Tinjauan Ulang Tentang Atom dan Molekul Dalam Kimia Organik
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, yaitupada tingkat energi
kedua mempunyai energi yang lebih tinggi daripada 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 kebolehjadian ditemukannya sebuah
elektron dengan kadar energi yang khas (90% - 95%). Rapat elektron adalah istilah
lain yang digunakan untuk menggambarkan kebolehjadian ditemukannya sebuah
elektron pada titik tertentu; rapat elektron yang lebih tinggi, berarti
kebolehjadiannya lebih tinggi, sedangkan
rapat elektron yang lebih rendah berarti kebolehjadiannya juga rendah.
Kulit
elektron pertama hanya mengandung orbital bulat 1s. Kebolehjadian 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
C6 pada C yang berikatan biasa bentuknya berbeda dengan bentuk C yang saling berikatan pada benzen.
Dari data panjang ikatan diatas, dapat disimpulkan panjang ikatan rangkap tiga lebih pendek bila dibandingkan dengan ikatan rangkap dua dan ikatan tunggal, ikatan rangkap dua lebih pendek dari ikatan tunggal. Dan ikatan C dengan H lebih pendek dari ikatan tunggal antara C dengan C.
Panjang dan kekuatan suatu ikatan tergantung dari hibridisasi dari atom yang saling berikatan. Semakin besar karakter s dalam orbital yang digunakan atom-atom untuk membentuk ikatan, semakin pendek dan kuat ikatan tersebut.
Hibridisasi orbital
Hibridisasi menjelaskan atom-atom yang berikatan dari sudut pandang sebuah atom. Untuk sebuah karbon yang berkoordinasi secara tetrahedal (seperti metana, CH4), maka karbon haruslah memiliki orbital-orbital yang memiliki simetri yang tepat dengan 4 atom hidrogen. Konfigurasi keadaan dasar karbon adalah 1s2 2s2 2px1 2py1 atau lebih mudah dilihat.
E. Konsep Asam dan Basa dalam Kimia Organik
Menurut Brownstead – Lowry, asam adalah senyawa yang mendonorkan proton (H+) sedangkan basa adalah senyawa yang menerima donor proton (H+) dari asam. Konsep ini banyak digunakan dalam reaksi - reaksi senyawa organik karena cocok untuk senyawa yang tidak memiliki H+ dan OH- dan juga tidak larut dalam air.
Menurut Lewis, asam adalah senyawa yang menerima pasangan elektron dari basa, sedangkan basa adalah senyawa yang mendonorkan pasangan elektron kepada asam. Konsep ini dikembangkan oleh Lewis berdasarkan struktur ikatan kimia, dimana setiap atom dapat membentuk ikatan kimia berdasarkan valensi yang dimilikinya. Valensi adalah jumlah ikatan maksimum yang dapat dibentuk oleh suatu atom.Contoh asam menurut Lewis adalah AlCl3 dan HCl sedangkan contoh basa menurut Lewis adalah NH3.
Jari-jari atom merupakan jarak elaktron terluar ke inti atom dan
menunjukan ukuran suatu atom. Jari-jari atom sukar diukur sehingga
pengukuran jari-jari atom dilakukan dengan cara mengukur jarak inti
antar dua atom yang berikatan sesamanya.
Dalam suatu golongan, jari-jari atom semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke atas, kulit elektron semakin kecil. Dalam suatu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke kanan jumlah proton dan jumlah elektron semakin banyak, sedangkan jumlah kulit terluar yang terisi elekteron tetap sama sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar semakin kuat.
Kelektronegatifan adalah kemampuan suatu atom untuk menarik
elektron dari atom lain. Faktor yang mempengaruhi keelektronegatifan
adalahgaya tarik dari inti terhadap elektron dan jari-jari atom.
