Download pdf - Pengikatan Dan Isomer is Me

Pengikatan dan Isomerisme 6/23/2011

Jimmy, ST, MT (Jurusan Teknik Kimia ITN Malang) 1

PENGIKATAN

DAN

ISOMERISME

• Mengapa sukrosa (gula pasir) meleleh pada suhu1850C, sementara natrium klorida (garam dapur) meleleh pada suhu jauh lebih tinggi, 8010C?

• Mengapa kedua zat ini larut dalam air, padahal minyakzaitun tidak?

• Mengapa molekul metil butirat berbau seperti apel, sementara molekul propil asetat, yang mengandungatom karbon sama, berbau seperti buah persik?

Diperlukan pengetahuan bagaimana atom-atom berikatan satu dengan lainnya

Pengikatan merupakan kunci untuk

memahami struktur, sifat fisis dan perilaku

kimiawi berbagai jenis materi



Bagaimana Elektron Tersusun dalam Atom

• Atom = nukleus (inti) kecil padat yang dikelilingisejumlah elektron

• Inti atom = proton dan netron

• Dalam atom netral, jumlah proton = jumlahelektron

• Nomor atom unsur = jumlah proton dalam inti

• Berat atom = jumlah proton dan netron

Jumlah dan Susunan Elektronmerupakan kunci bagaimana atom tertentu bereaksi dengan

atom lain membentuk molekul

Perhatian ditujukan pada susunan elektron unsur ringan, karena unsur-unsur tersebut yang paling penting dalam kimia organik

• Elektron terpusat di kawasantertentudi ruang sekitar inti yang dinamakan orbital

• Setiap orbital dapat menampungmaksimal 2 elektron

• Orbital ditandai dengan huruf s, p, d, f dan dikelompokkan dalam kulityang diberi nomor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

• Setiap kulit mengandung jenis danjumlah orbital berbeda

• Elektron valensi adalah elektronpada kulit terluar (sesuai nomorgolongan dalam susunan berkala)

• Unsur dengan kulit terisi penuh/ setengah penuh hampir tidakberperan dalam reaksi kimia

ELEKTRON VALENSIyang terutama terlibat dalam ikatan kimia



Pengikatan Ionik dan Kovalen(Senyawa Ionik)

• Senyawa ionik tersusun atas kation yang bermuatan positif dan anion yang bermuatan negatif

• Elektropositif � cenderung memberikan elektron � bermuatan positif(umumnya logam)

• Elektronegatif� cenderung menerima elektron � bermuatan negatif(umumnya nonlogam)



• Ion-ion dalam kristal zat ioniksaling berpegangan melalui gayatarik-menarik di muatan yang berlawanan.

• Ikatan ionik bukan ikatan yang sebenarnya.

• Dalam kristal, ion-ion terkemasdalam susunan tertentu

• Bila dilarutkan, semua ion akanterpisah dan mampu bergerakbebas dalam larutan

Pengikatan Ionik dan Kovalen(Ikatan Kovalen)

• Unsur yang bukan elektronegatif kuat maupun elektropositif kuat, ataumemiliki elektronegativitas serupa, cenderung membentuk ikatan dengancara pemakaian bersama pasangan elektron.

• Ikatan kovalen melibatkan pemakaian bersama satu atau lebih pasanganelektron di antara atom-atomnya.

• Molekul terdiri atas dua atau lebih atom yang terhubung oleh ikatankovalen

• Bila kedua atom identik (elektronegativitas sama), maka pasanganelektron digunakan secara merata, contohnya molekul hidrogen



• Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk

memutus satu mol ikatan kovalen. Besarnya tergantung jenisikatan yang diputuskan

• Panjang ikatan adalah jarak rata-rata di antara dua atom

yang berikatan kovalen

Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutus satu mol ikatan kovalen. Besarnya tergantung jenis ikatan yang diputuskan



Panjang ikatan adalah jarak rata-rata di antara dua atom yang berikatan kovalen

Karbon dan Ikatan Kovalen

• Karbon tidak bersifat elektropositif kuat maupun elektronegatif kuat

• Misalnya : ikatan kovalen karbon dan hidrogen, karbon dan klorin



Ikatan Tunggal Karbon-Karbon

• Sifat unik atom karbon memungkinkan keberadaan jutaan senyawaorganik

• Karbon mempunyai kemampuan untuk berbagi elektron dengan unsuryang berbeda dan dengan atom karbon sendiri

• Ikatan karbon-karbon pada etana adalah ikatan kovalen murni, yang dapatdiputuskan dengan sejumlah kalor menghasilkan 2 fragmen CH3 (radikalmetil)

• Radikal adalah fragmen molekul dengan elektron tak berpasangan yang jumlahnya ganjil

• Ikatan karbon-karbon dalam etana lebih panjang (1,54Å) daripada ikatanhidrogen-hidrogen (0,74Å) dan juga lebih lemah

• Pemutusan ikatan karbon-karbon oleh kalor merupakan langkah pertamadalam pengertakan (cracking) minyak bumi, yaitu proses penting dalampembuatan bensin

• Katenasi adalah kemampuan unsur untuk membentuk rantai dengan atom sejenisnya melalui ikatan kovalen



Ikatan Kovalen Polar

• Ikatan kovalen polar ialah ikatan kovalen yang pasangan elektronnya tidakterbagi rata di antara kedua atomnya

• Ikatan kovalen polar terjadi antara dua atom yang mempunyaielektronegativitas berbeda sehingga atom-atom yang berikatan membawamuatan negatif parsial dan muatan positif parsial

• Pasangan elektron yang digunakan bersama lebih tertarik ke arah atom

yang elektronegativitasnya lebih besar (klorin), sehingga klorin sedikitbermuatan negatif dibandingkan hidrogen

• Arah panah ke atom yang bermuatan negatif parsial, sedangkan ekornyadiberi tanda plus (+)

• Untuk menentukan muatan parsial ujung ikatan kovalen polar digunakanbantuan tabel berkala

Karbon dan hidrogenmemiliki elektronegativitas

hampir identik,

sehingga ikatan C-H nyariskovalen murni



Ikatan Kovalen Majemuk

• Untuk melengkapi kulit valensinya, atom kadang-kadang dapat berbagi lebih darisepasang elektronnya.

