KELOMPOK 2
1. FUJI ASTUTI
2. CRESNA
3. M. YUSI PRILINA BERTUS
4. SITTI RAHMI
5. MEGA SILVIA
Kel 2
Resonansi dapat menstabilkan molekul, hiperkonjugasi ?
H₂ C = CH - CH₃ H₂C=CH₂
Energy yang
dilepaskan untuk Energi
yang dilepaskan untuk
Hidrogenasi
: 30,1 kkl/mol hidrogenasi
: 32,8 kkl/mol
Energi hidrogenasi propena < etena → program lebih stabil dari
etena hidrogenasi akan membentuk ikatan C-H, C-H dengan cara memutuskan ikatan
rangkap dengan mengeluarkan energy / kalor.
Pada propena kalor yang dilepaskan lebih kecil karena pengaruh bentuk
hiperkonjugasi sehingga lebih stabil disbanding etena.
Jadi hiperkonjugasi juga menstabilkan molekul
Energi ikatan rata-rata
H - H 103,2
kkl
C - C (dalam C₂H₆) 77,7 kkl
C – C (dalam propana) 79,0 kkl
C – C (dalam iso C₄H₁₀) 80,1 kkl
C –C (dalam intan) 84,9
kkl
C = C (dalam C₂H₄)
140 kkl
C – C 98,2 kkl
Untuk
hidrogenasi diperlukan pemutusan ikatan ∏
C
= C - C – C
Etena etana
↓ ↓
140
kkl
- 77,7 kkl = 62,3 kkl
H – H =103,2 kkl
↓ 165,5 kkl
…………….. diperlukan
163,2
Pembentukkan ik. C – H : 2 x 98,2 = - 196,4 kkl
Kalor
hidrogenasi yang dilepaskan = -30,9 kkl
Resonasi
dapat menstabilkan molekul, hiperkonjugasi ?
H₂C
= CH - CH₃ H₂C
= CH₂
Energi
yang dilepaskan untuk Energi
yang dilepaskan untuk
Hidrogenasi
: 30,1 kkl/mol hidrogenasi
: 32,8 kkl/mol
Energi
hidrogenasi propena < etena → propena lebih stabil dari etena hidrogenasi
akan membentuk ikatan C – H, C – H dengan cara memutuskan ikatan rangkap dengan
mengeluarkan energi/kalor.
Bentuk
hiperkonjugasi sehingga lebih stabil disbanding etena.
Jadi
hiperkonjugasi juga menstabilkan molekul.
Energi
ikatan rata-rata
H - H 103,2
kkl
C - C (dalam C₂H₆) 77,7
kkl
C – C (dalam propana) 79,0 kkl
C – C (dalam iso C₄H₁₀) 80,1 kkl
C –C (dalam intan) 84,9
kkl
C = C (dalam C₂H₄)
140 kkl
C – C 98,2 kkl
Untuk hidrogenasi diperlukan pemutusan
ikatan ∏
C
= C - C – C
Etena etana
↓ ↓
140
kkl
- 77,7 kkl = 62,3 kkl
H – H =103,2 kkl
↓ 165,5 kkl
…………….. diperlukan
163,2
Pembentukkan ik. C – H : 2 x 98,2 = - 196,4 kkl
Kalor
hidrogenasi yang dilepaskan = -30,9 kkl
Misalkan
: apakah hiperkonjugasi menstabilkan molekul jika dibandingkan menggunakan
energi disosiasi
H₂C
= CH - CH₂ H₃C
- CH₃
92 kkl 88 kkl
Energy
disosiasi ikatan C – C pada propena lebih besar dibandingkan ikatan C – C pada
Etana. Hal ini disebabkan ik. C – C pada propena hampIr mendekati ke ikatan
rangkap yaitu pengaruh hiperkonjugasi.
Ikatan pada propena lebih kuat
dibandingkan pada etana.
Hiperkonjugasi/dapar
menstabilkan molekul, makin kuat ikatan → molekul makin stabi
|
senyawa
|
Panjang ikatan
C - C
|
Hibridisasi
|
|
H₃C – CH₃
H₂C = CH - CH₃
HC = C - CH₃
|
1,54 A°
1,50 A°
1,46 A°
|
SP³ - SP³
SP² - SP³
SP - SP³
|
CH₃
CH₂
= CH - CH₂CH₃ H₂C
= C - CH₃
1 – butena isobutilena
/ 2-metil-1-propena
Kalor
bakar : 649,8 kkl/mol 64,61
kkl/mol
H₂ = 2 H₂
= 6
Isobutena
lebih stabil karena memberikan sumbangan hiperkonjugasi lebih banyak. Makin
banyak Hα, strukturnya makin stabil.
