Penentuan Tipe Struktur Yang Dimiliki Oleh Suatu Zat

Halaman ini menjelaskan bagaimana cara kamu menentukan struktur yang dimiliki oleh suatu zat melalui tinjauan sifat fisiknya. Penentuan ini dimulai dengan tinjauan yang sederhana pada padatan, cairan dan gas.

Perubahan keadaan sebagai acuan untuk gaya antara partikel

Susunan partikel pada padatan, cairan dan gas

Tinjauan sederhana mengenai susunan partikel pada padatan, cairan dan gas dapat dilihat seperti berikut ini:

Padatan

Pada padatan, partikel-partikel saling bersentuhan, dan satu-satunya pergerakan yang ada pada padatan adalah vibrasi. Partikel-partikel dapat tersusun secara teratur (pada kasus ini, padatan adalah kriatalin), atau tersusun secara acak (memberikan padatan melilin seperti lilin atau beberapa bentuk polietena, sebagai contohnya).

Partikel-partikel terikat pada padatan melalui gaya yang tergantung pada zat sesunguhnya – ikatan ionik, ikatan kovalen, ikatan hidrogen atau dayatarik van der Waals.

Pelelehan dan pembekuan

Jika energi diberikan melalui pemanasan padatan, energi kalor menyebabkan vibrasi yang lebih besar sampai akhirnya partikel terlepas dari partikel yang lain membentuk cairan. Energi kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 mol padatan menjadi cairanan pada titik lelehnya disebut dengan entalpi peleburan entalpi fusi.

Ketika cairan membeku, terjadi kebalikannya. Pada temperatur yang sama, pergerakan partikel cukup lambat memaksa dayatarik untuk dapat mengikat partikel sebagai padatan. Selama pembentukan ikatan yang baru, melibatkan energi kalor.

Cairan

Pada cairan, kebanyakan partikel-partikel cairan tersebut saling bersentuhan, tetapi terdapat beberapa perbedaan yang muncul pada struktur. Perbedaan ini mengakibatkan partikel untuk bergerak, dan karena itu partikel tersusun secara acak. Kecuali pelelehan yang memutuskan ikatan zat yang hanya memiliki ikatan kovalen (sebuah struktur kovalen raksasa), gaya yang mengikat partikel padatan juga terdapat pada cairan tetapi kadang kala dalam bentuk yang longgar.

Pendidihan dan pengkondensasian

Jika energi yang diberikan lebih banyak, partikel-partikel bergerak cepat untuk memutuskan semua dayatarik antara partikel-partikelnya dan cairan mendidih. Energi kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 mol cairan menjadi gas pada titik didihnya disebut dengan entalpi penguapan entalpi vaporasi

Jika gas didinginkan, pada beberapa temperatur partikel gas bergerak cukup lambat untuk memaksa dayatarik yang cukup efektif untuk mengkondensasi gas tersebut menjadi cairan. Sekali lagi, gaya tersebut dikembalikan, maka energi kalor dilepaskan.

---

Ingat: Pemutusan ikatan membutuhkan energi, pembentukan ikatan melepaskan energi.

---

Gas

Pada gas, partikel-partikel bergerak bebas. Pada kondisi tekanan yang biasa, jarak antara masing-masing partikel adalah 10 kali diameter partikel. Pada jarak tersebut, setiap dayatarik antar partikel dapat diabaikan.

Penentuan tipe ikatan dari sifat fisik

Keadaan fisik dan sifat yang lain

Tempat terbaik untuk memulainya adalah selalu pada keadaan fisik.

Titik leleh tidak selalu merupakan acuan yang baik untuk ukuran dayatarik antara partikel, karena dayatarik tersebut hanya menghilang pada saat meleleh – tidak putus sama sekali. Titik didih adalah acuan yang lebih baik, karena kalor yang cukup diberikan untuk memutuskan gaya tarik secara sempurna. Dayatarik yang lebih besar, titik didih lebih tinggi.

Dapat dikatakan, titik leleh lebih sering digunakan untuk menentukan ukuran gaya tarik antara partikel pada padatan, tetapi anda kadang-kadang akan menemukan keanehan. Keanehan tersebut akan menghilang jika anda mempertimbangkan titik didih.

---

Sebagai contoh: anda akan mengira bahwa ikatan logam pada alumunium lebih kuat dibandingkan pada magnesium, karena alumunium memiliki 3 elektron untuk didelokalisasikan pada “lautan elektron” dibandingkan dua elektron kepunyaan magnesium. Titik didihnya: Al 2470°C, Mg 1110°C. Walaupun, titik leleh alumunium hanya 10°C ebih tinggi dibandingkan dengan magnesium: Al 660°C, Mg 650°C.

---

Jadi, jika substansi tersebut suatu gas, cairan atau padatan dengan titik didih rendah, substansi tersebut akan ada sebagai molekul yang berikatan kovalen (kecuali gas mulia yang memiliki molekul berupa atom tunggal).

Ukuran titik leleh atau titik didih memberikan acuan pada kekuatan gaya antarmolekul. Jika substansi tersebut juga larut dalam air (tanpa bereaksi), hal tersebut memberikan molekul kecil memperoleh ikatan hidrogen – atau, setidaknya, molekul kecil yang bersifat sangat polar).

Jika substansi tersebut merupakan padatan bertitik didih tinggi, substansi tersebut akan menjadi struktur raksasa – baik itu ionik, logam atau kovalen raksasa.

Kelarutan dalam air (tanpa reaksi) menunjukkan substansi tersebut bersifat ionik. Jika substansi juga mengalami elektrolisis ketika melebur, hal tersebut mengkonfirmasikan bahwa substansi tersebut bersifat ionik.

---

Catatan: Elektrolisis adalah pemisahan senyawa dengan menggunakan listrik. Sebagai contoh, lelehan natrium klorida menghantarkan listrik dan memisahkan natrium dan klor pada prosesnya.

---

Daya hantar listrik pada tingkat padatan menghasilkan elektron yang terdelokalisasi, dan karena itu terjadi pada logam atau grafit. Kuncinya akan diperoleh dari data – tampilan sifat dapat ditempa, dan lain-lain.

---

Catatan: Semikonduktor seperti silikon – suatu struktur kovalen raksasa dengan susunan atom yang sama dengan intan – juga menghantarkan listrik.Teori semikonduktor terdapat pada A’level syllabuses.

Struktur Molekul

Halaman ini menggambarkan bagaimana sifat fisik suatu zat memiliki struktur molekul yang bervariasi dengan dayatarik antarmolekul – ikatan hidrogen dan gaya van der Waals.

Sifat fisik substansi molekuler

Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari jumlah yang sangat sedikit(dari atom tunggal, seperti gas mulia) sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada polimer, protein atau bahkan DNA).

Ikatan kovalen yang mengikat molekul secara bersamaan dengan sangat kuat, tetapi hal itu tidak berhubungan dengan sifat fisik suatu zat. Sifat fisik suatu zat ditentukan oleh gaya antarmolekul – gaya tarik antara suatu molekul dengan tetangganya – dayatarik van der Waals atau ikatan hidrogen.

Titik leleh dan titik didih

Substansi molekuler cenderung untuk menjadi gas, cairan atau padatan yang bertitik leleh rendah, karena gayatarik antar-molekul terhitung lemah. Anda tidak harus memutus ikatan kovalen yang ada untuk melelehkan atau mendidihkan sebuah zat molekuler.

Ukuran titik leleh dan titik didih akan tergantung pada kekuatan gaya antarmolekul. Kehadiran ikatan hidrogen akan meningkatkan titik leleh dan titik didih. Molekul yang berukuran lebih besar memungkinkan dayatarik van der Waals yang lebih besar pula – dan molekul tersebut akan lebih membutuhkan lebih banyak banyak energi untuk pemutusan ikatannya.

Kelautan dalam air

Kebanyakan substansi molekuler tidak larut dalam (atau hanya sangat sedikit larut) dalam air. Substansi molekuler yang dapat larut setelah bereaksi dengan air, atau yang lainnya dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air.

Kenapa metana, CH₄, tidak larut dalam air?

Metana sendiri tidak masalah. Metana adalah suatu gas, dan karena itu molekulnya terpisah – air tidak dibutuhkan untuk mengambil sebagian metana dari bagian yang lain.

Masalahnya adalah ikatan hidrogen antara molekul air. Jika metana dilarutkan, metana memiliki gaya untuk menarik molekul air dan karena itu memutuskan ikatan hidrogen. Hal ini membutuhkan sejumlah energi.

Daya tarik yang memungkinkan antara molekul metana dan molekul air lebih lemah dibandingkan gaya van der Waals – dan tidak cukup energi yang dapat dilepaskan ketika gaya van der Waals terbentuk. Kemudahan ini tidak menguntungkan secara energetik untuk pencampuran metana dan air.

Kenapa amonia, NH₃, larut dalam air?

Amonia memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen. Ketika ikatan hidrogen antara molekul air putus, ikatan tersebut dapat digantikan oleh ikatan yang setara antara molekul air dan molekul metana.

Sebagian amonia juga bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion amonium dan ion hidroksida.

Panah dua arah menunjukkan bahwa reaksi tidak berkesudahan. Pada tiap waktu hanya sekitar 1% amonia yang dapat bereaksi untuk membentuk ion amonium. Kelarutan amonia terutama tergantung pada ikatan hidrogen dan bukan pada reaksi.

