MAKALAH KIMIA ORGANIK IKATAN KIMIA DAN STRUKTUR MOLEKUL

Transkripsi

1 MAKALAH KIMIA ORGANIK IKATAN KIMIA DAN STRUKTUR MOLEKUL Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Kimia Organik Dosen Pembimbing : Ir. Dyah Tri Retno, MM Disusun oleh : Kelompok 1 1. Angga Oktyashari Nada Julian Raif Salma Zulfa Afifah Krissa Pria Dwi P Antonius Supriadi Muh Dzikra Afnanta FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI JURUSAN D3 TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NEGERI VETERAN YOGYAKARTA 2016

2 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga makalah ini dapat kami selesaikan sesuai yang diharapkan. Dalam makalah ini kami membahas Ikatan Kimia dan Struktur Molekul. Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman masalah dan salah satu syarat dalam menyelesaikan mata kuliah Kimia Organik pada semester genap program studi D3 Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta. Kami mengucapkan terima kasih atas bantuan : 1. Ir. Dyah Tri Retno, MM, selaku dosen mata kuliah Kimia Organik, 2. Rekan-rekan mahasiwa yang telah memberikan masukan untuk makalah ini. 3. Bapak dan ibu kami tercinta atas semua do a, dukungan, perhatian dan kasih sayang. Demikian makalah ini saya buat semoga bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan pengalaman bagi saya dan kelompok saya. Yogyakarta, 7 Maret 2016 Penyusun, Penyusun

3 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari sering kali kita menerima begitu saja dunia sekitar kita beserta perubahan-perubahan yang terjadi didalamnya tanpa mempertanyakan misalnya, apa itu air? apa itu bensin? mengapa bensin bisa terbakar sedangkan air tidak? Apakah arti tarbakar? Mengapa besi dapat berkarat sedangkan emas tidak? Apa itu karet dan bagaimana membuat karet tiruan? Pertanyaan-pertanyaan di atas adalah sebagian dari masalah yang dibahas dalam dalam ilmu kimia. Oleh karena itu, ilmu kimia dapat didefinisikan sebagai ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang materi, seperti hakekat, susunan, sifat-sifat, perubahan serta energi yang menyertai perubahannya. Suatu atom bergabung dengan atom lainnya melalui ikatan kimia sehingga dapat membentuk senyawa, baik senyawa kovalen maupun senyawa ion. Senyawa ion terbentuk melalui ikatan ion, yaitu ikatan yang terjadi antara ion positif (atom yang melepaskan electron) dan ion negatif (atom yang menangkap electron). Akibatnya, senyawa ion yang terbentuk bersifat polar. Dalam setiap senyawa, atom-atom terjalin secara terpadu oleh suatu bentuk ikatan antar atom yang disebut ikatan kimia. Seorang ahli kimia dari Amerika Serikat, yaitu Gilbert Newton Lewis ( ) dan Albrecht Kosel dari Jerman ( ) menerangkan tentang konsep ikatan kimia. 1. Unsur- unsur gas mulia (golongan VIIA) sukar membentuk senyawa karena konfigurasi elektronnya memiliki susunan elektron yang stabil. 2. Setiap unsur berusaha memeliki konfigurasi elektron seperti yang dimiliki oleh unsur gas mulia, yaitu dengan cara melepaskan elektron atau menangkap elektron. 3. Jika suatu unsur melepaskan elektron, artinya unsur itu elektron pada unsur lain. Sebaliknya, jika unsur itu menangkap elektron, artinya menerima elektron dari unsur lain. Jadi susunan yang stabil tercapai jika berikatan dengan atom unsur lain. 4. Kecenderungan atom- atom unsur untuk memiliki delapan elektron di kulit terluar disebut kaida oktet. B. Tujuan Makalah ini bertujuan agar mahasiswa mampu menjelaskan ikatan kimia, struktur molekul dan bentuk molekul senyawa organik.

4 C. Rumusan Masalah 1. Apa pengertian pemutusan (desosiasi) ikatan? 2. Apa pengertian molekul polar dan non polar? 3. Apa saja macam gaya tarik antar molekul? 4. Apa pengertian orbital hibrida karbon? 5. Apa pengertian orbital hibrida nitrogen? 6. Apa pengertian orbital hibrida oksigen?

5 BAB II PEMBAHASAN A. Pemutusan (disosiasi) Ikatan Ada dua cara agar ikatan terdisosiasi yaitu : 1. Pemutusan heterolitik yaitu apabila kedua elektron dipertahankan pada satu atom. Hasilnya adalah sepasang ion. Contoh : 2. Pemutusan homolitik yaitu jika tiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron. Hasilnya adalah radikal bebas (gugus yang mempunyai electron tidak berpasangan). Radikal bebas secara listrik netral dan sangat kreatif. Contoh: B. Molekul Polar dan Non Polar Ikatan kovalen non-polar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron ikatannya (PEI) tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron Ikatannya (PEI) cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan.

