Pertemuan 1 By Retno Ringgani, S.T., M.Eng KIMIA ORGANIK BAB 1 Ikatan Kimia dan Struktur Kimia Pertemuan 1 By Retno Ringgani, S.T., M.Eng

Deskripsi Bab pertama ini membahas tentang ikatan kimia, struktur molekul dan bentuk molekul senyawa organik dan kaitannya dengan sifat-sifat fisikanya, dengan menggunakan dasar konfigurasi elektron dan struktur Lewis.

Tujuan Instruksional Khusus Setelah membaca bab I ini, mahasiswa mampu menjelaskan ikatan kimia, struktur molekul dan bentuk molekul senyawa organik dan kaitannya dengan sifat fisikanya

2.1 Konfigurasi Elektron dan Struktur Unsur-unsur penting dalam kimia organik adalah karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan nomor atom masing-masing adalah 6,1,8 dan 7. Tiap kulit elektron suatu atom dibagi menjadi orbital atom. Orbital atom adalah bagian dari ruang dimana kebolehjadian ditemukannya elektron dengan tingkat energi tertentu tinggi (90-95%).

Bentuk orbital s dan p, inti berada pada sumbu koordinat

Suatu pemerian mengenai struktur elektron dari atom disebut konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron untuk atom H adalah 1s1, yang berarti satu elektron dalam orbital 1s. Konfigurasi elektron atom C adalah n= 2 n= 1

Latihan Tuliskan konfigurasi elektron atom 8O dan 7N.

2.2 Pengantar ke Ikatan Kimia Teori G.N. Lewis dan W. Kossel (1916) : Ikatan ion dihasilkan dari perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain Ikatan kovalen dihasilkan oleh penggunaan bersama sepasang elektron oleh dua atom. Atom memindahkan atau membuat pasangan elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia (oktet).

contoh Ikatan ion: pembentukan molekul NaCl dari atom Na dan Cl

Ikatan tunggal : penggunaan bersama sepasang elektron Ikatan rangkap: penggunaan bersama 2 pasang elektron Ikatan ganda 3: penggunaan bersama 3 pasang elektron

2.2.1 Keelektronegatifan Keelektronegatifan adalah ukuran kemampuan atom untuk menarik elektron luarnya atau elektron valensi. Keelektronegatifan dipengaruhi oleh jumlah proton dalam inti dan jumlah kulit yang mengandung elektron. Ukuran keelektronegatifan dinyatakan dalam skala numerik yaitu Skala Pauling. Unsur yang memiliki keelektronegatifan sangat rendah (misal: Li) disebut unsur elektropositif; sedangkan yang memiliki keelektronegatifan sangat tinggi disebut unsur elektronegatif (misal: Cl).

Tabel Keelektronegatifan beberapa atom (skala Pauling)

2.2.2 Banyaknya Ikatan Kovalen Banyaknya ikatan kovalen yang dibentuk oleh sebuah atom tergantung pada banyaknya elektron tambahan yang diperlukan. Misal : Atom netral hidrogen memerlukan satu elektron lagi untuk mencapai konfigurasi elektron helium, oleh karena itu hidrogen membentuk satu ikatan kovalen. Atom netral klor memiliki 7 elektron pada kulit terluarnya, maka memerlukan satu elektron untuk mencapai konfigurasi argon; oleh karenanya atom klor membentuk 1 ikatan kovalen. Karbon netral memiliki 4 elektron valensi, sehingga memerlukan 4 elektron untuk mencapai konfigurasi neon; maka karbon membentuk 4 ikatan kovalen.

Contoh soal Tulislah struktur Lewis untuk H2O dan klorometana (CH3Cl) Penyelesaian Tentukan jumlah elektron valensi setiap atom: H = 1, C = 4, O = 6, Cl = 7 Gambarkan kerangka molekul, dengan mengingat bahwa H dan Cl hanya membentuk 1 ikatan kovalen, O membentuk 2 dan C membentuk 4.