Kebanyakan substansi molekuler yang lain larut dengan bebas pada air karena substansi molekuler tersebut dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air termasuk etanol (alkohol) dan sukrosa (gula).

Kelarutan dalam pelarut organik

Substansi molekuler acapkali larut dalam pelarut organik – yang berbentuk molekul. Antara zat terlarut (zat yang larut) dan pelarut keduanya memiliki molekul-molekul yang tertarik satu sama lain melalui gaya van der Waals. Meskipun dayatarik tersebut akan diganggu ketika keduanya bercampur, dayatarik digantikan oleh dayatarik yang lain yang sama antara dua molekul yang berbeda.

Daya hantar listrik

Substansi molekuler tidak akan dapat menghantarkan listrik. Seperti pada kasus dimana elektron dapat terdelokalisasi pada molekul tertentu, tidak terdapat kontak yang cukup antar molekul untuk memperbolehkan elektron untuk bergerak di seluruh bagian cairan atau padatan.

Beberapa contoh tersendiri

Iodium, I₂

Iodium merupakan padatan kristalin abu tua dengan uap ungu. Titik leleh: 114°C. B.Pt: 184°C. Iodium sedikit, sedikit larut dalam air, tetapi larut dengan sangat leluasa dalam pelarut organik.

Karena itu Iodium merupakan padatan bertitik leleh rendah. Kristalinitas memberikan susunan molekul yang teratur.

Strukturnya digambarkan sebagai kubus terpusat permukaan – ini adalah kubus molekul iodium dengan molekul yang lain berada pada pusat tiap muka.

Orientasi molekul iodium dengan struktur ini sungguh sulit untuk digambarkan (apalagi diingat!). Jika silabus pengajaran dan ujian akhir yang kamu ikuti mengharuskan untuk mengingatnya, perhatikan dengan hati-hati urutan diagram yang menunjukkan setiap lapisannya.

Dengan catatan bahwa seiring kamu melihatnya menurun pada kubus, semua molekul di sebelah kiri dan kanan bersekutu dengan cara yang sama. Satu molekul yang ditengah bersekutu dengan yang diseberangnya.

Semua diagram menunjukkan sudut pandang “mengambang” tentang kristal. Molekul iodium, tentu saja, saling bersentuhan satu sama lain. Pengukuran jarak antar atom pusat pada kristal menunjukan dua harga yang berbeda:

Atom-atom iodium pada tiap molekul tertarik berdekatan secara bersamaan melalui ikatan kovalen. Dayatarik van der Waals antara molekul-molekulnya lebih lemah, dan kamu dapat memikirkan atom pada dua molekul yang terpisah hanya saling menyentuh satu sama lain.

Es

Es adalah contoh yang baik padatan yang berikatan hidrogen.

Terdapat sedikit perbedaan sususun molekul air pada es. Ini adalah salah satunya, tetapi bukan yang biasanya – saya tidak dapat menggambarkannya dengan cara lain supaya dapat dimengerti! Satu-satunya yang berikut dikenal dengan “es kubik”, atau “es Ic”. Molekul air tersusun seperti pada struktur intan.

Ini hanya sebagian kecil dari sebuah struktur yang memiliki jumlah molekul yang sangat banyak dalam bentuk tiga dimensi. Pada diagram, garis menunjukkan ikatan hidrogen. Pasangan elektron mandiri yang mana atom hidrogen tertarik padanya disimpan di sebelah kiri untuk lebih jelas.

Es kubik hanya stabil pada suhu dibawah -80°C. Es yang biasa memiliki struktur yang berbeda, struktur heksagonal. Disebut dengan “es Ih”.

Kerapatan luar biasa yang merupakan sifat dari air

Gaya ikatan hidrogen yang terjadi pada es strukturnya lebih terbuka – jika kamu membuat modelnya, kamu akan menemukan sejumlah ruang kosong yang signifikan. Ketika es meleleh, struktur menjadi rusak dan molekul cenderung untuk menempati ruang kosong tersebut.

Hal ini berarti bahwa air yang terbentuk mengambil jarak yang sempit dibandingkan dengan jarak es semula. Dalam hal ini es merupakan padatan yang luar biasa – kebanyakan padatan menunjukkan kenaikan volum pada saat pelelehan.

Ketika air membeku, terjadi kebaliknya – terjadi ekspansi sebagai pembentukan ikatan hidrogen. Kebanyakan dari cairan saling kontak ketika terjadi proses pembekuan.

Sisa ikatan hidrogen yang kaku tetap ada pada cairan air yang sangat dingin, dan tidak menghilang sampai suhu 4°C. Kerapatan air meningkat dari 0°C sampai 4°C sebagai akibat dari molekul terbebas dari struktur terbuka dan mengambil ruangan yang kosong. Setelah 4°C, pergerakan termal dari molekul menyebabkan molekul tersebut untuk bergerak menjauh dan kerapatannya menjadi turun. Hal tersebut adalah sifat normal yang terjadi pada cairan selama dipanaskan.

Polimer

Ikatan pada polimer

PPolimer seperti poly(etena) – biasa disebut politena – berada pada bentuk molekul yang sangat panjang. Molekul Poli(etena) terbentuk melalui penggabungan molekul etena pada untai atom karbon yang berikatan secara kovalen dengan menarik hidrogen. Untai tersebut dapat becabang sepanjang rantai utama, juga mengandung untai karbon yang menarik hidrogen. Molekul tertarik satu sama lain pada padatan melalui gaya dispersi van der Waals.

Pengontrolan kondisi pada saat etena terpolimerisasi, memungkinkan untuk mengontrol jumlah cabang untuk menghasilkan dua tipe polietena yang berbeda.

Polietena dengan kerapatan tinggi

Polietena dengan kerapatan tinggi memiliki rantai yang tidak bercabang. Sedikit cabang mengakibatkan molekul untuk saling mendekat satu sama lain pada bentuk yang teratur seperti yang sering dijumpai ada bentuk kristalin.

Karena molekul berdekatan satu sama lain, gaya dispersi menjadi lebih efektif, dan karenanya plastik relatif lebih kuat dan memiliki titik leleh yang lebih tinggi dibanding polietena dengan kerapatan rendah.

Polietena dengan kerapatan tinggi digunakan untuk wadah barang-barang kimia rumah tangga seperti cairan pencuci, sebagai contoh, atau mangkok atau ember.

Polietena dengan kerapatan rendah

Polietena dengan kerapatan rendah memiliki cabang pendek di sepanjang untai. Cabang tersebut menghalangi untai tersesun dengan rapi dan rapat. Sebagai hasilnya gaya dispersi berkurang dan kekuatan plastik lebih lemah dan titik leleh lebih rendah. Kerapatannya lebih rendah, dan tentunya menyebabkan ruang yang kosong pada susunan strukturnya.

Polietena dengan kerapatan rendah digunakan untuk sesuatu seperti kantong plastik.

Struktur Logam

Halaman ini menggambarkan struktur logam, dan hubungan antara struktur tersebut dengan sifat fisik dari suatu logam.

Struktur logam

Susunan atom-atom

Logam merupakan struktur raksasa dari atom-atom yang berikatan satu sama lain melalui ikatan logam. “Raksasa” menunjukkan jumlah yang sangat banyak tetapi jumlah atom yang terlibat sangat bervariasi – tergantung pada ukuran potongan logam.

Koordinasi 12

Kebanyakan logan adalah terjejal (close packed) – yakni, struktur tersebut memuat atom sebanyak mungkin pada volum yang tersedia. Setiap atom pada struktur mengalami 12 sentuhan dari atom tetangganya. Keadaan logam yang seperti ini digambarkan sebagai terkoordinasi 12.

Tiap atom memiliki 6 sentuhan dari atom yang lain pada tiap lapisan.

Dan juga tiga atom yang menyentuhnya pada lapisan diatasnya dan tiga atom yang lain pada lapisan dibawahnya.

Diagram yang kedua tersebut menunjukkan lapisan yang terletak di atas lapisan yang pertama. Lapisan tersebut akan saling berhubungan dengan lapisan dibagian bawahnya. (Keduanya tersusun dengan cara penempatan yang berbeda dengan lapisan yang ketiga pada struktur terjejal, tetapi hal ini dipelajari pada pembahasan tingkat dasar)

Koordinasi 8

Beberapa logam (khususnya yang terletak pada golongan 1 pada tabel periodik) terjejal kurang efektif, atom-atom logam tersebut hanya memiliki 8 sentuhan atom tetangganya. Inilah yang disebut dengan terkoordinasi 8.

Diagram sebelah kiri menunjukkan bahwa tidak ada atom yang saling bersentuhan satu sama lain pada satu lapisan yang sama. Atom-atom tersebut hanya tersentuh oleh atom pada lapisan di atas dan dibawahnya. Diagram sebelah kanan menunjukkan 8 atom (4 di atas dan 4 di bawah) yang menyentuh atom yang berwarna gelap).

Butiran kristal

Adalah sesuatu hal yang dapat menyesatkan jika mengira bahwa semua atom pada sepotong logam tersusun pada cara yang teratur. Tiap potong logam terdiri dari jumlah “butiran kristal”, yang sangat banyak, yang mana tiap butiran memiliki daerah yang seragam. Pada atom yang terletak pada batas butiran dapat memiliki struktur yang tidak lurus.

Sifat fisik logam

Titik leleh dan titik didih

Logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan elektron, dan pada susunan atom-atomnya.

Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu elektron untuk dikontribusikan pada ikatan – tetapi ada hal lain yang menyababkan hal ini terjadi:

• Unsur-unsur golongan 1 juga tersusun dengan tidak efektif (terkoordinasi 8), karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam.
• Unsur-unsur golongan 1 memiliki ukuran atom yang rekatif besar (berarti bahwa inti jauh dari elektron yang terdelokalisasi) yang juga menyebabkan lemahnya ikatan.

Daya hantar listrik

Logam menghantarkan listrik. Elektron yang terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian struktur tiga dimensi. Elektron-elektron tersebut dapat melintasi batas butiran kristal. Meskipun susunan logam dapat terganggu pada batas butiran kristal, selama atom saling bersentuhan satu sama lain, ikatan logam masih tetap ada.

Cairan logam juga menghantarkan arus listrik, hal ini menunjukkan bahwa meskipun atom logam bebas bergerak, elektron yang terdelokalisasi masih memiliki daya yang tersisa sampai logam mendidih.

Daya hantar panas

Logam adalah konduktor panas yang baik. Energi panas diteruskan oleh elektron sebagai akibat dari penambahan energi kinetik (hal ini memnyebabkan elektron bergerak lebih cepat). Energi panas ditransferkan melintasi logam yang diam melalui elektron yang bergerak.

Kekuatan dan kemampuan kerja

Sifat dapat ditempa dan sifat dapat diregang

Logam digambarkan sebagai sesuatu yang dapat ditempa (dapat dipipihkan menjadi bentuk lembaran) dan dapat diregang (dapat ditarik menjadi kawat). Hal ini karena kemampuan atom-atom logam untuk menggelimpang antara atom yang satu dengan atom yang lain menjadi posisi yang baru tanpa memutuskan ikatan logam.

Jika tekanan yang kecil dikenakan pada logam, lapisan atom akan mulai menggelimpang satu sama lain. Jika tekanan tersebut dilepaskan lagi, atom-atom tersebut akan kembali pada posisi asalnya. Pada kondisi seperti itu, logam dikatakan menjadi elastis.

Jika tekanan yang lebih besar dikenakan pada logam, atom-atom akan menggelimpang satu sama lain sampai pada posisi yang baru, dan logam berubah secara permanen.

Kekerasan logam

Penggelimpangan lapisan atom antara yang satu dengan yang lain ini dihalangi oleh batas butiran karena baris atom tidak tersusun sebagai mana mestinya. Hal ini mengakibatkan semakin banyak batas butiran (butiran-butiran kristal lebih kecil), menyebabkan logam lebih keras.

Untuk mengimbangi hal ini, karena batas butiran merupakan suatu daerah dimana atom-atom tidak berkaitan dengan baik satu sama lain, logam cenderung retak pada batas butiran. Kenaikan jumlah batas butiran tidak hanya membuat logam menjadi semakin kuat, tetapi juga membuat logam menjadi rapuh.

Pengontrolan ukuran butiran kristal

Jika kamu memiliki bagian logam yang murni, kamu dapat mengontrol ukuran butiran kristal melalui perlakuan panas atau melalui pengerjaan logam.

Pemanasan logam cenderung untuk mengocok atom-atom logam menjadi susunan yang lebih rapi – penurunan jumlah batas butiran, dan juga membuat logam lebih lunak. Pembantingan logam ketika logam tersebut mendingin cenderung untuk memhasilkan butirn yang kecil. Pendinginan membuat logam menjadi keras. Untuk memperbaiki kinerja ini, kamu dapat memanaskannya lagi.

Kamu juga dapat memutuskan susunan yang atom teratur melalui penyisipan atom yang memiliki ukuran sedikit berbeda pada struktur logam. Alloy seperti kuningan (campuran tembaga dan seng) lebih keras dibandingkan logam asalnya karena ketidakteraturan struktur membantu pencegahan barisan atom tergelincir satu sama lain.

Struktur Kovalen Raksasa

Halaman ini menggambarkan struktur dari zat kovalen raksasa seperti intan, grafit dan silikon dioksida (silikon(IV) oksida), dan hubungan antara struktur tersebut dengan sifat fisik dari zat tersebut.

Struktur intan

Struktur kovalen raksasa dari intan

Karbon memiliki susunan elektronik 2,4. Pada intan, tiap atom karbon berbagi elektron dengan empat atom karbon yang lain – membentuk empat ikatan tunggal.

Pada diagram beberapa atom karbon terlihat hanya membentuk dua ikatan (atau bahkan satu ikatan), tetapi hal ini bukanlah kasus yang sebernarnya. Kami hanya menunjukkan sebagian kecil dari struktur secara keseluruhan.

Struktur tersebut merupakan struktur kovalen raksasa – yang mana struktur tersebut terus berlanjut pada struktur tiga dimensi. Struktur ini bukan sebuah molekul, karena jumlah atom yang bergabung pada intan yang sebenarnya sangatlah bervariasi – tergantung pada ukuran kristal.

Bagaimanakah cara menggambarkan struktur intan

Jangan mencoba untuk kelihatan sangat pintar dengan berusaha menggambarkan terlalu banyak struktur! Pelajarilah cara menggambar diagram yang diberikan di atas. Lakukan hal tersebut dengan mengikuti urutan-urutan:

Berlatihlah sampai kamu dapat menggambarkan dengan menggunakan tangan dalam waktu 30 detik.

Sifat fisik intan

Intan

• Memiliki titik leleh yang sangat tinggi (hampir 4000°C). Ikatan kovalen karbon-karbon yang sangat kuat pada seluruh struktur harus diputuskan seluruhnya terlebih dahulu sebelum terjadinya pelelehan.
• Sangat keras. Sekali lagi hal ini membutuhkan pemutusan ikatan kovalen yang sangat kuat pada struktur 3 dimensi.
• Tidak menghantarkan listrik. Semua elektron berikatan dengan sangat rapat antara atom-atomnya, dan elektron-eklektron tersebut tidak dapat bergerak dengan leluasa.
• Tidak larut dalam air dan pelarut organik. Dalam hal ini tidak memungkinkan terjadinya dayatarik antara molekul pelarut dan atom karbon yang dapat membongkar dayatarik antara atom-atom karbon yang berikatan secara kovalen.

Struktur grafit

Struktur kovalen raksasa dari grafit

Grafit memiliki struktur lapisan (layer structure) yang sedikit sulit untuk digambarkan secara meyakinkan pada bentuk tiga dimensi. Diagram dibawah ini menunjukkan susunan atom pada tiap lapisan, dan cara lapisan menempati ruang.

Perlu diperhatikan bahwa kamu tidak dapat menggambarkan salah satu sisi lapisan yang tinjau dengan benar pada skala yang tepat sama seperti atom pada suatu bagian lapisan atau bagian lapisan yang lain dari diagram yang ditampilkan atau dibatasi.

Pada kasus seperti itu, adalah suatu hal yang penting untuk memberikan beberapa ide mengenai jarak yang terlibat. Jarak antar lapisan kurang lebih 2,5 kali dari jarak antara atom pada tiap lapisan.

Lapisan, tentunya, terdiri dari jumlah atom yang sangat banyak – tidak hanya beberapa atom seperti yang ditampilkan pada diagram.

Kamu mungkin membantah bahwa karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen karena karbon memiliki empat elektron yang tidak berpasangan, yang mana pada diagram hanya terlihat membentuk tiga ikatan dengan atom karbon tetangganya. Diagram ini merupakan suatu bentuk penyedarhanaan, dan cenderung lebih menonjolkan susunan atom-atom dibandingkan dengan ikatan yang terbentuk.

Ikatan pada grafit

Tiap atom karbon menggunakan tiga elektron yang dimilikinya untuk membentuk ikatan yang sederhana pada tiga atom karbon tetangga terdekatnya. Keadaan seperti ini membiarkan elektron keempat berada pada tingkat ikatan. “Cadangan” elektron pada tiap atom karbon tersebut menjadi terdelokalisasi pada seluruh bagian lembaran atom pada satu lapisan. Cadangan elektron tersebut tidak berhubungan secara langsung dengan pasangan atom tertentu, tetapi elektron tersebut bebas mengembara melintasi seluruh bagian lembaran atom.

Sesuatu hal yang penting bahwa elektron yang terdelokalisasi tersebut bebas bergerak ke bagian mana saja pada lembaran atom – iap elektron tidak terpaku pada atom karbon tertentu. Keadaan ini, bagaimanapun, tidak terjadi kontak secara langsung antara elektron yang terdelokalisasi pada suatu lembaran atom tertentu dengan elektron yang lain pada lembaran atom tetangganya.

Atom-atom yang terletak pada suatu lembaran berikatan satu sama lain melalui ikatan kovalen yang kuat – lebih kuat, pada faktanya, dibandingkan dengan ikatan pada intan karena adanya tambahan kekuatan ikatan yang disebabkan oleh elektron yang terdelokalisasi. Jadi bagaimana dengan lembaran-lembaran yang berikatan satu sama lain?

Pada grafit kamu memiliki contoh gaya dispersi van der Waals yang sangat istimewa. Selama elektron yang terdelokalisasi bergerak di seluruh bagian lembaran atom, dipol sesaat yang sangat besar dapat terbentuk dimana dipol sesaat ini akan menyebabkan dipol yang berlawanan pada lembaran-lembaran atom di atas dan dibawahnya – dan tentunya keadaan seperti ini terjadi pada seluruh bagian kristal grafit.