6 Perbedaan senyawa kovalen non-polar dan polar : Kovalen Non-Polar Kovalen Polar Tidak dapat larut dalam air Larut dalam air Tidak memiliki pasangan elektron Memiliki pasangan elektron bebas bebas Bentuk molekul simetris Bentuk molekul asimetris Momen dipol = 0 Momen dipol tidak = 0 Berakhiran genap Berakhiran ganjil, kecuali BX 3 dan Contoh : F 2, Cl 2, Br 2, I 2, O 2, H 2, N 2, CH 4, SF 6, PCl 5, BCl 3 PX 5 Contoh : NH 3, PCl 3, H 2 O, HCl, HBr, SO 3, N 2 O 5, Cl 2 O 5 1. Momen Ikatan Momen ikatan (satuan Debye (D)) merupakan ukuran kepolaran ikatan, dihitung dari muatan, e (satuan elektrostatik) x jarak antara matan (d) (dalam A o ). Besarnya momen ikatan beberapa ikatan. Ikatan Momen ikatan (D) Ikatan Momen ikatan (D) H C 0,4 C Cl 1,46 H N 1,31 C Br 1,38 H O 1,51 C I 1,19 C N 0,22 C = O 2,3 C O 0,74 C N 3,5 C F 1,41 2. Momen Dipol Momen dipol (μ) adalah jumlah vektor momen ikatan dalam molekul. Karena penjumlahan vector bergantung pada besar dan arah momen ikatan. Maka momen merupakan ukuran kepolaran molekul. Momen dipol beberapa senyawa organik.

7 Senyawa Momen Dipol (D) Senyawa Momen Dipol (D) H 2 O 1,84 CCl 4 0 NH 3 1,46 CO 2 0 CH 3 Cl 1,86 CH 3 OCH 3 1,3 C. Gaya Tarik Antar Molekul 1. Interaksi dipol-dipol Molekul akan saling tarik menarik antar muatan yang berbeda dan akan saling betolak dengan muatan yang sama diakibatkan adanya antaraksi dipol. a. Gaya London Gaya London adalah molekul non-polar saling ditarik oleh interaksi dipol-dipol lemah. Gaya London timbul dari dipol yang diinduksi dalam satu molekul oleh molekul lain. b. Gaya Van Der Waals Gaya Van Der Waals adalah interaksi berbagai dipol secara kolektif. Pada gaya ini jarak mempengaruhi gaya tarik antar muatan. Hal ini yang menyebabkan molekul rantai lurus mempunyai titik didihnya lebih tinggi dari pada rantai bercabang. 2. Ikatan Hidrogen Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom yang keelektronegatifannya tinggi (N, O, F), baik antar molekul atau inter molekul. Ikatan hidrogen juga berpengaruh pada (Titik didih dan Kelarutan). D. Ikatan Sigma dan Ikatan Phi Ikatan kovalen dihasilkan karena pembentukan orbital molekul yang terjadi akibat satu orbital atom bertumpang tindih dengan orbital atom lain. Tumpang tindih orbital antar atom menghasilkan orbital molekul. Ada 2 cara orbital saling bertumpang tindih :

8 a. Tumpang tindih ujung-ujung, menghasilkan orbital molekul sigma, ikatannya disebut ikatan sigma(σ). b. Tumpang tindih sisi-sisi, menghasilkan orbital molekul pi (π), ikatannya disebut ikatan pi (π). E. Orbital Hibrida Karbon Bila atom hidrogen menjadi bagian dari suatu molekul, maka digunakan orbital atom 1s untuk ikatan. Atom karbon tidak menggunakan keempat orbitalnya secara murni untuk ikatan tetapi bercampur (hibridisasi) menurut satu dari tiga cara berikut: 1. hibridisasi sp 3, digunakan untuk membentuk 4 ikatan tunggal 2. hibridisasi sp 2, untuk membentuk ikatan rangkap 3. hibridisasi sp, untuk membentuk ikatan ganda tiga atau ikatan rangkap terakumulasi

9 Hibridisasi memberikan ikatan yang lebih kuat karena tumpang tindih lebih besar sehingga menghasilkan molekul berenergi lebih rendah yang lebih stabil 1. Hibridisasi sp 3 Pembentukan orbital sp 3 digambarkan dengan diagram orbital, setiap kotak menyatakan orbital, elektron dinyatakan oleh panas, arah panah merupakan spin elektron. Dalam metana(ch 4 ) masing-masing orbital sp 3 dari karbon bertumpang tindih dengan orbital 1s dari hidrogen membentuk orbital molekul sp 3 s yang simetris sekeliling sumbu yang lewat inti karbon dan hidrogen. Ikatan antara C dan H ini merupakan ikatan sigma. 2. Hibridisasi sp 2 Pembentukan orbital sp 2, karbon berhibridisasi orbital 2s-nya hanya dengan orbital 2p-nya. Masing-masing orbital sp 2 mempunyai bentuk yang sama seperti orbital sp 3 dan mengandung satu elektron yang dapat digunakan untuk ikatan.

