Pengenalan Materi Kimia
Organik Fisik
Kimia Organik
Fisik merupakan suatu bidang ilmu kimia yang mempelajari senyawa-senyawa
organik yang ditinjau dari segi sifat fisika nya. Sifat fisika tidak selalu
berkaitan dengan titik didih ataupun titik leleh. Tetapi, juga berkaitan dengan
panjang ikatan, orde ikatan, energi ionisasi, momen dipol, resonansi, tautomeri dan lain-lain. Selain itu ada juga mekanisme reaksi kimia organik dan efek perubahan perubah-perubah
reaksi, terutama struktur reaktan pada reaktivitasnya dalam reaksi.
Sebagai
pengantar untuk bisa lebih memahami apa saja yang akan perlu dikuasai atau
diperlukan dalam kimia organik fisik, berikut ada 10 konsep yang diperlukan
dalam mempelajari struktur molekul senyawa organik.
Secara umum konsep - konsep yang
diperlukan dalam mempelajari struktur molekul senyawa organik adalah :
1. Elektronegativitas
Elektronegativitas merupakan kemampuan suatu atom untuk menarik elektron
luarnya, atau elektron valensi. karena elektron luar dari atom yang digunakan
untuk ikatan, maka keelektronegatifan berguna untuk meramalkan dan menerangkan
kereaktifan kimia. karenanya, keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan
dalam periode tertentu. dan bertambah dari bawah ke atas dalam satu golongan
.
Hubungan
Kepolaran ikatan dengan elektronegativitas adalah semakin besar perbedaan
elektronegativitas antara dua atom, semakin polar ikatan yang akan terbentuk
dengan atom yang memiliki elektronegativitas lebih besar sebagai kutub negatif
dari dipol.
2. Ikatan Hidrogen
Kekuatan
ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara
atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar
ikatan hidrogen yang terbentuk.
Ikatan hidrogen memengaruhi
titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi
titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan
hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih
besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen
terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik
didih air lebih tinggi daripada asam florida.
3.Gaya van Der Walls
Gaya
van der walls disebut juga sebagai antaraksi berbagai dipol-dipol (tarikan dan
tolakan)secara kolektif. Artinya, bila dua atom saling mendekat lebih dekat
daripadajarak inti, timbul tolakan antara kedua inti dan antara kedua perangkat
elektron. Bila jarak antara kedua molekul menjadi lebih besar darijari-jari van
der walls, gaya tarik antara kedua molekul berkurang. Hal ini juga berhubungan dengan kepolaran (fessenden,1982).
4 . Polarizabilitas
Kemudahan suatu molekul untuk membentuk dipol sesaat atau untuk menginduksi
(mengimbas) suatu dipol disebut polarisabilitas (keterpolaran).
Polarisabilitas
ini berkaitan dengan massa molekul relatif (Mr) dan bentuk molekul. Pada
umumnya, makin banyak jumlah elektron, makin mudah mengalami polarisasi. Karena
jumlah elektron berkaitan dengan Mr, maka semakin besar Mr,
semakin kuat gaya London. Gaya london merupakan molekul non polar saling
ditarik oleh antaraksi dipol-dipol yang lemah. Gaya london timbul karena dari
dipol yang diinduksi dlam satu molekul oleh molekul yang lain.
5 . Gugus fungsi
Gugus
fungsi merupakan kedudukan kereaktifan kimia dalam molekul. Dimana, ikatan phi
atau suatu atom elektronegatif (elektropositif) dalam molekul organik dapat
menuju ke suatur reaksi kimia; salah satu dari ini dianggap sebagai gugus
fungsi atau bagian dari gugus fungsi. Gugus fungsi memainkan
peran penting dalam mengarahkan dan mengendalikan reaksi organik. Rantai alkil
sering reaktif, dan arah reaksi spesifik sulit; rantai alkil tidak jenuh dengan
kehadiran gugus fungsional memungkinkan untuk reaktivitas tinggi dan
spesifisitas. Gugus fungsi akan menjalani jenis reaksi yang sama terlepas dari
senyawa yang mereka menjadi bagiannya; Namun, kehadiran kelompok-kelompok
fungsional tertentu dalam jarak dekat dapat membatasi reaktivitas.
6. Efek Induksi
Efek
induksi terjadi karena adanya perbedaan kelektronegatifan. Efek induksi terdiri
atas dua yaitu –I (Penarik Elektron), dan +I ( pendorong elektron). Menurut
konvensi gugus penarik elektron yang lebih besar dari hidrogen H merupakan efek
induksi –I sedangkan gugus penarik elektron yang lebih lemah dari hidrogen H
merupakan efek induksi +1.