Momen gugus
Momen
(D)
Gugus Alkil Aril
-
I
-
och₃ 1,22 1,35
-
NH₂ 1,2 1,48
-
Br 2,01 1,73
-
CI 2,05 1,70
-
OH 1,69 1,4
-
COOH 1,08 1,73
-
|
Resonansi memperbesar gugus
|
-
COCH₃ 2,78 3,00
-
NO₂ 3,68 4,21
-
C= N 4,00 4,39
µ
molekul = m – bromonitrobenzen
Br
4,21 µ =
120 µ =
o = 3,66
N 1,73
= µm – bromonitrobenzen dalam uap
α
o
a.
Langsung µ =
=
= 3,84 D
Cara pengamatan µm bromonitrobenzen = 3,4 D (dalam larutan benzen)
Molekul nitrobenzen dalam benzene 5% < dalam keadaan uap.
Bromobenzen dalam
benzene 10% < dalam keadaan uap.
4,21 = µ
nitrobenzen dalam uap
=
5%<
= µ
nitrobenzen dalam benzen
1,73 = µ
bromobenzen dalam uap
=
10%
= µ bromobenzen dalam benzen
Jika
diketahui µ nitrobenzen dalam benzen = 3,90 D dan µ bromobenzen dalam benzen =
1,54 D, maka:
µ =
=
= 3,48 D = µm – bromonitrobenzen dalam benzen.
Untuk hidrokarbon
Momen dipole H-C
dan C-Cmendekati nol (µ=0) untuk alifatik karena polaritas H dan C berdekatan.
M=0
Untuk aromatic,
momen dipole H-Cdan C-C tidak nol
Missal : Tolven
CH₃
µ
molekul Tolven = α 4 D
disebabkan
karena:
-
Perbedaan kepolaran gugus benzen dan CH₃
-
hiperkonjugasi
Hiperkonjugasi
CH₂ CH₂ HᶧCH₂ HᶧCH₂
µ
paling besar
p – nitrotolvena µ bertambah
besar karena efek gugus¯
p – florotrolvena nitro,
fluro,kloro yang bersifat (-)
p – klorotolvena sehingga
CH₃ (+) lebih besar
2+
NO₂ ʆ-
N N
CH₃
ʆ+
H vinil
H₂C – CH = CH₂ H
CH₂
= CH - CH₂
Stiren :
CH₂ = CH₂ ʆ ¯
Tidak ada dipol
H Hᶧ
H₂C – C = H₂C – C = CH µ = 0,24 D
Kalor bakar trans-2-butena < cis-2-butena dan 1 butena Hα sama
dengan cis-2-butena dalam hal ini yang berpengaruh adalah bentuk molekul
trans lebih stabil.
Memiliki partikel yang mempunyai ujung positif dan negative.
Momen dipole yaitu hasil kali muatan dengan jarak antar
muatan.
= e x d
=
2 x d
d = 10-10 m = 10-8 cm = 1 Å
e = 10-10 Å e.s.u. = 0 (ebye)
apabila sifat ion HCl 100% maka
e = 4,8 x 10-10 Å
e.s.u.
d = 1,27 Å
=
1,6 x 10-10 Å e.s.u.
=
6,1 D
Hasil percobaan
HCl = 1,03 D
Berarti sifat ion :
x
100% = 17%
Sehingga lebih bersifat ikatan kovalen
Pusat positif
H
H
H
Pusat muatan positif
O
C H
Pusat negatif
Cl Cl
Pusat muatan negatif
O =
C = O
= O
Linier
JARI-JARI VAN DER WAALS
Apabila 2 molekul mendekat satu sama lain tanpa membentuk
ikatan kimia, tetapi ada gaya tarik menarik timbal balik antara 2 molekul
tersebut sehingga terbentuk awan elektron (Gaya Van Der Waals). Jarak dimana
gaya adalah terbesar.
δ- δ+
δ+ δ-
induksi dari muatan + (positif) dan – (negatif) sehingga
terjadi tarik menarik dan terbentuk awan elektron.
Mudah atau tidaknya terjadi pemisahan muatan tidak sama
untuk setiap atom. Hal ini tergantung pada sifat atom untuk dapat dipolarkan
“Polarization”.