Sifat fisik grafit

Grafit

• Memiliki titik leleh tinggi, sama seperti intan. Untuk melelehkan grafit, tidak hanya cukup memisahkan salah satu lembaran atom dari lembaran atom yang lainnya. Kamu harus memutuskan seluruh ikatan kovalen yang terdapat pada seluruh bagian struktur grafit.
• Memiliki sifat lunak, terasa licin, dan digunakan pada pensil dan sebagai pelumas kering seperti pada kunci. Kamu dapat berfikir bahwa grafit kurang lebih seperti tumpukan kartu – tiap kartu kuat, tetapi kartu akan saling bergeser satu sama lain, atau akan merosot secara keseluruhan. Ketika kamu menggunakannya sebagai pensil, lembaran atom digosokkan dan menempel pada kertas.
• Memiliki kerapatan yang lebih rendah dibandingkan intan. Hal ini disebabkan karena terdapat ruangan dalam jumlah yang relatif banyak yang mana ruangan tersebut merupakan “sampah” di antara lembaran-lembaran atom.
• Tidak larut dalam air dan pelarut organik – dengan alasan yang sama seperti intan yang tidak larut. Dayatarik antara molekul pelarut dan atom karbon tidak akan pernah cukup kuat untuk melampaui ikatan kovalen yang kuat pada grafit.
• Menghantarkan listrik. Elektron yang terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian lembaran atom. Jika setiap bagian grafit terhubung pada suatu sirkuit, elektron akan dapat berpindah dari ujung lembaran dan dapat digantikan oleh elektron yang baru pada ujung yang lain.

Struktur silikon dioksida, SiO₂

Silikon dioksida juga dikenal sebagai silikon(IV) oksida.

Struktur kovalen raksasa dari silikon dioksida

Terdapat tiga bentuk kristal silikon dioksida yang berbeda. Salah satu yang paling mudah diingat dan digambarkan adalah struktur yang berdasarkan pada struktur intan.

Silikon kristalin memiliki struktur yang sama dengan intan. Untuk mengubahnnya menjadi struktur silikon dioksida, sesuatu hal yang kamu perlukan adalah memodifikasi struktur silikon melalui penambahan beberapa atom oksigen.

Dengan catatan bahwa setiap atom silikon dijembatani ke atom silikon tetangganya dengan atom oksigen. Jangan lupa bahwa struktur ini hanya sebagian kecil dari keseluruhan struktur raksasa pada bentuk tiga dimensi.

Sifat fisik silikon dioksida

Silikon dioksida

• Memiliki titik leleh yang tinggi – sangat bervariasi tergantung pada penyusun strukturnya (harus diingat bahwa struktur yang diberikan hanya salah satu dari tiga kemungkinan struktur), tetapi sekitar 1700°C. Ikatan kovalen silikon-oksigen yang sangat kuat harus diputuskan di seluruh bagian struktur sebelum pelelehan terjadi.
• Keras. Karena itu dibutuhkan pemutusan ikatan kovalen yang sangat kuat.
• Tidak menghantarkan listrik. Tidak terdapat elektron yang terdelokalisasi. Semua elektron terikat dengan kuat diantara atom-atomnya, dan tidak bebas bergerak.
• Tidak larut dalam air dan pelarut organik. Tidak terdapat dayatarik yang memungkinkan antara molekul pelarut dan atom silikon atau oksigen yang dapat melampaui kekuatan ikatan kovalen pada struktur raksasa.

Struktur Elektronik Ion

Halaman ini mengeksplorasi tentang bagaimana cara supaya kamu dapat menuliskan struktur elektronik untuk ion-ion monoatomik sederhana (ion-ion yang hanya mengandung satu atom saja) dengan menggunakan notasi s, p, dan d. Cara penulisan struktur elektronik ion ini mengasumsikan bahwa kamu sudah mengerti tentang bagaimana cara menuliskan struktur elektronik untuk atom.

Penyusunan struktur elektronik ion

Ion merupakan atom (atau golongan atom) yang membawa sebuah muatan listrik karena ion tersebut memeperoleh atau kehilangan satu atau lebih elektron. Jika sebuah atom memperoleh elektron maka atom tersebut mendapatkan sebuah muatan negatif. Jika kehilangan elektron, maka atom tersebut menjadi bermuatan positif.

Struktur elektronik ion blok-s dan blok-p

Tuliskan struktur elektronik untuk atom netral, dan kemudian tambahkan elektron (untuk ion negatif) atau kurangi elektron (untuk ion positif).

Penulisan struktur elektronik untuk Cl ^-:

Cl		1s22s22p63s23px23py23pz1		tetapi Cl- kehilangan satu buah elektron
Cl-		1s22s22p63s23px23py23pz2

Penulisan struktur elektronik untuk O^2-:

O		1s22s22px22py12pz1		tetapi O2- kehilangan dua buah elektron
O2-		1s22s22px22py22pz2

Penulisan struktur elektronik untuk Na⁺:

Na		1s22s22p63s1		tetapi Na+ kekurangan satu buah elektron
Na+		1s22s22p6

Penulisan struktur elektronik untuk Ca²⁺:

Ca		1s22s22p63s23p64s2		tetapi Ca2+ kekurangan dua buah elektron
Ca2+		1s22s22p63s23p6

Struktur elektronik ion blok-d

Di sini kamu dihadapkan pada salah satu fakta yang paling menjengkelkan dalam A’level chemistry! Kamu dapat mengingat kembali bahwa urutan unsur-unsur transisi yang pertama (dari skandium sampai seng) merupakan hasil pengisian orbital-orbital 3d terlebih dahulu setelah pengisian orbital-orbital 4s.

Bagaimanapun, sekali elektron menempati orbitalnya, maka terjadi perubahan tingkat energi – dan pada semua sifat kimia unsur-unsur transisi, orbital 4s berkedudukan sebagai orbital paling luar, orbital yang memiliki energi paling tinggi. Urutan yingkat orbital 3d dan 4s hanya digunakan untuk pengisian atom pada tempat pertama. Dalam segala hal, elektron 4s merupakan elektron yang harus diperhatikan terlebih dahulu.

Kamu harus mengingat hal ini:

Ketika unsur-unsur blok-d membentuk ion, elektron-elektron 4s menghilang terlebih dahulu.

Untuk mengingatkan kamu tentang hal tersebut, penyusunan struktur ion blok-d tidak berbeda dari penyusunan struktur, katakanlah, ion natrium.

Penulisan struktur elektronik untuk Cr³⁺:

Cr		1s22s22p63s23p63d54s1
Cr3+		1s22s22p63s23p63d3

Elektron 4s menghilang terlebih dahulu diikuti oleh dua elektron 3d.

Penulisan struktur elektronik untuk Zn²⁺:

Zn		1s22s22p63s23p63d104s2
Zn2+		1s22s22p63s23p63d10

Kali ini tidak menggunakan elektron 3d satu pun.

Penulisan struktur elektronik untuk Fe³⁺:

Fe		1s22s22p63s23p63d64s2
Fe3+		1s22s22p63s23p63d5

Elektron 4s menghilang terlebih dahulu diikuti oleh satu elektron 3d.

Aturannya sangatlah sederhana. Ambil elektron 4s terlebih dahulu, dan kemudian ambil elektron 3d sebanyak yang kamu perlukan untuk menghasilkan muatan positif yang benar.

Pengantar Ester

Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan ester dan melihat sekilas tentang sifat-sifat fisik ester yang sederhana seperti kelarutan dan titik didih. Disini juga dibahas sedikit tentang ester-ester yang lebih rumit, yaitu ester-ester yang terbentuk secara alami seperti lemak dan miyak hewani dan nabati.

Pengertian ester

Ester diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus -COOH, dan pada sebuah ester hidrogen pada gugus ini digantikan dengan sebuah gugus hidrokarbon dari berbagai jenis. Gugus ini bisa berupa gugus alkil seperti metil atau etil, atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen seperti fenil.

Contoh ester umum – etil etanoat

Ester yang paling umum dibahas adalah etil etanoat. Pada ester ini, gugus -COOH telah digantikan dengan sebuah gugus etil. Rumus struktur untuk etil etanoat adalah sebagai berikut:

Perhatikan bahwa ester diberi nama berlawanan dengan urutan penulisan rumus strukturnya. Kata “etanoat” berasal dari asam etanoat, sedangkan “etil” berasal dari gugus etil pada ujungnya.

Contoh ester yang lain

Pada masing-masing contoh berikut, pastikan bahwa anda bisa memahami bagaimana hubungan antara nama dan rumus molekulnya.

Perlu diperhatikan bahwa asam diberi nama dengan menjumlahkan total atom karbon dalam rantai – termasuk atom karbon yang terdapat pada gugus -COOH. Jadi, misalnya, CH₃CH₂COOH adalah asam propanoat, dan CH₃CH₂COO adalah gugus propanoat.

Lemak dan minyak

Perbedaan antara lemak dan minyak

Minyak dan lemak hewani dan nabati merupakan ester yang besar dan rumit. Perbedaan antara sebuah lemak (seperti mentega) dengan sebuah minyak (seperti miyak bunga matahari) hanya pada titik leleh campuran ester yang dikandungnya.

Jika titik leleh dibawah suhu kamar, maka ester akan berwujud cair – yakni minyak. Jika titik leleh diatas suhu kamar, ester akan berwujud padatan – yakni lemak.

Penyebab perbedaan titik leleh ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya tentang sifat-sifat fisik.