Gugus
alkil yang terikat pada gugus fungsi senyawa organik merupakan gugus pendorong
elektron, dimana semakin besar alkil yang terikat pada gugus fungsi akan
mengakibatkan faktor +1 semakin besar.
Berikut
ini urutan reaktivitas induksi –I (penarik elektron) adalah sebagai berikut:
Cl >Br>I>OCH3>OH
Dimana, unsur-unsur halogen lebih
keelektronegatif sehingga unsur – unsur halogen cenderung penarik elektron dan
besifat lebih asam.
7. Resonansi
Suatu
molekul yang mempunyai ikatan rangkap terkonjugasi bisa mengalami yang namanya
resonansi. Resonansi
terjadi karena adanya delokalisasi elektron dari ikatan rangkap ke ikatan
tunggal. Contohnya benzena
8. Hiperkonjugasi
Jenis delokalisasi ketiga adalah yang melibatkan elektron σ, dan disebut hiperkonjugasi. Jika suatu karbon yang mengikat atom hidrogen dan terikat pada atom tak jenuh atau pada satu atom yang mempunyai orbital bukan ikatan maka untuknya dapat dituliskan bentuk kanonik seperti : (Firdaus,2009).
Keasaam dan kebasaan suatu senyawa dapat
digunakan konsep hiperkonjugasi. Dimana antara resonansi, hiperkonjugasi,
mesomeri, dan efek induksi saling berhubungan. Contohnya saja, membuat senyawa
seolah –olah ada atom yang tidak terikat tetapi dia terikat akibat adanya
resonansi dan hiperkonjugasi. Dengan adanya mesomeri membuat senyawa ini
mempunyai hiperkonjugasi. Mesomeri an efek induksi bisa digunkan untuk pengarah
orto para dan meta pada senyawa aromatik.
9. Tautomeri
Ada juga senyawa lain yang ada dalam satu campuran dari dua atau lebih senyawa yang secara struktural berbeda, dan campuran berada dalam kesetimbangan yang cepat. Jika fenomena ini (disebut tautomeri) ada maka ada pergeseran bolak-balik yang cepat antara molekul-molekul yang kesetimbangan tersebut. Di dalam peristiwa ini ada proton yang berpindah dari satu atom dalam satu molekul ke atom yang lain menjadi molekul lain(Firdaus,2009).
10.Regangan Ruang
“teori
regangan Baeyer” (Baeyer’s strain theory). Menurut teori ini, senyawa siklik
seperti halnya sikloalkana membentuk cincin datar. Bila sudut-sudut ikatan
dalam senyawa siklik menyimpang dari sudut ikatan tetrahedral (109,50)
maka molekulnya mengalami regangan. Makin besar penyimpangannya terhadap sudut
ikatan tetrahedral, molekulnya makin regang, dan berakibat molekul tersebut
makin reaktif.
Nah... inilah gambaran secara umum
tentang 10 konsep dasar yang diperlukan dalam mempelajari struktur molekul
senyawa organik. Terima kasih.
Daftar
Pustaka:
Fessenden. 1982. Kimia Organik
Edisi Ketiga Jilid II. Jakarta : Erlangga.
Firdaus.
2009. Kimia Organik Fisis I. Makassar: Universitas Hasanuddin
Maaf saya ingin bertanya,Dapatkah anda menjelaskan keterkaitan antara gugus fungsi dengan struktur suatu molekul? bila ada keterkaitannya mohon dijelaskan.Terima Kasih
BalasHapusTerima kasih sebelumnya untuk saudari liza, baiklah seperti yang kita ketahui bahwa gugus fungsi merupakan kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Nah, pertanyaan saudari adalah apakah gugus fungsi berpengaruh terhadap struktur molekul.menurut saja jawabannya adalag tidak, karena contohnya saja pada streoisomer, walaupun mempunyai gugus fungsi sama dia dapat memiliki bentuk yang berbeda-beda. Artinya gugus fungsi tidak terlalu berpengaruh terhadap struktur molekul, tetapi bisa saja dia berpengaruh jika adanya perbedaan keelektronegatifan pada gugus fungsi, sehingga dapat merubah bentuk dari struktur molekul tersebut. Terima kasih.
HapusTerimakasi atas materinya sangat, membantu namun saya ingin bertanya Ikatan hidrogen dapat terbentuk jika atom hidrogen (H) terikat pada atom lain seperti F,O, dan N. Bagaimana pengaruh ikatan pada atom F,O,dan N dan bagaimana ikatan yang tejadi pada H₂O, NH₃, dan HF ?