Jari-jari Van Der Waals
F 1,4
Å
Cl 1,8 Å
Br 2,0 Å
I 2,2 Å
F < Cl < Br < I
Mudah
dipolarkan
β-heksaklorosikloheksana (equator
e,e,e,e,e,e) Bemaksan ¥ (a, a, a, e, e,e)
λ ikatan C-Br dari CBr4
rC= r
Kovalen karbon C (0,77 Å)
rBr= r
Kovalen Br (1,14 Å)
r’Br=r
ikatan Van Der Waals Br (2,0 Å)
r=
jari-jari
Vektor dari momen-momen ikatan yang
ada di suatu molekul.
H2O
1040
|
2
= 180o – 1040
2
= 76o
= 38o
|
H2O = 1,84 D
H2O = P + P
= 2
OH Sin
Sin
=
P =
OH Sin
H2O = 2
OH Sin 38o
OH =
=
=
1,49 D
Untuk Metanol
:
CH3OH = 1,69
CH3OH =
CH3OH =
1,69 =
1,69 =
CO = 1,45 D
Ikatan H-N H-O H-S CN C-O C-C C-Br C=O
momen
ikatan (D) 1,3 1,5 0,7 1,0 1,2 1,9 1,8 2,7
molekul = momen molekul / momen dipole
AB
= momen ikatan AB
gugus
= momen gugus
Tabel Sudut
Ikatan Oksigen, Belerang dan Nitrogen
|
Sudut
|
Harga
|
Senyawa
|
|
HO-H
|
104o 27’
|
Air
|
|
C-O-H
|
107 – 109o
|
Metanol
|
|
C-O-C
|
111o 43’
|
Dimetil eter
|
|
C-O-C
|
124 ± 5o
|
Difenil eter
|
|
H-S-H
|
92,1o
|
H2S
|
|
C-S-H
|
99,4o
|
Metanetiol
|
|
C-S-C
|
99,1o
|
Dimetil sulfida
|
|
H-N-H
|
106o 461
|
Amonia
|
|
C-N-H
|
112o
|
Metilomina
|
|
C-N-C
|
108,7o
|
Trimetilamin
|
Tabel Harga
Energi Ikat E (250oC) Beberapa Tipe Ikatan
|
Ikatan
|
Kj/mol
|
Ikatan
|
Kj/mol
|
|
O-H
|
460-464
|
C-S
|
255
|
|
C-H
|
400-415
|
C-I
|
220
|
|
N-H
|
390
|
C≡C
|
835
|
|
S-H
|
340
|
C=C
|
610-630
|
|
C-O
|
355-380
|
C-C
|
345-355
|
|
C-C
|
345-355
|
C≡N
|
854
|
|
C-Cl
|
330
|
C=O
|
724-757
|
|
C-N
|
290-315
|
C=N
|
598
|
|
C-Br
|
275
|
|
|
ENERGI IKATAN
Energi Ikatan Molekul dwi atom adalah :
Energi yang diperlukan untuk membelah ikatan dalam
molekul tersebut menjadi atom-atomnya. (Catatan, pembelahan secara homolitik
dan energy atom-atom molekul tersebut berada pada keadaan dasar).
Dengan kata lain :
Energy ikatan yang dilepaskan = Energi waktu
pembentukan ikatan
Energi Dissosiasi :
-
Energy
Dissosiasi diukur dengan alat spektroskopi
-
Persamaan Van’t
Hoff
Keterangan
: R = Tetaan gas = 1,99 kal.mol
H = Entalphi
T = Temperatur
tinggi (Ko) (gas)
K = Tetapan
kesetimbangan dissosiasi
Tabel
Radius Kovalen Beberapa Unsur (r/
)
|
|
|
|
Ge
|
As
|
Se
|
Br
|
|
Tipe
Ikatan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H
|
|
|
|
|
|
|
-X
|
0,28
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B
|
C
|
N
|
O
|
F
|
|
-X
|
|
0,88
|
0,77
|
0,70
|
0,66
|
0,64
|
|
=X
|
|
|
0,665
|
0,60
|
0,55
|
|
|
=X
|
|
|
0,602
|
0,55
|
|
|
|
|
|
|
Si
|
P
|
S
|
Cl
|
|
-X
|
|
|
1,17
|
1,10
|
1,04
|
0,99
|
|
-X
|
|
|
1,22
|
1,21
|
1,17
|
1,14
|
|
|
|
|
Sn
|
Sb
|
Te
|
I
|
|
-X
|
|
|
1,40
|
1,40
|
1,37
|
1,33
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Panjang ikatan dipengaruhi oleh keadaan hibridisasi
atom-atom yang berikatan. Lebih banyak karakter s dalam hibrida orbital atom lebih pendek pula jarak ke inti dan
lebih pendek pula geometrinya. Radius kovalen meningkat sesuai dengan nomor
atom dalam satu golongan.