Sekilas pengantar tentang struktur ester

Lemak dan minyak sebagai ester-ester yang besar

Ester bisa dibuat dari asam karboksilat dan alkohol. Prosesnya akan dibahas mendetail pada halaman yang lain, tapi secara umum, kedua molekul (asam karboksilat dan alkohol) bergabung melepaskan sebuah molekul air dalam proses tersebut.

Untuk memahami struktur ester, kita akan memulai dengan ester yang sangat sederhana seperti etil etanoat lalu dilanjutkan dengan lemak dan minyak yang lebih rumit.

Diagram berikut memperlihatkan hubungan antara asam etanoat, etanol dan ester.

Persamaan ini bukan persamaan lengkap, sebab air juga dihasilkan dalam proses ini.

Sekarang mari kita mengganti etanol pada gambar di atas dengan alkohol yang lebih rumit, yang memiliki lebih dari satu gugus -OH. Diagram berikut menunjukkan struktur dari propan-1,2,3-triol (nama lama: gliserol).

Seperti halnya etanol pada persamaan sebelumnya, struktur di atas digambarkan dari belakang-ke-depan untuk lebih memperjelas gambar-gambar selanjutnya. Normalnya, struktur di atas digambarkan dengan gugus -OH berada di sebelah kanan.

Jika anda membuat sebuah ester dari alkohol ini dengan asam etanoat, maka anda bisa menempelkan tiga gugus etanoat pada alkohol tersebut.

Sekarang, perpanjang rantai asam, dan akhirnya anda mendapatkan sebuah lemak.

Asam CH₃(CH₂)₁₆COOH disebut sebagai asam oktadekanoat, tapi nama lamanya masih umum digunakan, yaitu asam stearat.

Nama lengkap untuk ester yang dibuat dari asam ini dengan propan-1,2,3-triol adalah propan-1,2,3-triyl trioktadekanoat. Tapi pada kenyataannya, hampir semua orang menyebutnya dengan nama lamanya yaitu gliseril tristearat.

Lemak dan minyak jenuh dan tak jenuh

Jika lemak atau minyak jenuh, itu berarti bahwa asam darimana dia terbentuk tidak memiliki ikatan karbon-karbon rangkap dalam rantainya. Asam stearat merupakan sebuah asam jenuh, dengan demikian gliseril tristearat adalah sebuah lemak jenuh.

Jika asam hanya memiliki satu ikatan rangkap karbon-karbon di dalam rantainya, maka disebut jenuh tunggal. Jika memiliki lebih dari satu ikatan rangkap karbon-karbon, disebut jenuh majemuk.

Istilah-istilah ini selanjutnya berlaku bagi ester yang dibentuknya.

Semua asam berikut adalah asam jenuh, sehingga akan membentuk lemak dan minyak yang jenuh pula:

Asam oleat merupakan sebuah asam jenuh-tunggal yang sederhana dan umum:

dan asam linoleat adalah asam jenuh-majemuk yang sederhana dan umum.

Mungkin anda sudah biasa menemukan istilah “omega 6″ dan “omega 3″ berkenaan dengan lemak dan minyak.

Asam oleat adalah sebuah asam omega 6. Ini berarti bahwa ikatan C=C pertama berawal pada atom karbon ke-enam dari ujung CH₃.

Asam linoleat adalah sebuah asam omega 3, karena ikatan C=C pertama berawal pada atom karbon ke-tiga dari ujung CH₃.

Karena hubungannya dengan lemak dan minyak, semua asam di atas terkadang disebut sebagai asam lemak.

Sifat-sifat fisik

Ester-ester sederhana

Sifat-sifat yang dijelaskan berikut berkenaan dengan etil etanoat yang mewakili ester-ester sederhana.

Titik didih

Ester-ester yang kecil memiliki titik didih yang mirip dengan titik didih aldehid dan keton yang sama jumlah atom karbonnya.

Seperti halnya aldehid dan keton, ester adalah molekul polar sehingga memiliki interaksi dipol-dipol serta gaya dispersi van der Waals. Akan tetapi, ester tidak membentuk ikatan hidrogen, sehingga titik didihnya tidak menyerupai titik didih asam yang memiliki atom karbon sama.

Sebagai contoh:

molekul	tipe	titik didih (°C)
CH3COOCH2CH3	ester	77.1
CH3CH2CH2COOH	asam karboksilat	164

Kelarutan dalam air

Ester-ester yang kecil cukup larut dalam air tapi kelarutannya menurun seiring dengan bertambah panjangnya rantai.

Sebagai contoh:

ester	rumus molekul	kelarutan (g per 100 g air)
etil metanoat	HCOOCH2CH3	10.5
etil etanoat	CH3COOCH2CH3	8.7
etil propanoat	CH3CH2COOCH2CH3	1.7

Penurunan kelarutan ini disebabkan oleh fakta bahwa walaupun ester tidak bisa berikatan hidrogen satu sama lain, tetapi bisa berikatan hidrogen dengan molekul air.

Salah satu atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dalam sebuah molekul air bisa cukup tertarik ke salah satu dari pasagan elektron bebas pada sebuah atom oksigen dalam sebuah ester sehingga sebuah ikatan hidrogen bisa terbentuk.

Tentu akan ada juga gaya dispersi dan gaya-tarik dipol-dipol antara ester dan molekul air.

Pembentukan gaya tarik ini melepaskan energi. Ini membantu menyuplai energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul air dari molekul air lainnya dan molekul ester dari molekul ester lainya sebelum bisa bercampur.

Apabila panjang rantai bertambah, bagian-bagian hidrogen dari molekul ester mulai terhindari dari energi tersebut.

Dengan menekan diri diantara molekul-molekul air, bagian-bagian hidrogen ini memutus ikatan hidrogen yang relatif lemah antara molekul-molekul air tanpa menggantinya dengan ikatan yang serupa. Ini menjadikan proses ini kurang menguntungkan dari segi energi, sehingga kelarutan berkurang.

Sifat-sifat fisik lemak dan minyak

Kelarutan dalam air

Tak satupun dari molekul ini yang dapat larut dalam air. Rantai pada lemak dan minyak terlalu penjang sehingga terlalu banyak ikatan hidrogen antara molekul-molekul air yang harus diputus – sehingga tidak menguntungkan dari segi energi.

Titik leleh

Titik leleh menentukan apakah sebuah zat adalah lemak (sebuah padatan pada suhu kamar) atau minyak (sebuah cairan pada suhu kamar).

Lemak biasanya mengandung rantai-rantai jenuh. Ini memungkinkan terbentuknya gaya dispersi van der Waals yang lebih efektif antara molekul-molekulnya. Ini berarti bahwa diperlukan lebih banyak energi untuk memisahkannya, sehingga meningkatkan titik leleh.

Semakin besar tingkat ketidakjenuhan molekul, semakin rendah kecenderungan titik leleh karena gaya dispersi van der Waals kurang efektif.

Mengapa demikian? Kita sedang membicarakan tentang molekul-molekul yang berukuran sangat mirip sehingga potensi terbentuknya dipol-dipol temporer haruslah sama pada semua molekul. Yang menjadi permasalahan hanya seberapa dekat molekul-molekul tersebut bisa.

Gaya-gaya dipersi van der Waals memerlukan agar molekul-molekul mampu berjejal sehingga bisa benar-benar efektif. Keberadaan ikatan rangkap C=C dalam rantai bisa tersusun secara rapi.

Berikut ini diagram sebuah lemak jenuh yang disederhanakan:

Rantai-rantai hidrokarbon bergerak konstan dalam cairan, tapi rantai-rantai ini bisa tertata rapi apabila zat menjadi padat. Jika rantai-rantai pada salah satu molekul bisa tertata dengan rapi, itu berarti bahwa molekul-molekul tetangga bisa mendekat.

Ini akan meningkatkan gaya tarik antara satu molekul dengan molekul tetanggannya sehingga meningkatkan titik leleh.

Lemak dan minyak tak-jenuh memiliki sekurang-kurangnya satu ikatan rangkap C=C pada sekurang-kurangnya satu rantai.

Tidak ada rotasi pada ikatan rangkap C=C sehingga posisi rantai terkunci secara permanen. Ini menjadikan molekul-molekul lebih sulit merapat. Jika tidak merapat dengan baik, gaya van der Waals tidak akan bekerja dengan baik.

Efek ini jauh lebih buruk untuk molekul-molekul dimana rantai-rantai hidrokarbonnya pada kedua ujung ikatan rangkap tersusun cis satu sama lain – dengan kata lain, keduanya berada pada sisi ikatan rangkap yang sama:

Jika berada pada sisi ikatan rangkap yang berlawanan (bentuk trans) maka efeknya tidak terlalu besar. Akan tetapi, keadaan sebenarnya lebih dari yang ditunjukkan diagram berikut karena perubahan-perubahan sudut ikatan di sekitar ikatan rangkap dibandingkan dengan pada bagian rantai yang lain.

Lemak dan minyak trans memiliki titik leleh yang lebih tinggi dibanding yang berbetuk cis karena kerapatan molekulnya tidak terlalu dipengaruhi. Lemak dan minyak tak-jenuh cenderung berbentuk cis.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Enter your search terms Submit search form

Situs ini Web

Mengenal Aldehid dan Keton

Halaman ini menjelaskan tentang pengertian aldehid dan keton, dan membahas sekilas tentang bagaimana ikatan aldehid dan keton berpengaruh terhadap kereaktifannya. Halaman ini juga meninjau sifat-sifat fisik sederhana seperti kelarutan dan titik didih. Rincian tentang reaksi kimia aldehid dan keton dibahas pada halaman yang lain.