• Pada ikatan rangkap, dua pasang elektron digunakan bersama antara dua atom

• Pada ikatan rangkap tiga, tiga pasang elektron digunakan bersama antara dua atom

• Bulatan pada struktur berikut menunjukkan bahwa setiap atom memiliki kulit valensi

penuh yaitu 8 elektron

• Atom karbon dapat dihubungkan satu dengan yang lain melalui ikatan tunggal, rangkapdua dan rangkap tiga.

• Ketiganya memiliki reaktivitas kimia berbeda sebagai akibat dari perbedaan jenis ikatanantara atom-atom karbonnya.



Valensi

Banyaknya ikatan yang dapat dibentuk oleh atom dari suatu unsur

Isomerisme

• Rumus molekul menunjukkan banyaknya jenis atom yang ada

• Rumus struktur menyatakan bagaimana susunan atom-atom tersebut

• Isomer-isomer adalah beberapa molekul dengan dengan jumlah dan jenisatom yang sama tetapi berbeda susunan atomnya

• Isomer struktural mempunyai rumus molekul yang sama tetapi berbedarumus strukturnya

• Umumnya, isomer struktural merupakan senyawa yang berbeda. Perbedaansifat kimia dan fisiknya sebagai akibat perbedaan struktur molekulnya



Penulisan Rumus Struktur

Rumus Struktur Singkat



Muatan Formal• Dalam beberapa senyawa satu atau lebih atomnya dapat bermuatan, baik positif

maupun negatif.

• Muatan ini mempengaruhi reaksi kimia molekul tersebut, sehingga kita perlumengetahui di manakah muatan tersebut terlokalisasi



Resonansi• Kadang-kadang sepasang elektron

terlibat dengan lebih dari dua atom dalam proses pembentukan ikatan.

• Resonansi ialah dua atau lebihstruktur dengan susunan atom identiktetapi berbeda susunan elektronnya

• Misalnya : ion karbonat. Panjangikatan C dan O sebenarnya beradaantara panjang ikatan C-O dan C=O



Makna Panah• Panah lengkung menunjukkan gerakan sepasang elektron dalam struktur

resonansi dan dalam reaksi.

• Panah lengkung dengan setengah mata panah dinamakan mata kail, yang digunakan untuk menyatakan gerakan satu elektron.

• Panah lurus mengarah dari reaktan ke produk dalam persamaan reaksi kimia.

• Panah lurus dengan mata separuh dan digunakan berpasangan untukmenyatakan reaksi reversibel

• Panah lurus bermata dua di antara dua struktur menyatakan struktur resonansi



Pengikatan dari Sudut Pandang Orbital; Ikatan Sigma

• Orbital molekul ialah ruang yang ditempati oleh elektron dalam satu molekul.

• Dalam pengikatan, orbital atom akanbertumpang tindih

• Setiap orbital mengandung maksimal 2 elektron

• Orbital sigma (σ) terletak disepanjang sumbu di antara duaatom yang berikatan

• Sepasang elektron dalam satuorbital sigma disebut ikatan sigma

• Dua orbital p yang berjajar dapatmembentuk ikatan π

Orbital Hibrid sp3 Karbon• Atom karbon dapat membentuk ikatan menggunakan 4 elektron valensi

yang mengadung 4 orbital hibrid sp3



Karbon Tetrahedral; Pengikatan dalam Metana

• Molekul metana, CH4, terbentuk melalui tumpang tindih keempat orbital sp3

karbon dengan orbital 1s dari empat atom hidrogen• Molekul yang dihasilkan memiliki geometri membentuk tetraheron beraturan

dan mengandung 4 ikatan sigma sp3-s• Sudut ikatan H-C-H yang terbentuk besarnya 109,50

Dalam struktur 3D, garis padat terletak pada bidak kertas, pasak

bergaris menjauhi bidang kertas, pasak padat mengarah ke depanbidang kertas

Penggolongan Menurut Kerangka Molekul

• Rantai lurus dan bercabang

Senyawa Asiklik

• Mengandung cincin dari sejumlah atom karbon

Senyawa Karbosiklik

• Mengandung cincin yang terdiri dari campuranatom karbon dengan atom lain, seperti O, N dan S

Senyawa Heterosiklik



Penggolongan Menurut Gugus Fungsi

• Gugus fungsi ialah gugus atom yang memiliki sifat kimia tertentu, apapunkerangka molekul yang dilekatinya.

• Dalam kebanyakan reaksi organik, beberapa perubahan kimia terjadi pada

gugus fungsi, tetapi sisa molekulnya tetap seperti struktur aslinya.



TUGAS MANDIRI :

1. Kerjakan soal 1.31-1.60 dalam buku Hart-Suminar Edisi ke-11 (waktu : 1 minggu)

2. Pelajari software Chemdraw Pro yang terdapat dalam Chemoffice untuk menggambarkan dan mempelajari struktur kimia suatu bahan.