Tabel
Panjang Rata-rata Beberapa Ikatan Kovalen (r/
)
|
-C-C-
|
1,54
|
C=O
|
1,23
|
|
C=C
|
1,34
|
-C-N
|
1,48
|
|
-C≡C-
|
1,20
|
|
|
|
-C-O-
|
1,43
|
Ar-N
|
1,43
|
|
≡C-C≡
|
1,36
|
Cl-Cl
|
1,98
|
|
=C-C=
|
1,42
|
|
|
|
H-H
|
0,7413
|
C-AS
|
1,96
|
|
D-D
|
0,7417
|
N≡N
|
1,10
|
|
C-H
|
1,09
|
N=N
|
1,26
|
|
O-H
|
0,97
|
N-N
|
1,43
|
|
N-H
|
1,04
|
O=O
|
1,207
|
|
F-H
|
0,917
|
O-O
|
1,48
|
|
Cl-H
|
1,275
|
S-O
|
1,45
|
|
Br-H
|
1,408
|
C-F
|
1,36
|
|
I-H
|
1,60
|
=C-F
|
1,32
|
|
P-H
|
1,43
|
C-Cl
|
1,77
|
|
S-H
|
1,34
|
C-Br
|
1,93
|
|
Si-H
|
1,46
|
C-l
|
2,14
|
|
Ge-H
|
1,52
|
|
|
|
H
|
C
|
N
|
O
|
F
|
Si
|
S
|
Cl
|
Br
|
I
|
|
|
104
|
99
|
84
|
110
|
135
|
81
|
81
|
103
|
87
|
71
|
H
|
|
|
80
|
62
|
81
|
102
|
68
|
65
|
77
|
64
|
56
|
C
|
|
|
32
|
|
66
|
|
|
37
|
|
|
N
|
|
|
|
33
|
44
|
89
|
|
49
|
|
|
O
|
||
|
|
37
|
128
|
71
|
61
|
61
|
|
F
|
|||
|
|
43
|
61
|
66
|
53
|
|
Si
|
||||
|
|
49
|
61
|
53
|
|
S
|
|||||
|
|
58
|
52
|
51
|
Ci
|
||||||
|
|
46
|
43
|
Br
|
|||||||
|
|
36
|
I
|
Harga
Energi untuk ikatan tunggal : Kkal / gram ikatan
Yang
kosong sukar ditentukan secara Van’t Hoff atau spektroskopi misalnya diketahui
harga pada tabel sebagai
berikut :
H – H = 104 kkal ; C –
C = 80 kkal ; O – O = 33 kkal
1. Untuk
menentukan Energi ikatan C – H dan C – O dapat ditentukan dengan rumus
rata-rata Geometrik yaitu :
1)
Untuk Energi ikatan C-H =
=
=
91,21 uf Tabel 99.
2)
Untuk Energi ikatan C-O =
=
=
51,38 uf Tabel 81.
Dari pengamatan ini
memperhatikan bahwa Energi ikatan untuk C-H hitung mendekati Energi ikatan C-H
pada tabel, sedangkan untuk energy C-O terjadi perbedaan yang sangat jauh
antara energi ikatan perhitungan dan
energi ikatan pada table. Kenapa hal itu bias terjadi ?
Disini antara atom C
dan H perbedaan energy ikatan perhitungan tidak begitu jauh dengan energi
ikatan pada table, karena kepolaran hamper sama (homo polar), sedangkan antara
atom C dan O perbedaan energi ikatan
sangat jauh antara energi ikatan perhitungan dan energi ikatan pada table, karena
Keelektronegatifan C dan O sangat jauh berbeda (hetero polar), maka untuk senyawa yang seperti ini, energi ikatan
tidak harus dijumlahkan secara geometri harus ditambahkan faktor
keelektronegatifan.
Misalnya Unsur A dan B
mempunyai perbedaan keelektronegatifan yang besar maka untuk menghitung E
ikatan antara senyawa A-B adalah :
E A-B =
+
(xa-xb)2 *(xa-xb) faktor
keelektronegatifan*
Catatan : 1. E A-B
adalah E volt dimana 1 volt / ikatan = 23 kkal / gram ikatan
2.
Skala keelegtronegatifan ada dibukku
Fessenden jilid I hal 7
3.