Pengertian aldehid dan keton

Aldehid dan keton sebagai senyawa karbonil

Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil – sebuah ikatan rangkap C=O. Aldehid dan keton termasuk senyawa yang sederhana jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugus-gugus reaktif yang lain seperti -OH atau -Cl yang terikat langsung pada atom karbon di gugus karbonil – seperti yang bisa ditemukan misalnya pada asam-asam karboksilat yang mengandung gugus -COOH.

Contoh-contoh aldehid

Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus berikut:

• atom hidrogen lain
• atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.

Pada pembahasan kali ini, kita tidak akan menyinggung tentang aldehid yang mengandung cincin benzen.

Pada gambar di atas kita bisa melihat bahwa keduanya memiliki ujung molekul yang sama persis. Yang membedakan hanya kompleksitas gugus lain yang terikat.

Jika kita menuliskan rumus molekul untuk molekul-molekul di atas, maka gugus aldehid (gugus karbonil yang mengikat atom hidrogen) selalunya dituliskan sebagai -CHO – dan tidak pernah dituliskan sebagai COH. Oleh karena itu, penulisan rumus molekul aldehid terkadang sulit dibedakan dengan alkohol. Misalnya etanal dituliskan sebagai CH₃CHO dan metanal sebagai HCHO.

Penamaan aldehid didasarkan pada jumlah total atom karbon yang terdapat dalam rantai terpanjang – termasuk atom karbon yang terdapat pada gugus karbonil. Jika ada gugus samping yang terikat pada rantai terpanjang tersebut, maka atom karbon pada gugus karbonil harus selalu dianggap sebagai atom karbon nomor 1.

Contoh-contoh keton

Pada keton, gugus karbonil memiliki dua gugus hidrokarbon yang terikat padanya. Sekali lagi, gugus tersebut bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung cincin benzen. Disini kita hanya akan berfokus pada keton yang mengandung gugus alkil untuk menyederhanakan pembahasan.

Perlu diperhatikan bahwa pada keton tidak pernah ada atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonil.

Propanon biasanya dituliskan sebagai CH₃COCH₃. Diperlukannya penomoran atom karbon pada keton-keton yang lebih panjang harus selalu diperhatikan. Pada pentanon, gugus karbonil bisa terletak di tengah rantai atau di samping karbon ujung – menghasilkan pentan-3-ena atau pentan-2-on.

Ikatan dan Kereaktifan

Ikatan pada gugus karbonil

Atom oksigen jauh lebih elektronegatif dibanding karbon sehingga memiliki kecenderungan kuat untuk menarik elektron-elektron yang terdapat dalam ikatan C=O kearahnya sendiri. Salah satu dari dua pasang elektron yang membentuk ikatan rangkap C=O bahkan lebih mudah tertarik ke arah oksigen. Ini menyebabkan ikatan rangkap C=O sangat polar.

Reaksi-reaksi penting dari gugus karbonil

Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil bisa diserang oleh nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CN^-), atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas pada sebuah atom nitrogen dalam molekul amonia NH₃).

Selama reaksi berlangsung, ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi, seringkali diikuti dengan hilangnya sebuah molekul air. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi-eliminasi atau kondensasi. Dalam pembahasan tentang aldehid dan keton anda akan menemukan banyak contoh reaksi adisi sederhana dan reaksi adisi-eliminasi.

Aldehid dan keton mengandung sebuah gugus karbonil. Ini berarti bahwa reaksi keduanya sangat mirip jika ditinjau berdasarkan gugus karbonilnya.

Perbedaan aldehid dan keton

Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi.

Sebagai contoh, etanal, CH₃CHO, sangat mudah dioksiasi baik menjadi asam etanoat, CH₃COOH, atau ion etanoat, CH₃COO^-.

Keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya bisa dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan untuk memutus ikatan karbon-karbon.

Oksidasi aldehid dan keton juga dibahas dalam modul belajar online ini pada sebuah halaman khusus di topik aldehid dan keton.

Sifat-sifat fisik

Titik didih

Aldehid sederhana seperti metanal memiliki wujud gas (titik didih -21°C), dan etanal memiliki titik didih +21°C. Ini berarti bahwa etanal akan mendidih pada suhu yang mendekati suhu kamar.

Aladehid dan keton lainnya berwujud cair, dengan titik didih yang semakin meningkat apabila molekul semakin besar.

Besarnya titik didih dikendalikan oleh kekuatan gaya-gaya antar-molekul.

Gaya dispersi van der Waals

Gaya tarik ini menjadi lebih kuat apabila molekul menjadi lebih panjang dan memiliki lebih banyak elektron. Peningkatan gaya tarik ini akan meningkatkan ukuran dipol-dipol temporer yang terbentuk. Inilah sebabnya mengapa titik didih meningkat apabila jumlah atom karbon dalam rantai juga meningkat – baik pada aldehid maupun pada keton.

Gaya tarik dipol-dipol van der Waals

Aldehid dan keton adalah molekul polar karena adanya ikatan rangkap C=O. Seperti halnya gaya-gaya dispersi, juga akan ada gaya tarik antara dipol-dipol permanen pada molekul-molekul yang berdekatan.

Ini berarti bahwa titik didih akan menjadi lebih tinggi dibanding titik didih hidrokarbon yang berukuran sama – yang mana hanya memiliki gaya dispersi.

Mari kita membandingkan titik didih dari tiga senyawa hidrokarbon yang memiliki besar molekul yang mirip. Ketiga senyawa ini memiliki panjang rantai yang sama, dan jumlah elektronnya juga mirip (walaupun tidak identik).

molekul	tipe	titik didih (°C)
CH3CH2CH3	alkana	-42
CH3CHO	aldehid	+21
CH3CH2OH	alkohol	+78

Pada tabel di atas kita bisa melihat bahwa aldehid (yang memiliki gaya tarik dipol-dipol dan gaya tarik dispersi) memiliki titik didih yang lebih tinggi dari alkana berukuran sebanding yang hanya memiliki gaya dispersi.

Akan tetapi, titik didih aldehid lebih rendah dari titik didih alkohol. Pada alkohol, terdapat ikatan hidrogen ditambah dengan dua jenis gaya-tarik antar molekul lainnya (gaya-tarik dipol-dipol dan gaya-tarik dispersi).

Walaupun aldehid dan keton merupakan molekul yang sangat polar, namun keduanya tidak memiliki atom hidrogen yang terikat langsung pada oksigen, sehingga tidak bisa membentuk ikatan hidrogen sesamanya.

Kelarutan dalam air

Aldehid dan keton yang kecil dapat larut secara bebas dalam air tetapi kelarutannya berkurang seiring dengan pertambahan panjang rantai. Sebagai contoh, metanal, etanal dan propanon – yang merupakan aldehid dan keton berukuran kecil – dapat bercampur dengan air pada semua perbandingan volume.

Alasan mengapa aldehid dan keton yang kecil dapat larut dalam air adalah bahwa walaupun aldehid dan keton tidak bisa saling berikatan hidrogen sesamanya, namun keduanya bisa berikatan hidrogen dengan molekul air.

Salah satu dari atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dalam sebuah molekul air bisa tertarik dengan baik ke salah satu pasangan elektron bebas pada atom oksigen dari sebuah aldehid atau keton untuk membentuk sebuah ikatan hidrogen.

Tentunya juga terdapat gaya dispersi dan gaya tarik dipol-dipol antara aldehid atau keton dengan molekul air.

Pembentukan gaya-gaya tarik ini melepaskan energi yang membantu menyuplai energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul air dan aldehid atau keton satu sama lain sebelum bisa bercampur.

Apabila panjang rantai meningkat, maka “ekor-ekor” hidrokarbon dari molekul-molekul (semua hidrokarbon sedikit menjauh dari gugus karbonil) mulai mengalami proses di atas.

Dengan menekan diri diantara molekul-molekul air, ekor-ekor hidrokarbon tersebut memutus ikatan hidrogen yang relatif kuat antara molekul-molekul air tanpa menggantinya dengan ikatan yang serupa. Ini menjadi proses yang tidak bermanfaat dari segi energi, sehingga kelarutan berkurang.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Enter your search terms Submit search form

Situs ini Web

Pengantar Alkohol

Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan alkohol, dan apa perbedaan antara alkohol primer, sekunder dan tersier. Disini juga dibahas dengan sedikit mendetail tentang sifat-sifat fisik sederhana dari alkohol seperti kelarutan dan titik didih. Penjelasan rinci tentang reaksi-reaksi kimia alkohol akan dibahas di halaman-halaman lain.

Pengertian Alkohol

Contoh-contoh

Alkohol adalah senyawa-senyawa dimana satu atau lebih atom hidrogen dalam sebuah alkana digantikan oleh sebuah gugus -OH. Pada pembahasan kali ini, kita hanya akan melihat senyawa-senyawa yang mengandung satu gugus -OH.

Sebagai contoh:

Jenis-jenis alkohol

Alkohol dapat dibagi kedalam beberapa kelompok tergantung pada bagaimana posisi gugus -OH dalam rantai atom-atom karbonnya. Masing-masing kelompok alkohol ini juga memiliki beberapa perbedaan kimiawi.

Alkohol Primer

Pada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya terikat pada satu gugus alkil.

Beberapa contoh alkohol primer antara lain:

Perhatikan bahwa tidak jadi masalah seberapa kompleks gugus alkil yang terikat. Pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara gugus CH₂ yang mengikat gugus -OH dengan sebuah gugus alkil.

Ada pengecualian untuk metanol, CH₃OH, dimana metanol ini dianggap sebagai sebuah alkohol primer meskipun tidak ada gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang membawa gugus -OH.

Alkohol sekunder

Pada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.

Contoh:

Alkohol tersier

Pada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama atau berbeda.

Contoh:

Sifat-sifat fisik alkohol

Titik Didih

Grafik berikut ini menunjukan titik didih dari beberapa alkohol primer sederhana yang memiliki sampai 4 atom karbon.

Yakni:

Alkohol-alkohol primer ini dibandingkan dengan alkana yang setara (metana sampai butana) yang memiliki jumlah atom karbon yang sama.

Dari grafik di atas dapat diamati bahwa:

• Titik didih sebuah alkohol selalu jauh lebih tinggi dibanding alkana yang memiliki jumlah atom karbon sama.
• Titik didih alkohol meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah atom karbon.

Pola-pola titik didih mencerminkan pola-pola gaya tarik antar-molekul.

Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen terjadi antara molekul-molekul dimana sebuah atom hidrogen terikat pada salah satu dari unsur yang sangat elektronegatif – fluorin, oksigen atau nitrogen.

Untuk alkohol, terdapat ikatan hidrogen antara atom-atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dengan pasangan elektron bebas pada oksigen dalam molekul-molekul lain.

Atom-atom hidrogen sedikit bermuatan positif karena elektron-elektron ikatan tertarik menjauh dari hidrogen menuju ke atom-atom oksigen yang sangat elektronegatif.

Pada alkana, satu-satunya gaya antar-molekul yang ada adalah gaya dispersi van der Waals. Ikatan-ikatan hidrogen jauh lebih kuat dibanding gaya-gaya tersebut sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk memisahkan molekul-molekul alkohol dibanding untuk memisahkan molekul-molekul alkana.

Inilah sebab utama mengapa titik didih alkohol lebih tinggi dari alkana.

Pengaruh gaya van der Waals

Pengaruh terhadap titik didih alkohol:

Ikatan hidrogen bukan satu-satunya gaya antar-molekul dalam alkohol. Dalam alkohol ditemukan juga gaya-gaya dispersi van der Waals dan interaksi dipol-dipol.

Ikatan hidrogen dan interaksi dipol-dipol hampir sama untuk semua alkohol, tapi gaya dispersi akan meningkat apabila alkohol menjadi lebih besar.

Gaya-gaya tarik ini menjadi lebih kuat jika molekul lebih panjang dan memiliki lebih banyak elektron. Ini meningkatkan besarnya dipol-dipol temporer yang terbentuk.

Inilah yang menjadi penyebab mengapa titik didih meningkat apabila jumlah atom karbon dalam rantai meningkat. Diperlukan lebih banyak energi untuk menghilangkan gaya-gaya dispersi, sehingga titik didih meningkat.

Pengaruh terhadap perbandingan antara alkana dan alkohol:

Bahkan jika tidak ada ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol, titik didih alkohol tetap lebih tinggi dibanding alkana sebanding yang memiliki jumlah atom karbon sama.

Bandingkan antara etana dan etanol:

Etanol memiliki molekul yang lebih panjang, dan oksigen yang terdapat dalam molekulnya memberikan 8 elektron tambahan. Struktur yang lebih panjang dan adanya atom oksigen akan meningkatkan besarnya gaya dispersi van der Waals, demikian juga titik didihnya.

Jika kita hendak membuat perbandingan yang cermat untuk mengamati efek ikatan hidrogen terhadap titik didih, maka akan lebih baik jika kita membandingkan etanol dengan propana bukan dengan etana. Propana memiliki panjang molekul yang kurang lebih sama dengan etanol, dan jumlah elektronnya tepat sama.

Kelarutan alkohol dalam air

Alkohol-alkohol yang kecil larut sempurna dalam air. Bagaimanapun perbandingan volume yang kita buat, campurannya akan tetap menjadi satu larutan.

Akan tetapi, kelarutan berkurang seiring dengan bertambahnya panjang rantai hidrokarbon dalam alkohol. Apabila atom karbonnya mencapai empat atau lebih, penurunan kelarutannya sangat jelas terlihat, dan campuran kemungkinan tidak menyatu.

Kelarutan alkohol-alkohol kecil di dalam air

Perhatikan etanol sebagai sebuah alkohol kecil sederhana. Pada etanol murni dan air murni yang akan dicampur, gaya tarik antar-molekul utama yang ada adalah ikatan hidrogen.

Untuk bisa mencampur kedua larutan ini, ikatan hidrogen antara molekul-molekul air dan ikatan hidrogen antara molekul-molekul etanol harus diputus. Pemutusan ikatan hidrogen ini memerlukan energi.

Akan tetapi, jika molekul-molekul telah bercampur, ikatan-ikatan hidrogen yang baru akan terbentuk antara molekul air dengan molekul etanol.

Energi yang dilepaskan pada saat ikatan-ikatan hidrogen yang baru ini terbentuk kurang lebih dapat mengimbangi energi yang diperlukan untuk memutus ikatan-ikatan sebelumnya.

Disamping itu, gangguan dalam sistem mengalami peningkatan, yakni entropi meningkat. Ini merupakan faktor lain yang menentukan apakah penyatuan larutan akan terjadi atau tidak.

Kelarutan yang lebih rendah dari molekul-molekul yang lebih besar

Bayangkan apa yang akan terjadi jika ada, katakanlah, 5 atom karbon dalam masing-masing molekul alkohol.

Rantai-rantai hidrokarbon menekan diantara molekul-molekul air sehingga memutus ikatan-ikatan hidrogen antara molekul-molekul air tersebut.

Ujung -OH dari molekul alkohol bisa membentuk ikatan-ikatan hidrogen baru dengan molekul-molekul air, tetapi “ekor-ekor” hidrogen tidak membentuk ikatan-ikatan hidrogen.

Ini berarti bahwa cukup banyak ikatan hidrogen awal yang putus tidak diganti oleh ikatan hidrogen yang baru.

Yang menggantikan ikatan-ikatan hidrogen awal tersebut adalah gaya-gaya dispersi van der Waals antara air dan “ekor-ekor” hidrokarbon. Gaya-gaya tarik ini jauh lebih lemah. Itu berarti bahwa energi yang terbentuk kembali tidak cukup untuk mengimbangi ikatan-ikatan hidrogen yang telah terputus. Walaupun terjadi peningkatan entropi, proses pelarutan tetap kecil kemungkinannya untuk berlangsung.

Apabila panjang alkohol meningkat, maka situasi ini semakin buruk, dan kelarutan akan semakin berkurang.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Enter your search terms Submit search form

Situs ini Web

Reaksi Alkena dengan Hidrogen Halida

Halaman ini membahas mengenai reaksi antara ikatan karbon-karbon rangkap (C=C) pada senyawa-senyawa alkena seperti etena dengan halida-halida hidrogen seperti hidrogen klorida dan hidrogen bromida.

Alkena-alkena simetris (seperti etena atau but-2-ena) akan dibahas pertama kali. Alkena-alkena ini memiliki gugus-gugus identik yang terikat pada masing-masing ujung ikatan C=C. Untuk alkena-alkena yang tidak simetris seperti propena, reaksi yang terjadi sedikit lebih rumit, sehingga akan dibahas pada bagian terpisah selanjutnya.

Adisi pada alkena-alkena simetris

Fakta-fakta

Semua alkena mengalami reaksi adisi dengan halida-halida hidrogen. Sebuah atom hidrogen terikat pada salah satu atom karbon yang pada awalnya berikatan rangkap, dan sebuah atom halogen terikat pada atom karbon lainnya.

Sebagai contoh, dengan etena dan hidrogen klorida, akan terbentuk kloroetana:

But-2-ena dengan hidrogen klorida akan menghasilkan 2-klorobutana:

Apa yang akan terjadi jika hidrogen diadisi ke atom karbon pada ujung sebelah kanan ikatan rangkap, dan klorin diadisi ke atom karbon pada ujung sebelah kiri? Hasil reaksi yang terbentuk masih sama, yaitu 2-klorobutana.

Klorin akan terikat pada atom karbon setelah ujung rantai – molekul hanya terputar dimana hidrogen dan klorin menempati ujung yang berlainan.

Ada perbedaan untuk alkena yang tidak simetris – itulah sebabnya alkena yang tidak simetris ini akan dibahas secara terpisah.

Kondisi-kondisi

Senyawa-senyawa alkena bereaksi dengan hidrogen halida yang berwujud gas pada suhu kamar. Jika alkena juga merupakan sebuah gas, maka kedua gas tersebut bisa bercampur. Jika alkena berwujud cair, maka hidrogen halida bisa digelembungkan melalui alkena yang berwujud cair tersebut.

Senyawa-senyawa alkena juga akan bereaksi dengan larutan-larutan gas yang pekat dalam air. Larutan hidrogen klorida dalam air adalah asam hidroklorat. Larutan hidrogen bromida dalam air adalah asam hidrobromat – dan seterusnya.

Akan tetapi, reaksi-reaksi ini sedikit rumit. Air juga akan terlibat dalam reaksi dan hasil reaksi adalah campuran dari beberapa produk.

Laju reaksi

Variasi laju reaksi sesuai jenis halogen

Laju raksi akan meningkat sesuai dengan urutan HF – HCl – HBr – HI. Hidrogen fluoride bereaksi jauh lebih lambat dibanding HF, HBr dan HI, dan biasanya diabaikan ketika kita membahas tentang reaksi-reaksi ini.

Apabila halida-halida hidrogen bereaksi dengan senyawa-senyawa alkena, maka ikatan hidrogen-halogen harus terputus. Kekuatan ikatan akan menurun semakin ke bawah mulai dari HF sampai HI, dan ikatan hidrogen-fluorine cukup kuat. Karena ikatan antara hidrogen dan fluorine sulit diputus, maka adisi HF akan berlangsung lambat.

Variasi laju reaksi sesuai jenis alkena

Variasi ini berlaku baik bagi alkena tak-simetris maupun alkena simetris. Untuk memudahkan, berikut ini hanya diberikan contoh-contoh dari alkena simetris.

Laju reaksi meningkat seiring dengan bertambah kompleksnya molekul alkena, yakni bertambah besar dalam arti jumlah gugus alkil (seperti gugus metil) yang terikat pada atom karbon di kedua ujung ikatan rangkap.

Sebagai contoh:

Ada dua penjelasan untuk meningkatnya kereaktifan pada gambar di atas – kedua penjelasan ini memerlukan pengetahuan tentang mekanisme reaksi.

Alkena bereaksi karena elektron-elektron dalam ikatan pi menarik sesuatu yang memiliki muatan positif. Apapun yang dapat meningkatkan kepadatan elektron di sekitar ikatan rangkap akan membantu daya tarik elektron-elektron dalam ikatan pi tersebut.

Gugus-gugus alkil memiliki kecenderungan untuk “menekan” elektron-elektron agar menjauh darinya menuju ke ikatan rangkap. Semakin banyak gugus alkil, semakin negatif daerah di sekitar ikatan-ikatan rangkap tersebut.

Semakin bermuatan negatif daerah di sekitar ikatan rangkap, maka semakin kuat daya tariknya terhadap molekul-molekul seperti hidrogen klorida.

Meski demikian, alasan yang lebih penting tentang meningkatnya kereaktifan terletak pada kestabilan ion intermediet yang terbentuk selama reaksi berlangsung. Ketiga contoh yang diberikan pada gambar di atas menghasilkan ion-ion karbonium berikut (ion intermediet) pada tahap pertengahan reaksi:

Kestabilan ion-ion intermediet ini mempengaruhi energi aktivasi reaksi. Semakin kompleks alkena, energi aktivasi reaksi semakin berkurang. Ini berarti bahwa reaksi akan berlangsung lebih cepat.

Adisi pada alkena-alkena tidak simetris

Fakta-fakta

Dari segi kondisi-kondisi reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, tidak ada perbedaan antara alkena tak-simetris dengan alkena simetris yang telah dijelaskan di atas. Yang menjadi permasalahan pada alkena-alkena tidak simetris adalah orientasi adisi – dengan kata lain, atom karbon mana dari ikatan rangkap yang dimasuki oleh hidrogen dan halogen.

Orientasi adisi

Jika HCl diadisi pada alkena tidak simetris seperti propena, ada dua kemungkinan cara adisi yang bisa terjadi. Akan tetapi, biasaya hanya terdapat satu produk utama.

Ini sejalan dengan Kaidah Markovnikov yang mengatakan bahwa:

Apabila sebuah senyawa HX diadisi pada sebuah alkena tidak simetris, maka hidrogen akan terikat pada atom karbon yang sebelumnya memiliki paling banyak atom hidrogen.

Dalam hal ini, hidrogen terikat pada gugus CH₂, karena gugus CH₂ memiliki lebih banyak hidrogen dibanding gugus CH.

Perlu diperhatikan bahwa hanya hidrogen yang terikat langsung pada atom karbon ikatan rangkap yang dihitung. Hidrogen yang terdapat pada gugus CH₃ tidak dianggap.

Pengecualian untuk hidrogen bromida

Berbeda dengan halida-halida hidrogen yang lain, hidrogen bromida bisa diadisi ke sebuah ikatan karbon-karbon rangkap baik pada ujung yang satu maupun pada ujung yang lain – tergantung pada kondisi-kondisi reaksi.

Adisi hidrogen bromida murni pada alkena murni

Apabila hidrogen bromida dan alkena sama-sama murni, hidrogen bromida akan masuk ke karbon ikatan rangkap menurut Kaidah Markovnikov. Sebagai contoh, dengan propena akan diperoleh 2-bromopropana.

Halida-halida hidrogen yang lain mengalami adisi dengan propena persis sama seperti mekanisme di atas.

Adisi hidrogen bromida yang mengandung peroksida organik pada alkena yang mengandung peroksida yang sama

Oksigen dari udara cenderung bereaksi lambat dengan alkena menghasilkan beberapa peroksida organik, sehingga dengan sendirinya akan terdapat beberapa peroksida organik dalam alkena. Dengan demikian, reaksi dengan oksigen ini adalah reaksi yang cenderung terjadi sebelum semua udara dikeluarkan dari sistem.

Apabila hidrogen bromida dan alkena sama-sama mengandung peroksida organik dalam jumlah kecil, maka reaksi adisi berlangsung dengan cara berbeda dan dihasilkan 1-bromopropana:

Reaksi ini terkadang disebut sebagai adisi anti-Markovnikov atau efek peroksida.

Peroksida-peroksida organik adalah sumber radikal bebas yang sangat potensial. Dengan adanya peroksida organik, hidrogen bromida akan bereaksi dengan alkena menggunakan mekanisme yang berbeda (lebih cepat). Karena berbagai faktor, reaksi ini tidak terjadi pada halida-halida hidrogen yang lain.

Reaksi ini juga bisa terjadi dengan mekanisme ini jika terdapat sinar ultraviolet dengan panjang gelombang yang tepat untuk memutus ikatan hidrogen-bromida menjadi hidrogen dan radikal bebas bromin.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Enter your search terms Submit search form

Situs ini Web

Penggunaan panah melengkung dalam mekanisme reaksi

Halaman ini menjelaskan penggunaan panah melengkung untuk memperlihatkan pergerakan  elektron pasangan dan elektron tunggal pada mekanisme reaksi organik.

Penggunaan panah melengkung untuk menunjukkan pergerakan  elektron pasangan

Panah melengkung digunakan dalam mekanisme untuk memperlihatkan berbagai macam pergerakan  elektron.

Bagian belakang dari panah adalah tempat awal pasangan elektron. Itu sudah jelas. Anda juga harus memperlihatkan pasangan elektron sebagai ikatan atau jika merupakan  elektron bebas/tunggal  , sebagai titik. Ingat bahwa elektron bebas  adalah  elektron pada suatu  ikatan yang tidak dipakai untuk berikatan.

Kepala dari panah adalah letak terakhir dari elektron.

Sebagai contoh, pada reaksi antara eten dan hidrogen bromida, satu dari dua ikatan antar karbon terputus. Ikatan tersebut merupakan pasangan elektron.

Elektron tersebut pindah untuk membentuk ikatan baru dengan hidrogen dari HBr. Pada saat yang sama pasangan elektron pada hidrogen bromida pindah ke atom bromida.

Tidak perlu untuk menggambar pasangan elektron pada ikatan sebagai dua buah titik. Cukup dengan garis. Anda juga dapat menambahkan dua buah titik jika ingin.

Perhatikan bahwa panah mengarah ke daerah antara C dan H karena elektron menuju ke daerah tersebut.  Juga perhatikan pergerakan antara H dan Br juga digambarkan dengan panah melengkung walau pasangan elektron menuju ke arah bawah. Anda harus menunjukkan pergerakan elektron dengan garis melengkung bukan dengan garis lurus.

Tahap kedua dari reaksi ini menunjukan  pergerakan elektron bebas.

Tahap pertama meninggalkan muatan positif apda tangan kanan karbon dan muatan negatif pada bromida.  Anda dapat tebak bahwa elektron pada bromidalah yang sebenarnya membuat ikatan  hidrogen bromida.

Pasangan tunggal pada ion bromida  bergerak untuk membentuk ikatan baru antara bromin dan tangan kanan atom karbon. Pergerakan itulah yang ditunjukkan dengan panah melengkung.
Perhatikan juga bahwa panah melengkung menunjuk pada daerah antara karbon dan bromina karena ke daerah tersebut elektron pindah.

Sehingga anda mendapatkan produk dari reaksi ini, bromothane:

Penggunaan panah melengkung untuk menunjukkan pergerakan elektron tunggal

Penggunaan umum dari panah melengkung adalah untuk memperlihatkan pergerakan elektron pasangan. Anda juga edapat menggunakannya untuk memperlihatkan pergerakan elektron tunggal, namun dengancatatan ujung dari panah tersebut hanya menggunakan satu garis bukan dua. (Lihat gambar)

Pergerakan pasangan elektron

Pergerakan elektron tunggal

Tahap pertama dari polemerisasi dari eten, sebagai contoh, ditunjukkan dengan:

Anda harus menggambar titik untuk menunjukkan masing masing elektron. Panah tidak sempurna (half arrow) menunjukkan arah kemana mereka pindah.

Penggunaan panah- panah ini harus anda sesuaikan dengan text book yang anda pakai.

Ada beberapa kesalahan yang membingungkan pada penggunaan panah penuh (dengan dua garis) dan panah tidak sempurna (dengan satu garis). Sesuaikan dengan Text book anda.
Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Enter your search terms Submit search form

Situs ini Web