentukan kekuatan relatif dari molekul adalah pada sifat dari ion ion yang terbentuk.Anda selalu mendapatkan ion hidroksinium jadi anda tidak perlu membandingkan itu. Yang perlu anda bandingkan adalah sifat dari anion (ion negatif) yang berbeda-beda pada setiap kasus.
>Basa Organik
Basa organik dicirikan dengan adanya atom dengan pasangan elektron bebas yang dapat mengikat proton. Senyawa-senyawa yang mengandung atom nitrogen adalah salah satu contoh basa organik, tetapi senyawa yang mengandung oksigen dapat pula bertindak sebagai basa ketika direaksikan dengan asam yang cukup kuat. Perlu dicatat bahwa senyawa yang mengandung atom oksigen dapat bertindak sebagai asam maupun basa, tergantung lingkungannya. Misalnya aseton dan metil alkohol dapat bertindak sebagai asam ketika menyumbangkan proton, tetapi sebagai basa ketika atom oksigennya menerima proton.
Dua faktor yang mempengaruhi kekuatan dari sebuah basa adalah:
*Kemudahan pasangan bebas mengikat ion hidrogen,
* kestabilan dari ion yang terbentuk.
Assalamualaikum,, berikan penjelasan tentang atom karbon, dan berikan contohnya ?
BalasHapusPengertian Dan Contoh Atom Karbon Primer, Sekunder, Tersier, dan Kuarterner, Posisi Rantai Karbon Senyawa Kimia - Senyawa karbon yang paling sederhana adalah hidrokarbon karena hanya terdiri dari dua unsur, yaitu karbon (C) dan hidrogen (H). Meskipun demikian jumlah senyawa yang dihasilkan dari kedua unsur ini sangat banyak.
HapusMacam-macam atom karbon, yaitu atom karbon primer, sekunder, tersier, dan kuarterner. Keistimewaan atom karbon yang dapat membentuk ikatan kovalen sebanyak 4 buah dan kemampuannya dalam membentuk rantai karbon, menyebabkan atom karbon mempunyai kedudukan yang berbeda-beda. Kedudukan tersebut adalah:
Atom karbon primer, adalah atom karbon yang terikat langsung pada 1 atom karbon yang lain.
Atom karbon sekunder, adalah atom karbon yang terikat langsung pada 2 atom karbon yang lain.
Atom karbon tersier, adalah atom karbon yang terikat langsung pada 3 atom karbon yang lain.
Atom karbon kuarterner, adalah atom karbon yang terikat langsung pada 4 atom karbon yang lain.