Kalau 3 atom atau lebih bergabung
membentuk ikatan, maka energi ikatan dalam molekul tersebut adalah jumlah dari
semua energi ikatan yang terdapat dalam mulekul tersebut. Misalnya S 8
maka ada 8 ikatan S
2. Untuk
menentukan energi ikatan secara kalorimetri misalnya menentukan
energi ikatan O – H untuk reaksi
berikut :
2
H2 (g) + O2 (g) 2H2
O (g) ∆H = - 116 kkal
4
H
. (g) 2H2
(g) ∆H = - 208 kkal
2
O . (g) O2 (g) ∆H = - 118 kkal
4
H. (g) + 2 O. (g) 2H2
O (g) ∆H = - 442 kkal
* Untuk ikatan 4 ikatan OH = - 442
kkal jadi untuk 1 ikatan O-H = -105 kkal dst.
Table ∆H energi
Disossiasi ikatan dalam kkal/mol ada pada buku Fassenden Jilid I hal 19.
SIFAT
INTRAMOLEKUL
Ada
empat sifat atau efek yang bisa mempengaruhi hubungan struktur dari suatu
molekul dengan reaksinya yaitu :
1. Efek
Induksi (juga ada efek medan)
2. Efek
Resonansi (Mesomeri)
3. Efek
Sterik
4. Ikatan
Hidrogen
Ad 1. Efek Induksi (induktif)
Efek induksi adalah :
Suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu
molekul (lewat ikatan σ).
Dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I +
dan I –
I + jika
subtituen yang terikat mendorong elektron ( melepaskan e - )
I - jika
subtituen yang terikat menarik Elektron ( mengambil e - )
Efek induksi dari gugus
yang terikat pada rantai R dari asam karboksilat (gugus COOH)
H2 O
R
– COOH H+ + R - COO –
Bila ada gugus yang
terkait pada alkil dari asam karboksilat bersifat menarik elektron, maka efek
induktif akan diteruskan kesemua atom, oksigen dari hidroksida pada asam
menjadi relatif lebih positif, hydrogen mudah lepas kesamaan karboksilat
bertambah.
Contoh : Bandingkan
keasaman dari CH3 COOH pka = 4,80 dan
Cl
– CH2 – COOH pka = 2,86
Bila ada gugus yang
terikat pada alkil dari asam karboksilat bersifat mendorong elektron, maka efek
induktif akan diteruskan kesemua atom, oksogen dari hidroksida pada asam
menjadi relatif lebih negatif, hidrogen sukar lepas keasmaan karboksilat
berkurang.
Contoh : Bandingkan
keasaman dari CH3 COOH pka = 4,80 dan
(CH3)3
C – COOH pka = 5,05 dan
Catatan : 1.
pka adalah = - log ka, jika pka kecil berarti asam kuat dan sebaliknya
2. Keasaman lebih besar berarti kebasaan lebih
kecil dan sebaliknya.
2.
Efek Induksi (E elektrostatik) akan berkurang dengan adanya jarak gugus induksi
dengan pusat reaksi (COOH). Bandingkan keasaman senyawa :
2.1).
Cl –(CH2)2 –COOH pka
= 4,0 dan
2.2).
Cl –CH2 –COOH pka =2,86
Menurut
consensus :
v Gugus
yang menarik elektron lebih dari atom H disebut I-
v Gugus
yang mendorong electron lebih besar dari atom H disebut I- .
EFEK
INDUKSI (Induktif) DARI BEBERAPA GUGUS
|
Gugus
– gugus I-
|
Gugus
– gugus I+
|
||
|
-H
-NH3
-N+R3
-NO2
|
-F
-Cl
-Br
-OH
|
-OR
-SH
-SR
|
-CH3
-CH2R
-CHR2
-CR2
|
Cat :
Ø Pada
senyawa Alifatik yang berpengaruh selain efek induktif juga efek sterik.
Ø Pada
senyawa aromatik yang berpengaruh efek induktif, efek konyugasi dan efek
Resonansi (mesomeri).
Table
Efek Medan Beberapa Gugus Relatif Terhadap Hidrogen
(disusun
berdasarkan penurunan kekuatan).
|
+I
|
-I
|
|
O-
|
NR3 COOH OR
|
|
COO-
|
SR2+ F COR
|
|
CR3
|
NH3+ Cl SH
|
|
CHR2
|
NO2 Br OH
|
|
CH2R
|
SO2R I C=CR
|
|
CH3
|
CN Oar Ar
|
|
D
|
SO2AR COOR HC=CR2
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar