KIMIA ORGANIK FISIK

Dr. rer. nat. H. Muharram, M. Si.

PANJANG IKATANPanjang ikatan adalah jarak antara dua buah

atom yang saling berikatan atau jarak rata-rata antar dua buah inti yang berikatan kovalen.

rA = ½ d, rA = jari-jari kovalen A

Panjang Ikatan,d

Panjang ikatan dapat diukur dengan cara:Difraksi elektron Difraksi sinar XStudi dari spektra (spektrum)Gabungan dari ketiga cara diatas

Difraksi elektron (metode terbaru)

Faktor-faktor yang menentukan panjang ikatan:

jari-jari kovalen, keelektronegatifan, energi ikatan dan orde ikatan.

Jari-Jari Kovalen (Radius Kovalen )Jari-jari kovalen adalah setengah dari jarak antara dua inti atom homonuklear yang berikatan kovalen atau setengah dari jarak ikatan antara dua atom yang sama.

 

rA = ½ dA  

 

Panjang Ikatan,d

Keterangan:rA-B = panjang ikatan AB

rA = jari-jari kovalen atom A

rB = jari-jari kovalen atom B

rA-B = rA + rB

contoh : Panjang ikatan C-C merupakan jumlah jari-jari kovalen kedua atom C. Dengan demikian jika atom C mempunyai jari-jari kovalen 0,77 Ao, maka panjang ikatan C-C dapat diperoleh dengan cara berikut:

r C-C = r C + r C

= 0,77 + 0,77 = 1,54

Panjang ikatan C-Cl adalah jumlah jari-jari kovalen atom C dan atom Cl. Apabila jari-jari kovalen atom C dan Cl adalah berturut-turut 0,77 dan 0,99 Ao, maka panjang ikatan C-Cl adalah:

rC-Cl = rC + rCl

= 0,77 + 0,99 = 1,76

Data eksperimen utk C-Cl adalah 1,72 . Ini berarti data perhitungan lebih besar, 1,76.

Persamaan di atas hanya berlaku untuk dua atom yang berikatan dengan perbedaan keelektronigatifan nol.

Jari-jari kovalen merupakan setengah dari jarak inti kedua atom yang berikatan.

Keelektronegatifan Ikatan yang dibentuk dari atom-atom yang

memiliki perbedaan keelektronegatifan, rumus Pauling dan Huggins tidak dapat diterapkan, karena selalu lebih pendek daripada jumlah jari-jari atom pembentuknya.

Hal ini terjadi karena adanya kontraksi akibat perbedaan keelektronegatifan polaritas.

Contoh : Panjang ikatan C-N dengan jari-jari kovalen dan N berturut-turut 0,77 dan 0,75 Ao adalah sebagai berikut: rC-N = rC + rN

= 0,77 + 0,75 = 1,52

Data observasi rC-N = 1,47 . Artinya data observasi lebih pendek daripada hasil perhitungan.

Semakin besar perbedaan keelektronegatifan kedua unsur yang berikatan semakin besar pula kontraksi panjang ikatannya.

Hal ini dapat dilihat pada panjang ikatan C-O dengan jari-jari kovalen atom C dan O adalah masing-masing 0,77 dan 0,74 .

rC-O = rC + rO

=0,77 + 0,74 = 1,51

Data pengamatan memperlihatkan rC-O = 1,24 . Jadi, nilai kontraksinya merupakan selisih antara data observasi dengan hasil perhitungan, yakni 0.09 Å rC-O = rC + rO

= 0,77 + 0,74 = 1,51

Data pengamatan rC-O = 1,24.

Jadi, nilai kontraksinya merupakan selisih antara data observasi dengan hasil perhitungan, yakni 0.09 Å

Koreksi terhadap kontraksi di atas dilakukan oleh Schumacher dan Stevenson

rA – B = rA + rB – 0,09 │XA – XB│

  Keterangan : rA-B = panjang ikatan

rA = jari-jari kovalen A

rB = jari-jari kovalen B

  │XA – XB│= Keelektronegatifan A dan B

 

Contoh Hitung panjang ikatan C-Cl dimana jari-jari kovalen atom C dan Cl adalah masing-masing 0,77 dan 0,99 dan keelektronegatifan C dan Cl adalah berturut-turut 2,5 dan 3,0.rC-Cl = rC + rCl – 0,0 9 │XC – XCl│

rC-Cl = 0,77 + 0,99 – 0,09 │XC – XCl│

= 0,77 + 0,99 – 0,09 │2,5 – 3,0│

= 1,67 – 0,09 (0,5) = 1,715

= 1,72

Huggins memperkenalkan hubungan antara energi ikatan dan panjang ikatan

r’A-B = rAB + 1/a In EAB

Keterangan :r’A-B = panjang ikatan aktual, panjang ikatan pada energi tetaprAB = Panjang ikatan A-B

E = energi ikatan AB a = tetapan, jika E dinyatakan dengan kkal/g maka a= 4,6

r’AB = r’A + r’B

r’A dan r’B adalah jari-jari kovalen A dan B pada energi tetap.

 

Contoh Hitung panjang C-Cl jika diketahui energi ikatan C-Cl = 77 kkalrC-Cl = r’C + r’Cl - 1/2 Iog EC-Cl

=1,22 +1,44 – ½ log 77=1,72 Ao

Orde Ikatan

Orde ikatan menunjukkan jumlah ikatanIkatan tunggal C-C ; rC-C = 1,54 A, artinya

ikatan mempunyai orde ikatan = 1Ikatan rangkap dua C=C ; rC-C = 1,33 A, yang

berarti bahwa ikatan ini berorde ikatan duaPada umumnya, ikatan rangkap lebih kecil

dari pada ikatan tunggal, jika terjadi resonansi maka orde ikatan berada diantara 1 dan 2.

Contoh:

orde ikatan a = ½ x 2 + ½ x1 = 3/2 b = ½ x1 + ½ X 2 =3/2 ,

ra = r b

ab ab

Pauling memberi hubungan antara orde ikatan dan panjang ikatan, yang menyatakan bahwa hubungan empiris antara orde ikatan dengan panjang ikatan ternyata tidak linier

rAB = r1 – [3(y – 1)(r1 – r2)/(2y – 1)]

keterangan :rAB = panjang ikatan

r1, r2 = Panjang ikatan tunggal dan panjang ikatan rangkapy = Orde ikatan