BalasHapusterimakasih juga atas pertanyaannya, baiklah dapat dilihat pada air, hidrogen fluorida, dan amonia. air dapat digambarkan sempurna sebagai sitem ikatan yang sempurna sebagai sistem ikatan yang sempurna karena pada tiap molekul airterdapat 2 pasang elektron bebas dan 2 atom hidrogen. oleh karena itu tiap molekul air dapat membentuk empat ikatan hidrogen dengan molekul air disekelilingnya. pada hidrogen fluorida yang muncul adalah kekurangan hidrogen sehingga tiap molekul HF hanya bisa membentuk atu ikatan hidrogen dengan molekul HF yang lainnya. pada kasus amonia, jumlah ikatan hidrogen dibatasi oleh fakta bahwa tiap atom nitroge hanya mempunyai satu pasang elektron. jadi sampai sekarang kita tahu bahwa titik didih H2O>HF>NH3 berdasarkan percobaan. terima kasih
Hapusterima kasih untuk materi yang telah disampaikan, Saya ingin bertanya mengapa semakin besar ikatan hidrogen semakin tinggi pula titik didih? mohon diberi penjelasan
BalasHapusok.. terimakasih juga nurhidayah. baiklah semakin besar ikatan hidrogen maka semakin kuat ikatan tersebut karena perbedaan kelektronnegatifannya juga besar, sehingga diperlukan energi yang besar untuk melepaskan ikatan tersebut. maka dari itulah titik didih nya juga tinggi. untuk memutuskan ikatan tersebut
Hapusterima kasih atas materinya. maaf saya ingin bertanya, apa pengaruh dari resonensi terhadap suatu senyawa, apakah senyawa tersebut lebih stabil jika memiliki resonansi?
BalasHapusbaiklah terimakasih devi. Dalam molekul itu yang mengalami resonansi adalah elektron-elektron tertentu ya, bukan molekulnya. Efek dari terjadinya resonansi elektron dalam sistem molekul menyebabkan energi pembentukan menjadi lebih rendah sehingga kestabilan molekul menjadi lebih tinggi.terimakasih.
Hapusterimakasih paparannya. namun saya ingin bertanya apa bedanya ikatan hidrogen antramolekul dan intramolekul ? bisa diberikan contohnya ?
BalasHapusbaiklah terimakasih juga riska. ikatan H intramolekul merupakan ikatan hidrogen yang terjadi di dalam satu molekul.biasanya molekul tersebut memiliki 2 gugus misalnya 2 gugus OH yang berposisi orto-dihidroksibenzena. jadi, antara H dari OH yang satu berikatan hidrogen dengan O dari OH yang lain. jadi, interaksi yang terjadi adalah antara gugus dalam molekull yang sama. sedangkan ikatan hidrogen antarmolekul ikatan H yang terjadi itu adalah antara 2 molekul misalnya antara H2O dengan H2O, jadi disana ada 2 molekul yang berinteraksi. semoga bisa dipahami ya, terimakasih.
HapusTerimakasih min, materinya sangat mendidik ☺
BalasHapusOke sama-sama Semoga membantu :)
HapusTerima kasih atas materi yang telah disampaikan, saya ingin bertanya apakah polarizabilitas sama halnya dengan momendipol? Dan apa keterkaitannya dengan kepolaran? Mohon penjelasannya. Terima kasih
BalasHapusbaiklah terima kasih indah untuk pertanyaannya. polarisabilitas merupakan kemudahan suatu senyawa untuk membentuk dipol sedangkat momen dipol kepolaran dari senyawa tersebut. keterkaitannya dengan kepolaran adalah, polarisabilitas dan momen dipol memnentukan apakah senyawa tersebut bersifat polar atau tidak polar. terimakasih, semoga membantu.
HapusTerima kasih silvia, jawaban ini sangat membantu.
HapusTerima kasih atas infonya sis
BalasHapusBtw bisa dijelaskan maksud dari
"Semakin besar perbedaan elektronegativitas antara dua atom, semakin polar ikatan yang akan terbentuk dengan atom yang memiliki elektronegativitas lebih besar sebagai kutub negatif dari dipol"?
Trims
oke sama-sama sista. baiklah jadi maksudnya semakin besar kelektronegatifan maka akan semakin polar senyawa tersebut, dan semakin besar momen dipol. jika momen dipolnya besar, maka kepolaran juga semakin besar. jika senyawa tersebut polar maka atom yang memiliki kelektronegatifan yang besar akan menjadi kutub negatif dari dipol.sehingga atom yang lain akan tertarik lebih kuat. dan senyawa tersebut lebih polar. semoga membantu sista:) terimakasih.
HapusTerimakasih atas informasi yg diberikan... sebelumnya saya mau memberi saran untuk pokok bahasan yg gaya van der waals sebaiknya perlu ditambahkan lagi. dan juga saya ingin bertanya, apakah perbedaan dari resonansi dan hiperkonjugasi? Terimakasih..
BalasHapusTerima kasih atas penjelasan materinya, tapi bisakah saudara menjelaskan secara rinci tentang regangan ruang?
BalasHapusTerima kasih