Unsur-unsur yang segolongan : keelektronegatifan makin ke bawah makin kecil, karena gaya taik-menarik inti makin lemah. Unsur-unsur bagian bawah dalam sistem periodik cenderung melepaskan elektron.Unsur-unsur yang seperiode : keelektronegatifan makin kekanan makin besar.keelektronegatifan terbesar pada setiap periode dimiliki oleh golongan VII A (unsur-unsur halogen). Harga kelektronegatifan terbesar terdapat pada flour (F) yakni 4,0, dan harga terkecil terdapat pada fransium (Fr) yakni 0,7.
Harga keelektronegatifan penting untuk menentukan bilangan oksidasi
( biloks ) unsur dalam sutu senyawa. Jika harga kelektronegatifan
besar, berati unsur yang bersangkutan cenderung menerim elektron dan
membentuk bilangan oksidasi negatif. Jika harga keelektronegatifan
kecil, unsur cenderung melepaskan elektron dan membentuk bilangan
oksidasi positif. Jumlah atom yang diikat bergantung pada elektron
valensinya.
C. Panjang Ikatan dan Sudut Ikatan
Benzen
Sudut 120derajat
Sudut 120derajat
C6H12
Sudut 109,471 derajat
Sudut 109,471 derajat
C6 pada C yang berikatan biasa bentuknya berbeda dengan bentuk C yang saling berikatan pada benzen.
Panjang ikatan rangkap tiga (C dengan C) : 1,2
Panjang ikatan rangkap dua (C dengan C): 1,34
Panjang ikatan tunggal (C dengan C): 1,52
Panjang iktan antara C dengan H : 1,08
Panjang ikatan rangkap dua (C dengan C): 1,34
Panjang ikatan tunggal (C dengan C): 1,52
Panjang iktan antara C dengan H : 1,08
Dari data panjang ikatan diatas, dapat disimpulkan panjang ikatan rangkap tiga lebih pendek bila dibandingkan dengan ikatan rangkap dua dan ikatan tunggal, ikatan rangkap dua lebih pendek dari ikatan tunggal. Dan ikatan C dengan H lebih pendek dari ikatan tunggal antara C dengan C.
Panjang dan kekuatan suatu ikatan tergantung dari hibridisasi dari atom yang saling berikatan. Semakin besar karakter s dalam orbital yang digunakan atom-atom untuk membentuk ikatan, semakin pendek dan kuat ikatan tersebut.
Hibridisasi orbital
Hibridisasi menjelaskan atom-atom yang berikatan dari sudut pandang sebuah atom. Untuk sebuah karbon yang berkoordinasi secara tetrahedal (seperti metana, CH4), maka karbon haruslah memiliki orbital-orbital yang memiliki simetri yang tepat dengan 4 atom hidrogen. Konfigurasi keadaan dasar karbon adalah 1s2 2s2 2px1 2py1 atau lebih mudah dilihat.
D. Energi Disosiasi
Energi disosiasi
ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1
mol suatu molekul gas menjadi gugus – gugus molekul gas.
Contoh :
CH4(g) → CH3(g) + H(g) ∆H = +425 kJ/mol
CH3(g) → CH2(g) + H(g) ∆H = +480 kJ/mol
Reaksi tersebut menunjukan bahwa 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 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. Menurut Brownstead - Lowry
Menurut Brownstead – Lowry, asam adalah senyawa yang mendonorkan proton (H+) sedangkan basa adalah senyawa yang menerima donor proton (H+) dari asam. Konsep ini banyak digunakan dalam reaksi - reaksi senyawa organik karena cocok untuk senyawa yang tidak memiliki H+ dan OH- dan juga tidak larut dalam air.
Menurut Lewis
Menurut Lewis, asam adalah senyawa yang menerima pasangan elektron dari basa, sedangkan basa adalah senyawa yang mendonorkan pasangan elektron kepada asam. Konsep ini dikembangkan oleh Lewis berdasarkan struktur ikatan kimia, dimana setiap atom dapat membentuk ikatan kimia berdasarkan valensi yang dimilikinya. Valensi adalah jumlah ikatan maksimum yang dapat dibentuk oleh suatu atom.Contoh asam menurut Lewis adalah AlCl3 dan HCl sedangkan contoh basa menurut Lewis adalah NH3.
Dalam
konsep asam dan basa, dikenal senyawa amfoter yaitu senyawa yang dapat
bertindak sebagai asam namun dapat juga bertindak sebagai basa. Contoh
senyawa amfoter adalah air (H2O), Asam Amino, Asam Borat (H3BO3), dan
Alumunium Hidroksida (Al(OH)3).
Sifat Kimia Asam
Menurut
penjelasan Arrhennius, jelas bahwa asam akan melepaskan kation Hidrogen
(H+) jika terurai di dalam air, sedangkan menurut Brownstead - Lowry
asam merupakan zat yang di dalam reaksinya akan mendonorkan proton
(dalam hal ini akan mendonorkan kation). Sedangkan menurut Lewis, asam
akan menerima pasangan elektron bebas yang diberikan oleh basa. Nah
selain sifat - sifat di atas, asam juga dapat merubah warna lakmus biru
menjadi merah dan merubah warna indikator pH seperti indikator PP dari
merah (basa) menjadi tak berwarna (asam). Larutan asam apabila dicek
menggunakan pH universal atau pH meter akan menunjukkan angka < 7,
dimana semakin mendekati 0 maka konsentrasi dan kekuatan asam semakin
kuat.
Sifat Kimia Basa
Bisa
dibilang basa adalah kebalikan dari asam. Basa, menurut Arrhennius,
adalah zat yang akan membebaskan anion Hidroksida (OH-) jika dilarutkan
di dalam air. Sedangkan menurut Brownstead - Lowry, basa adalah zat yang
akan menerima donor proton (H+) dari asam, dan menurut Lewis basa akan
mendonorkan pasangan elektron bebas kepada asam. Basa dapat menetralkan
asam membentuk garam dan air. Larutan basa dapat merubah warna lakmus
merah menjadi biru dan dapat merubah warna indikator PP dari tak
berwarna (asam) menjadi merah (basa).
Apakah asam dan basa organik mempunyai senyawa yang sangat kuat untuk bereaksi dengan semua unsur?
BalasHapusterima kasih saudari Fransiska Barus atas pertanyaanya.
Hapusmenurut sumber yang saya baca semua asam organik adalah asam lemah. Asam organik itu adalah asam karboksilat atau asam yang terbentuk karena persenyawaan dengan senyawa organik (misalnya hidrokarbon) Asam organik yang paling umum adalah asam alkanoat yang memiliki derajat keasaman dengan gugus karboksil -COOH, dan asam sulfonat dengan gugus -SO2OH mempunyai derajat keasaman yang relatif lebih kuat. Stabilitas pada gugus asam sangat penting dalam menentukan derajat keasaman sebuah senyawa organik.
Contoh asam organik:
Asam asetat (CH3COOH)
Asam benzoat (C6H5COOH)
Asam format (HCOOH)
sedangkan basa organik adalah kelompok senyawa amina.sekian ,semoga sedikit membantu.
blog anda bagus dan memberikan informasi,tapi saya kurang paham mengenai pembentukan orbital hybrid melalui proses hibridisasi,terimakasih
BalasHapusTerima kasih telah membaca gea ovitriyani
Hapusagar lebih paham silahkan baca postingan saya berikutnya.
Kenapa jari-jari atom berbeda dari masing-masing unsur?
BalasHapusTolong jelaskan kenapa elektron yang paling dekat dengan inti lebih tertarik oleh proton dalam inti daripada elektron yang lebih jauh kedudukannya ?
BalasHapusmohon anda jelaskan lagi secara konkrit tentang sudut ikatan ?
BalasHapus