10 Dalam etilena (CH 2 CH 2 ) tumpang tidih satu orbital sp 2 dari masingmasing atom karbon membentuk sigma C-C, dua orbital sp 2 yang lain tumpang tidih dengan orbital 1s dan hydrogen membentuk ikatan sigma C-H. Setiap orbital p membentuk 2 cuping mengandung 1 electron, tumpang tindih sisi terhadap sisi membentuk orbital ikatan yang merupakan ikatan phi. Ikatan phi (π) : Hasil tumpang tindih orbital p, sisi terhadap sisi Mempunyai energi yang agak lebih tinggi dari pada ikatan sigma, agak kurang stabil dari pada ikatan σ sp2-sp2. Ikatan phi merupakan kedudukan kereaktifan kimia. Dalam molekul CH 2 =CH 2 energy disosiasi ikatan sigma adalah 95 kkal/mol, energi disosiasi ikatan phi 68 kkal/mol.

11 Dalam rumus struktur, ikatan rangkap dinyatakan oleh dua garis identik. Garis rangkap menggambarkan satu ikatan phi yang lemah. 3. Hibridisasi sp Bila atom C dihubungkan hanya terhadap dua atom lainnya, seperti dalam asetilena (H-C=C-H), keadaan hibridisasinya adalah sp. Dalam hal ini tinggal dua orbital 2p yang tidak terhibridisasi, masing-masing dengan satu elektron. Kedua orbital sp terletak sejauh mungkin, dalam garis lurus dengan sudut 180 o diantaranya. Orbital p saling tegak lurus dan tegak lurus terhadap garis orbital sp. Dalam asetilena, kedua atom karbon dihubungkan oleh ikatan sigma spsp. Masing-masing terikat terhadap atom hydrogen oleh ikatan sigma sp-s. Kedua orbital p dari satu karbon bertumpang tindih dengan kedua orbital p dari karbon lain untuk membentuk dua ikatan phi.

12 F. Orbital Hibrida Nitrogen Secara elektronika nitrogen sama dengan karbon, orbital atom dari nitrogen berhibridisasi menurut cara yang sangat bersamaan dengan karbon. Seperti ditunjukkan dalam diagram orbital di atas, perbedaan antara nitrogen dan karbon adalah satu orbital sp 3 dari nitrogen sudah terisi dengan sepasang elektron, sehingga nitrogen hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen dengan atom lain. Ammonia (NH 3 ) mengandung atom nitrogen sp 3 yang terikat pada 3 atom hidrogen. Seperti halnya karbon, nitrogen juga dapat berhibridisasi sp 2 dan sp. Perbedaan penting antara nitrogen dan karbon adalah satu orbital dari nitrogen terisi penuh sepasang elektron bebas.

13 G. Orbital Hibrida Oksigen Oksigen berhibridisasi menurut cara yang sama dengan karbon dan nitrogen. Dua dari empat orbital hibrida sp 3 dari oksigen sudah terisi sepasang elektron. Alkohol dan eter yang analog dengan air, mengandung atom oksigen terhibridisasi sp3 dan mempunyai 2 pasang elektron valensi menyendiri. H. Resonansi Benzena adalah senyawa siklik dengan 6 atom karbon yang tergabung dalam cincin. A B Dengan 6 elektron p, benzena mengandung 3 ikatan phi yang dapat digambarkan menurut A, dimana ikatannya bergantian antara ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Keenam electron phi terdelokalisasi sempurna dalam awan muatan elektron yang berbentuk seperti kue donat yang disebut awan phi aromatik.

14 1. Pergeseran Elektron Benzena bukan satu-satunya yang rumus ikatan valensi tunggalnya kurang cocok. Gugus nitro (-NO 2 ) adalah salah satu contoh yang baik untuk diterangkan struktur resonansinya. Bila menulis struktur resonansi, inti-inti atom sebuah molekul tidak bertukar posisi, hanya electron yang terdelokalisasi. Pergeseran dapat terjadi dengan cara : 1. Dari suatu ikatan phi ke sebuah atom disebelahnya : 2. Dari suatu ikatan phi ke posisi ikatan sebelahnya : 3. Dari suatu atom ke posisi ikatan sebelahnya :

15 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa : 1. Pemutusan (desosiasi) ikatan dibagi menjadi dua macam yaitu Pemutusan heterolitik yaitu apabila kedua elektron dipertahankan pada satu atom.dan pemutusan homolitik yaitu jika tiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron. 2. Molekul polar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron Ikatannya (PEI) cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Sedangkan molekul nonpolar adalah ikatan kovalen yang Pasangan Elektron ikatannya (PEI) tertarik sama kuat ke arah atom-atom yang berikatan. 3. Gaya tarik antar molekul ada dua macam yaitu interaksi dipol-dipol dan ikatan hidrogen.

16 DAFTAR PUSTAKA Dra. Sri Wahyuni Murni Bahan Ajar Mata Kuliah Kimia Organik. Yogyakarta : UPN Veteran Yogyakarta