KIMIA ORGANIK FISIK

Pertemuan 4

Efek Induksi

Efek Induksi adalah tarikan kerapatan elektron melalui obligasi disebabkan oleh perbedaan elektronegativitas dalam atom. Sifat induksi terjadi karena adanya perbedaan keelektronegatifan. Gejala elektrostatik diteruskan melalui rantai karbon. Efek induksi itu dapat dinyatakan dengan I+ dan I- dimana I+ sebagai pendorong  yang nanti akan melepaskan elektron sedangkan I- sebagai penarik yang akan menerima elektron. Gugus pendorong electron (Gugus alkil yang terikat pada gugus fungsi senyawa organik), dimana semakin besar alkil yang terikat pada gugus fungsi akan mengakibatkan factor +I semakin besar. + I  menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk mendorong/menolak elektron lebih kuat dari atom H. -I  menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk  menarik elektron lebih kuat dari atom H. Efek induksi bekerja melalui ruang dan ikatan sigma. Makin jauh letak gugus/atom yang memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap polarisai ikatan.

Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan electron yang membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi secara merata di antara kedua atom. Electron memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kearah atom yang lebih elektronegatif dari keduanya.

Berikut ini urutan reaktifitas  induksi –I (penarik electron):

            -Cl > -Br > -I > -OCH3 > -OH > -C6H5 > -CH+CH2 > -H

            Sifat induksi yang dimiliki sernyawa tersebut mempengaruhi reaktivitas molekul senyawa organic tersebut. Berikut efek induksi  dari beberapa gugus  yang terikat pada gugus fungsi senyawa organik :

Tabel 1. Efek induksi beberapa gugus

Contoh: senyawa asam karboksilat akan mempengaruhi sifat keasaman senyawa asam karboksilat dan pada senyawa alkil halide akan mempengaruhi gugus lepas pada reaksi substitusi dan eliminasi sedangkan senyawa karbonil akan mempengaruhi jalannya reaksi adisi nukleofil, dan sebagainya. Senyawa asam karboksilat seperti asam asetat dengan asam ά-kloro asetat, sifat keasaman ke dua senyawa akan berbeda. Gugus metil CH3 pada asam asetat bersifat +I (pendorong electron) sehingga atom C pada gugus karboksilat lebih bermuatan positif yang menyebabkan sulit lepas daripada  asam ά-kloro asetat dan menjadi keasamannya akan berkurang (Ka kecil) tetapi pKa besar. Sedangkan gugus Cl pada posisi ά pada asam ά-kloro asetat bersifat sebagai –I (penarik electron) yang menyebabkan pada gugus karboksilat kurang bermuatan positif sehingga H+ dari asam asetat mudah lepas maka keasaman akan bertambah (Ka besar) dan pKa kecil.

Asam metanoat lebih asam dari asam etanoat karena  pada asam etanoat terdapat gugus metil yang mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma  (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif makin negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih lemah. Gugus CH3  mempunyai efek induksi mendorong elektron, diberi simbol +I.

Asam α-monoflouroetanoat lebih asam dari asam metanoat karena pada  asam α-monoflouroetanooat terdapat gugus F yang mempunyai kemampuan menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma sehingga atom O menjadi relatif makin positif, akibatnya atom H makin mudah lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih kuat. Gugus F mempunyai efek induksi menarik elektron diberi simbol -I

            Untuk senyawa asam karboksilat yang mempunyai sifat induksi +I (pendorong electron) yang semakin besar maka sifat keasaman senyawa akan berkurang, sedangkan untuk senyawa asam karboksilat yang mempunyai sifat induksi -I (penarik electron) yang semakin besar maka sifat keasaman senyawa akan bertambah. Semakin jauh gugus penarik electron maka sifat keasaman senyawa asam karboksilat akan berkurang.

            Tabel 2. Harga pKa beberapa senyawa asam karboksilat: 

Sumber :

http://aura28.blogspot.co.id/2012/10/efek-induksi-dan-mesomeri.html

https://www.scribd.com/doc/146670056/resonansi-efek-induksi

http://kampungilmu-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-116245-Kimia%20Organik-SIFAT%20INTRAMOLEKULAR.html

ratnaningsih.staf.upi.edu/files/2011/08/LEC-2efek-induksi.pptx

KIMIA ORGANIK FISIK

PERTEMUAN 3

Gugus Fungsi

Gugus fungsi adalah sekelompok gugus yang khusus pada atom didalam molekul yang berperan memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Sifat khusus pada senyawa karbon diakibatkan adanya atom atau gugus atom yang menentukan karakteristik senyawa tersebut. Gugus fungsi ini bersifat aktif. Ketika senyawa karbon direaksikan dengan zat lain maka gugus fungsinya yang akan mengalami perubahan.

Berdasarkan keberadaan gugus fungsi dari senyawa-senyawa karbon yang mulanya sangat banyak bisa dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok tertentu. Gugus fungsi ini membedakan suatu kelompok senyawa karbon dengan kelompok senyawa karbon lainnya. 

1.   Haloalkana (alkil halida)

Haloalkana merupakan gugus fungsi yang terdiri dari senyawa halogen dan alkana.

Rumus Umum :  R-X

Rumus Molekul :  CnH2n+1-X

Gugus Fungsi : -X ( X= halogen = F, Cl, Br, I )

Apabila alkana direaksikan dengan halogen akan terjadi halogenasi menghasilkan haloalkana atau juga dikenal dengan sebutan alkil halogenida. Berikut reaksinya:

R–H + X2 → R–X + HX

Contohnya :

CH3-Cl (Kloro-metana) Metil-klorida

CH2-Cl2 (Dikloro-metana) Metilen klorida

CH-Cl3 (Trikloro-metana) Kloroform

CCl4 (Tetrakloro-metana) Carbon tetraklorida

2.   Alkanol (Alkil Alkohol)

Alkanol (alkohol) adalah gugus fungsi yang salah satu atom H dalam senyawa alkana diganti oleh gugus –OH.

Rumus Umum : R – OH

Rumus molekul : CnH2n+1 - OH

Gugus Fungsi : -OH ( gugus hidroksil )

Contohnya :

CH3-OH (metanol) metil alkohol,

CH3-CH2-OH (etanol) etil alkohol,

CH3-CH2-CH2-OH (1-propanol) n-propil alkohol.

Alkohol yang memiliki satu gugus –OH disebut monoalkohol dan jika memiliki lebih dari satu gugus –OH maka disebut polialkohol.

3.   Eter (Alkoksi Alkana)

Alkoksi alkana adalah Gugus yang memiliki rumus umum R–O–R’. nama IUPAC untuk gugus fungsi senyawa karbon ini. Sedangkan sebutan eter adalah nama trivialnya.

Rumus Umum : R - O - R

Rumus Molekul : CnH2n+2O

Gugus Fungsi : -O- ( gugus oksi )

Contohnya :

CH3-O- CH3 (metoksi metana) dimetil-eter

CH3-O- CH2-CH3 (metoksi etana) etil-metil-eter

CH3-O-CH2-CH2-CH3 (1-metoksi propana) metil-propil-eter

4.   Alkanal (Aldehida)

Alkanal atau aldehid merupakan gugus senyawa karbon yang memiliki COH pada ujung rantai atom C.

Rumus Umum : R-COH atau R-CHO H

Rumus Molekul : CnH2nO

Contohnya :

H-CHO (metanal) formaldehid

CH3-CHO (etanal) asetaldehid

CH3-CH2-CHO (propanal) propionaldehid

CH3-CH2-CH2-CHO (butanal) butiraldehid

Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi alkohol primer dengan menggunakan senyawa KMnO4 atau K2Cr2O7.

5.   Alkanon (Keton)

alkanon atau keton dibuat melalui reaksi oksidasi alkohol sekunder.

Rumus Umum :  R-CO-R

Rumus Molekul :  CnH2nO

Contohnya :

CH3-CO-CH3 (propanon)

CH3-CO-CH2-CH3 (butanon)

CH3-CO-CH2-CH2-CH3 (2-pentanon)

CH3-CH2-CO-CH2-CH3 (3-pentanon)

6.   Asam Alkanoat (Asam Karboksilat)

Asam alkanoat atau asam karboksilat adalah senyawa yang mempunyai gugus fungsi -COOH.

Rumus Umum : R-COOH

Rumus Molekul : CnH2nO2

Contohnya :

H-COOH (asam metanoat) asam format

CH3-COOH (asam etanoat) asam asetat / asam cuka

CH3-CH2-COOH (asam propanoat) asam propionat

CH3-CH2-CH2-COOH (asam butanoat) asam butirat

7.   Alkil alkanoat (Ester)

Alkil alkanoat atau Ester adalah Sebuah senyawa karbon yang mengikat gugus fungsi –COOR.

Rumus Umum :  R-COO-R1

Rumus Molekul : CnH2nO2

Contohnya :

H-COO-CH3 (metil-metanoat) metil-formiat

CH3-COO-CH3 (metil-etanoat) metil-asetat

H-COO-CH2-CH3 (etil-metanoat) etil-formiat

CH3-COO-CH2-CH3 (etil-etanoat) etil-asetat

H-COO-CH2-CH2-CH3 (propil-metanoat) propil-formiat

CH3-COO-CH2-CH2-CH3 (propil-etanoat) propil-asetat

Ester dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dengan alkohol dibantu katalis asam sulfat.

Berikut tabel gugus fungsi : 

SUMBER :

https://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_fungsional

http://rumushitung.com/2016/01/01/gugus-fungsi-senyawa-karbon/

https://kimia08.files.wordpress.com/2012/05/bab-1-gugus-fungsi.pdf

KIMIA ORGANIK FISIK

PERTEMUAN 2

Regangan Ruang

Regangan ruang merupakan untuk mengukur besarnya suatu regangan pada struktur senyawa kimia yang berbentuk siklik. Regangan ruang juga berguna untuk menentukan dalam bentuk struktur mana senyawa tersebut stabil dengan melakukan konformasi kembali. Bentuk konformasi dipengaruhi oleh ikatan C-H ataupun C-C sehingga didapatkan sudut yang berbeda-beda.

Pada sikloalkana merupakan senyawa cincin tertutup (alisiklik) dan mempunyai ikatan tunggal (jenuh) dengan rumus umum C_nH_2n. Dimana n jumlah atom C. Teori regangan Baeyer” (Baeyer’s strain theory) merupakan asal mula yang menjelaskan kestabilan (ketidakreaktifan) sikloalkana. Menurut teori regangan baeyer senyawa siklik seperti halnya sikloalkana membentuk cincin datar. Bila sudut-sudut ikatan dalam senyawa siklik menyimpang dari sudut ikatan tetrahedral (109,5°) sehingga terjadinya molekulnya regangan. Besar regangan dipengaruhi seberapa besar penyimpangannya terhadap sudut ikatan tetrahedral dan mengakibatkan molekul makin reaktif.

Semua cincin – cincin datar mengalami kekangan karena sudut ikatan menyimpang dari 109,5° terkecuali siklopentena yang hampir mendekati 109,5° sehingga cincin datar yang menyimpang tersebut dapat terputus yang membuat reaktivitas meningkat dan sudut sangat menyimpang dari tetrahedral.

Dalam mengurangi ketidakstabilan tersebut maka adanya konformasi seperti konformasi kursi, perahu dan lain-lainnya. Berikut gambaran konformasi kursi dan perahu :

  

Pada siklopentana konformasinya menyebabkan atom karbon kelima membentuk ikatan bengkok dan keempat karbon dalam satun bidang. Sedangkan sikloheksana semua ikatan C-C-C mempunyai sudut 109,50. Contoh konformasi sikloheksana yaitu konformasi kursi, adanya dua macam ikatan C-H yaitu enam ikatan C-H aksial dan enam pula ikatan ekuiterial. Kemudian konformasi perahu pada sikloheksana jika satu atom H digantikan dengan –CH₃ atau yang lainnya. Tetapi konformasi yang stabil jika posisi –CH₃ pada ekuatorial.

Aksial merupakan tegak lurus bidang yang rata dengan cincin sedangkan ekuatorial merupakan sejajar bidang yang rata dengan cincin. Berikut gambarannya :

 

Permasalahan :

1.    Jika C-C, C=C, dan C≡C manakah yang paling stabil?

2.    Bagaimana jika senyawa hidrokarbon yang nonsiklik? Contohnya?

mohon penjelasannya teman-teman.

Sumber :

http://berkhidmahtholabulilmi.blogspot.co.id/2014/05/v-behaviorurldefaultvmlo.html

http://ardianfazri.blogspot.co.id/2014/01/ujian-akhir-semester-kimia-organik-fisik.html

http://rsa1c115013vinigentari.blogspot.co.id/2016/10/tugasterstruktur-3-penjelasankenapa.html

KIMIA ORGANIK FISIK

PERTEMUAN 1

Konsep - konsep yang harus dipelajari untuk kimia organik yaitu :

1.    Resosansi

Resonansi merupakan suatu senyawa yang memiliki struktur yang sama tetapi dengan konfigurasi elektron yang berbeda. Tanda panah untuk resonansi ↔.

2.    Gaya van deer waals

Gaya van der Waals merupakan suatu gaya antarmolekul yang paling lemah dan terdiri dari gaya dipol-dipol dan gaya dispersi. Gaya dipol-dipol ini terjadi karena gaya tarik menarik antarmolekul polar tetapi berbeda dengan gaya dispersi yang merupakan gaya tarik menarik antar molekul atau atom akibat terjadinya gerakan elektron.

3.    Polarizabilitas/momen dipol

Polarizabilitas/momen dipol merupakan jumlah vektor dari momen ikatan dan juga momen pasangan elektron bebas didalam suatu molekul dengan molekul bersifat polar jika memiliki µ>0 atau µ≠0 dan sebaliknya molekul bersifat nonpolar jika memiliki µ=0. 

4.    Gugus fungsi

Gugus fungsi adalah atom atau sekelompok atom yang sangat menentukan sifat dari senyawa tersebut. Seperti : –OH (Alkohol), –O– (Eter), –C–H atau –CHO (Aldehida), –CO– (Keton), –COOH (Asam karboksilat), –COOR (Ester), dan –X (Halogen).

5.    Efek induksi

Efek induksi itu dapat dinyatakan dengan I⁺ dan I^- dimana I⁺ sebagai pendorong  yang nanti akan melepaskan elektron sedangkan I^- sebagai penarik yang akan menerima elektron.

6.    Tautomeri

Tautomeri merupakan suatu perpindahan atom di dalam satu molekul kemudian menjadi suatu isomer. Sedangakan tautomerisasi adalah senyawa oraganik yang dapat melakukan reaksi antarubahan.

7.    Elektronegativitas

Elektronegativitas merupakan cara mengukur tingkat kekuatan suatu atom menarik elektron dalam suatu ikatan. Atom dengan elektronegativitas yang tinggi menarik elektron dengan kuat, Sedangkan atom dengan elektronegativitas yang rendah menarik elektron dengan lemah. Perlu diingat pada tabel periodik dari kiri kekanan elektronegetivitas atomnya tinggi dan dari bawah keatas elektronegativitas juga semakin tinggi.

8.    Hiperkonjugasi

Hiperkonjugasi merupakan perubahan suatu ikatan C-H menjadi ikatan C=C ataupun C≡C oleh Hα yang dapat meningkatakan kestabilan molekul karena semakin banyak Hα pada molekul maka semakin stabil.

9.    Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah gaya tarik menarik yang lemah antara atom elektronegatif yang terikat dengan atom elektronegatif lain. 

10.  Regangan ruang

Sumber :

http://ilmualam.net/pengertian-gaya-van-der-waals.html

http://gigihkurniawan.blogspot.co.id/2013/11/Resonansi-Konjugasi-Hiperkonjugasi.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_polar_molekul_anorganik

https://id.wikipedia.org/wiki/Tautomer