Soal Latihan 1.2. Gambarkan struktur titik elektron (struktur Lewis) untuk CO2, C2HF dan CCl2F2.

2.3 Muatan Formal Dalam beberapa senyawa, satu atau lebih atomnya dapat bermuatan positif maupun negatif. Karena muatan ini mempengaruhi reaksi kimia molekul tersebut, perlu diketahui dimana lokasi muatannya. Sebagai contoh ion hidronium, (H3O+),yaitu produk reaksi satu molekul air dengan satu proton.

Muatan Formal beberapa Atom dan Ion

Contoh soal Pada atom mana terdapat muatan formal dalam ion hidroksida (OH-)? Penyelesaian :

Soal Latihan Hitung muatan formal pada setiap atom dalam senyawa berikut ini : amonia (NH3) ion amonium (NH4)+ ion nitronium (NO2)+

2.4 Rumus dalam Kimia Organik Rumus struktur menunjukkan struktur dari molekul. Rumus Lewis adalah salah satu jenis rumus struktur, dimana setiap pasangan elektron yang dibagi digambarkan dengan suatu garis. Bila pasangan elektron valensi menyendiri (pasangan elektron bebas juga ditunjukkan, rumus demikian disebut rumus struktur lengkap).

Rumus struktur termampatkan: ikatan tidak ditunjukkan atom yang sama jenisnya yang terikat pada atom yang sama digabungkan menjadi satu.

Bila molekul mempunyai dua atau lebih gugus atom yang identik, digunakan tanda kurung untuk gugus atom yang mengulang.

Ikatan rangkap atau ganda tiga digunakan dalam rumus struktur termampatkan.

Struktur tersingkat adalah penggunaan garis yang menyatakan kerangka karbon.

Soal Latihan

2.5 Pemutusan (disosiasi) Ikatan Ada dua cara agar ikatan terdisosiasi yaitu Pemutusan heterolitik. yaitu apabila kedua elektron dipertahankan pada satu atom. Hasilnya adalah sepasang ion Pemutusan homolitik. yaitu jika tiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron. Hasilnya adalah radikal bebas.

Pemutusan Heterolitik

Pemutusan homolitik

2.6 Molekul Polar dan Non Polar Atom dengan bilangan keelektronegatifan yang sama atau hampir sama, bila bergabung membentuk molekul kedua atom mempunyai tarikan yang sama atau hampir sama terhadap elektron ikatan. Jenis ikatan kovalen ini disebut ikatan kovalen non polar.

Distribusi elektron dalam ikatan polar dilambangkan dengan muatan parsial positif (+) dan negatif (-) atau dengan panah bersilang ( ) yang mengarah dari ujung yang parial positif ke ujung yang parsial negatif.

Momen Ikatan Momen Ikatan (satuan Debye (D)) merupakan ukuran kepolaran ikatan, dihitung dari muatan, e (satuan elektrostatik) x jarak antara muatan (d) (dalam Ao).

Momen ikatan beberapa ikatan kovalen

Momen Dipol Momen dipol () adalah jumlah vektor momen ikatan dalam molekul. Penjumlahan vektor bergantung pada besar dan arah momen ikatan. Momen dipol merupakan ukuran kepolaran molekul.

Tabel Momen Dipol Beberapa Senyawa

Soal latihan Gunakan panah bersilang dan muatan parsial untuk menunjukkan arah momen ikatan senyawa berikut:

2.7 Gaya Tarik Antar Molekul 27.1 Interaksi dipol-dipol Molekul saling tarik menarik antar muatan yang berlainan dan tolak menolak antar muatan yang sama; tarik menarik dan tolak menolak ini akibat adanya antaraksi dipol. Molekul non polar saling ditarik oleh interaksi dipol-dipol lemah yang disebut gaya London.

Molekul non polar dapat saling menginduksi

Contoh : molekul n-pentana dan neopentana