TINJAUAAN ULANG MENGENAI ATOM DAN MOLEKUL DALAM KIMIA ORGANIK

TINJAUAAN ULANG MENGENAI ATOM DAN MOLEKUL DALAM KIMIA ORGANIK

A.      Srtuktur elektron dari atom

Unsure-unsur yang paling penting dalam kimia karbon adalah karbon, hydrogen,oksigen dan nitrogen.  Keempat unsure ini ada dikedua periode pertama susunan berkala dan elektronnya terdapat dalam dua kulit elektron yang terdekat ke inti. Penentuan mengenai struktur elektron  dari atom akan berpusat pada unsure-unsur dengan elektron yang berada dalam dua kulit elektron.Selain itu keeempat unsure tersebut ada unsure lain yakni sulfur, fosfor, dan golongan halogen juga memiliki peran yang penting dalam kimia karbon.  Elektron yang dekat dengan ke inti lebih tertarik oleh proton dalam inti dari pada elektron yang lebih jauh kedudukannya. Karena itu semakin dekat elektron terhadap inti maka semakin rendah energinya begitupun sebaliknya.

B.      Jari-jari atom dan keelektronegatifan

·       Jari-jari atom

Jari-jari atom merupakan jarak dari pusat inti ke elektron paling luar. Jari-jari atom ditemukan dengan mengukur panjang ikatan atau jarak antar inti dalam senyawa karbon, Jari –jari atom sering disebut jari-jari kovalen. Jari-jari atom berubah – ubah bergantung pada besarnya tarikan antara inti dan elektronnya. Makin besar tarikan  maka akan makin kecil jari-jari atomnya. Hal ini dipengaruhi oleh jumlah proton dalam inti dan jumlah kulit yang mengandung elektron.

Dalam kimia organik, atom saling berikatan satu dengan yang lain dalam kedekatan yang dekat oleh ikatan kovalen. Konsep jari-jari atom akan berguna dalam memperkirakan tarikan dan tolakan antara atom dan dalam membahas kekuatan ikatan kovalen.

·         Keelektronegatifan

Kelektronegatifan merupakan ukuran kemampuan atom untuk menarik elektron luarnya atau elektron valensi. Hal ini dikarenakan  elektron luar dari atom yang digunakan untuk ikatan , maka keelektronegatifan berguna dalam  meramalkan dan menerangkan kereaktifan kimia. Kelektronegatifan ini dipengaruhi oleh jumlah proton dalam inti dan jumlah kulit yang mengandung elektron. Makin besar jumlah proton berarti makin besar muatan inti positif, dan dengan demikian tarikan untuk elektron ikatan bertambah. Skala numeric dari keelektronegativan disebut dengan skala pauling. Skala ini diturunkan dari perhitungan energy-ikatan untuk berbagai unsure yang terikat oleh ikatan kovalen. Dalam skala pauling, flour, unsure yang paling elektronegatif mempunyai nilai  4. Litium keelektronegatifannya rendah mempunyai  elektronegatif 1. Sedangkan karbon memiliki keelektronegatifan menengah 2,5.

C.      Panjang ikatan dan sudut ikatan

Jarak pemisah inti dari dua atom yang terikat kovalen disebut dengan panjang ikatan. Panjang ikatan kovalen yang dapat ditentukan secara eksperimental, mempunyai selang harga dari 0,74Å

Sampai 2 Å. Bila ada lebih dari dua atom dalam molekul , ikatan membentuk sudut , yang disebut sudut ikatan . sudut ikatan bervariasi dari kira-kira 60⁰ sampai 180⁰

                    

                 O                             panjang ikatan 0,96Å

        H                 H

                        Sudut ikatan 104,5˚ (Fessenden & Fessenden.2005 :1-37)

Kebanyakan struktur organic mengandung lebih dari tiga atom  dan lebih bersifat berdimensi tiga dari pada berdimensi dua. Rumus struktur yang terdahulu untuk aminiak (NH₃) menggambarkan satu teknik  untuk menyatakan suatu struktur  dimensi tiga.

D.      Energy disosiasi ikatan.

Bila atom saling terikat membentuk molekul , energy dilepaskan (biasanya sebagai kalor atau cahaya). Jadu untuk molekul agar terdiosiasi menjadi atom-atomnya, harus diberikan  energy. Ada dua cara agar ikatan dapat terdiosisasi. Satu cara adalah karena pemaksapisahan heterolitik (Heterolytic Cleavage)( yunani hetero, “berbeda”) dimana kedua elektron ikatan dipertahankan pada satu atom. Hasil dari pembelahan heterolik adalah sepasang ion. Proses lain yang memungkinkan suatu ikatan terdisosiasi adalah pemaksa pisahan homolitik(Yunani, homo, “sama”). Dalam hal ini setiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron dari pasangan yang saling dibagi yang asli. Yang dihasilkan adalah atom yang secara listrik netral atau gugus atom.  Pemaksapisahan  homolitik menghasilkan atom atau gugus atom yang mempunyai elektron yang berpasangan. Atom seperti H⁺  atau gugus atom seperti H₃C yang mengandung elektron tak berpasangan  disebut radikal bebas. Radikal bebas biasanya netral secara listrik karena itu tak ada tarikan elektrostatik antara radikal bebas seperti ion. Energy disosiasi ikatan memungkinkan ahli kimia untuk menghitung kesetabilan relative dari senyawa dan meramaikan (sampai tariff tertentu) sebab-sebab reaksi kimia. Misalnya suatu reaksi yang akan dibahas kemudian dalam teks ini adalah khlorinasi metana CH₄  :

CH₄  + Cl_{2        ®}    CH₃Cl  + HCl

E.       Konsep asam dan basa dalam kimia organik

               Asam Bronsted-Lowry adalah zat yang dapat memberi H⁺ ; basa Bronsted-Lowry adalah zay yang dapat menerima H⁺. Kekuatan asam atau basa masing-masing dilaporkan sebagai Ka atau Kb. Asam yang lebih kuat mempunya nilai Ka yang lebih besar; basa yang lebih kuat mempunya Kb yang lebih besar.

            Basa konjugat dari asam kuat adalah basa lemah sedangkan basa konjugat dari asam yang sangat lemah adalah basa kuat. Dalam persamaan berikut, dalam berkurangnya kuat asam HA bertambah kuat basa

H           A                                         H⁺          +     A^-

Asam konjugat dari A                         basa konjugat dari HA

                Suatu asam Lewis ialah zat yang dapat menerima sepasang elektron, sedangkan basa Lewis ialah zat yang dapat menyumbangkan sepasang elektron.

                                                                                           H

CH₃N̈H₂                       +     H⁺                                                CH₃NH₂

 (Fessenden & Fessenden.2005:1-37)