TINJAUAN ULANG TENTANG ATOM DAN MOLEKUL KIMIA ORGANIK

A)struktrur elektron dari atom 

Unsur-unsur yang paling penting daam ahli kimia organic adalah karbon, hydrogen, okseigen dan nitrogen. Setiap kali electron berhubungan dengan sejumlah eneergi tertentu. Eleketron yang diangkat ke inti lebih tertarik pada proton dalam inti dari pada electron yang lebih jauh kedudukannya. Karena itu, semakin dekat leketron terdapat ke inti semakin rendah energinya , dan lektron ini sukar berpindah dalam  reaksi kimia. Kulit electron yang terdekat ke  inti adalah kulit yang terendah energinya, dan lektron dalam kulit ini dikatakan berada pada tingkat pertama. Electron dalam kulit kedua, yaitu pada tingkat energy kedua, mempunyai energy yang lebih tinggi dari pada electron dalam tigkat pertama, electron pada tingkat ketiga yaitu pada energy energy ketiga, mempunyai energy yang lebih tinggi.

Semakin dekat elektron terdapat ke inti, semakin rendah energinya dan sulit untuk berpindah. Orbital atom adalah bagian dari ruang dimana kebolehjadian ditemukannya sebuah elektron dengan kadar energi yang khas adalah tinggi (90-95%). Rapat elektron adalah istilah lain yang digunkan untuk menggambarkan kebolehjadian ditemukannya elektron pada titik tertentu. Rapak elektron lebih tinggi berarti kebolehjadiannya lebih tinggi dan sebaliknya. Konfigurasi elektron adalah suatu pemerian mengenai struktur elektron dari unsur.

•  Orbital atom

Kulit electron pertama hanya mengandung orbital bulat 1s. kebolehjadian untuk menemukan electron 1s adalah tertinggi dalam bulatan ini. Kulit kedua, yang agak berjauhan dari inti dari pada kulit pertama, mengandung satu orbital 2s dan tiga orbital 2p. Orbital 2s, seperti orbital 1s adaah bulat.

Tingkat energy kedua mengandung tiga orbital atom 2p. orbital 2p ada jarak sedikit agak jauh dari inti dari pada orbital 2s dan mempunyai energy yang agak sedikit lebih tinggi. Orbital p berbentuk seperti halter, etiap orbital p mempunyai dua cuping yang terpisah oleh simpul pada inti. 

• Pengisian orbital

Electron mempunyai spin, yang dapat berputar menurut arah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam (+1/2 atau -1/2). Pin dari partikel bermuatan, menimbulkan medan magnet kecil atau momen magnet, dan dua electron dengan spin berlawanan.

 

            B) Jari-jari atom dan Keelektronegatifan
   Jari-Jari Atom adalah jarak elektron terluar ke inti atom dan menunjukan besar-kecilnya ukuran suatu atom. Jari-jari atom ditentukan dengan mengukur panjang ikatan (jarak antara inti) dalam senyawa kovalen seperti pada Cl-Cl atau H-H dan kemudian membaginya dengan dua. Karena itu, jari-jari atom sering disebut jari-jari kovalen. Nilai jari-jari biasanya diberikan dalam Angstrom (Å)  dengan 1 Å = 10^-8 cm.

Jari-jari atom berubah-ubah bergantung pada besarnya tarikan antara inti dan elektronnya. Makin besar tarikan, makin kecil jari-jari atomnya. Dalam suatu golongan, jari-jari atom semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke atas, kulit elektron semakin kecil.

Dalam suatu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke kanan jumlah proton dan jumlah elektron semakin banyak, sedangkan jumlah kulit terluar yang terisi elekteron tetap sama sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar semakin kuat.

Keelektronegatifan adalah kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dari atom lain. Faktor yang mempengaruhinya adalah gaya tarik dari inti terhadap elektron dan jari-jari atom.Makin besar jumlah proton berarti makin besar muatan inti positif, dan dengan demikian tarikn untuk elektron ikatan bertambah. Karenanya, keelektronegatifan bertambah dari kiri ke kanan untuk periode tertentu dari susunan berkala.

Untuk Unsur-unsur yang segolongan : keelektronegatifan makin ke bawah makin kecil,karena bagian bawah dalam sistem periodik cenderung melepaskan elektron.

    Untuk Unsur-unsur yang seperiode : keelektronegatifan makin kekanan makin besar. keelektronegatifan terbesar pada setiap periode dimiliki oleh golongan VII A (unsur-unsur halogen). Harga kelektronegatifan terbesar terdapat pada flour (F) yakni 4,0, dan harga terkecil terdapat pada fransium (Fr) yakni 0,7.

Harga keelektronegatifan penting untuk menentukan bilangan oksidasi,unsur dalam sutu senyawa. Jika harga kelektronegatifan besar, berati unsur yang bersangkutan cenderung menerim elektron dan membentuk bilangan oksidasi negatif.Jika harga keelektronegatifan kecil,unsur cenderung melepaskan elektron dan membentuk bilangan oksidasi positif.Jumlah atom yang diikat bergantung pada elektron valensinya. 

C) Panjang ikatan dan sudut ikatan

Panjang ikatan rangkap tiga (C dengan C) :1,2

Panjang ikatan rangkap dua (C dengan C) : 1,34

Panjang ikatan tunggal (C dengan C) : 1,52

Panjang ikatan antara C dengan H : 1,08

Dari data panjang ikatan diatas dapat disimpulkan panjang ikatan rangkap tiga lebih pendek bila dibandingkan dengan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tunggal dua lebih pendek dari ikatan tunggal. Dan ikatan C dengan H lebih pendek dari ikatan tunggal antara C dengan C. panjang dan kekuatan suatu ikatan tergantung dari hibridasi dari atom yang saling beriktan. Semakin besar karakter s dalam orbital yang digunakan atom-atom untuk membentuk ikatan semakin pendek dan kuat ikatan tersebut. Jarak yang memisahkan inti dari dua atom yang terikat kovalen disebut panjang ikatan. Panjang ikatan kovalen, yang dapat ditentukan secara eksperimental, mempunyai selang harga dari 0,74 Å sampai 2 Å. Bila ada lebih dari dua atom dalam molekul, ikatan membentuk sudut, yang disebut sudut ikatan. Sudut ikatan bervariasi dari kira-kira 60⁰ sampai 18o
 
D) Energy disosiasi ikatan.

Bila atom saling terikat membentuk molekul , energy dilepaskan (biasanya sebagai kalor atau cahaya). Jadu untuk molekul agar terdiosiasi menjadi atom-atomnya, harus diberikan  energy. Ada dua cara agar ikatan dapat terdiosisasi. Satu cara adalah karena pemaksapisahan heterolitik (Heterolytic Cleavage)( yunani hetero, “berbeda”) dimana kedua elektron ikatan dipertahankan pada satu atom. Hasil dari pembelahan heterolik adalah sepasang ion. Proses lain yang memungkinkan suatu ikatan terdisosiasi adalah pemaksa pisahan homolitik(Yunani, homo, “sama”).

Dalam hal ini setiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron dari pasangan yang saling dibagi yang asli. Yang dihasilkan adalah atom yang secara listrik netral atau gugus atom.  Pemaksapisahan  homolitik menghasilkan atom atau gugus atom yang mempunyai elektron yang berpasangan. Atom seperti H⁺  atau gugus atom seperti H₃C yang mengandung elektron tak berpasangan  disebut radikal bebas. Radikal bebas biasanya netral secara listrik karena itu tak ada tarikan elektrostatik antara radikal bebas seperti ion. Energy disosiasi ikatan memungkinkan ahli kimia untuk menghitung kesetabilan relative dari senyawa dan meramaikan (sampai tariff tertentu) sebab-sebab reaksi kimia. Misalnya suatu reaksi yang akan dibahas kemudian dalam teks ini adalah khlorinasi metana CH₄  : CH₄  + Cl_{2        ®}    CH₃Cl  + HC

 

E) asam dan basa kimia organik  

• Asam Lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron. Setiap spesies dengan atom yang kekurangan elektron yang dapat berfungsi sebagai asam Lewis, misalnya H+ adalah asam lewis. Kebanyakan asam Lewis selain H⁺ yang dijumpai dalam buku ini  adalah garam logam anhidrat ( ZnCl₂, FeCl₃, dan AlBr₃).  Basa Lewis adalah zat yang dapat memberikan sepasang elektron. Contoh NH₃ dan OH^-, masing-masing mempunyai sepasang elektron valensi yang menyendiri yang dapat disumbangkan ke H⁺ atau asam Lewis lainnya.
• Asam dan Basa bronsted lowry
  Menurut konsep Bronsted Lowry mengenai asam dan basa adalah zat yang dapat memberikan ion hidrogen yang bermuatan positif (H⁺) contohnya HCl dan HNO₃. Basa adalah zat yang dapat menerima H⁺ contohnya adalah OH^- dan NH₃.
  ·         Asam dan Basa Kuat dan Lemah
  Asam kuat adalah asam yang pada dasarnya mengalami disosiasi sempurna dalam air. Asam kuat yang representatif adalah HCl, HNO_3, H2SO₄. Ionisasi dari asam-asam kuat ini adalah reaksi asam basa yang khas. Asam HCl misalnya memberikan proton kepada basa H₂O. Kesetimbangan terletak jauh ke kanan (ionisasi sempurna dari HCl) karena H₂O merupakan asam lebih kuat daripada H₃O⁺. Asam lemah hanya terionisasi sebagian dalam air. Asam karbonat adalah asam anorganik lemah yang khas. Kesetimbangan letaknya jauh ke kiri karena H₃O⁺ adalah asam yang lebih kuat dan HCO₃^- adalah basa yang lebih kuat.
  ·         Asam dan Basa Konjugat
  Konsep asam dan basa konjugat berguna untuk membandingkan keasaman dan kebasaan. Basa konjugat dari asam adalah ion atau molekul yang dihasilkan setelah kehilangan H⁺ dari asamnya. Misalnya ion klorida adalah basa konjugat dari HCl. Asam konjugat dari NH₃ adalah NH₄⁺. Jika suatu asam itu kuat, maka konjugatnya lemah. dan bila asam lemah atau sangat lemah, basa konjugatnya adalah sedang kuatnya atau kuat, bergantung pada afinitas basa konjugat untuk H^+. Jika kekuatan asam dari deret senyawa bertambah, kekuatan basa dari basa konjugatnya berkurang. 
  

  • Tetapan Keasaman Suatu reaksi kimia mempunyai tetapan kesetimbangan K yang menggambarkan seberapa jauh reaksi berlangsung sampai berkesudahan. Untuk ionisasi dari suatu asam dalam air, tetapan ini disebut tetapan keasaman K_a.  
  • Tetapan Kebasaan
    Reaksi reversibel dari basa lemag dengan air, seperti reaksi dari asam lemah dengan air, menghasilkan konsentrasi ion yang kecil, tetapi tetap pada kesetimbangan. Tetapan kebasaan K_b adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini. Seperti dalam hal K_a, nilai
    [ H₂O ] tercakup dalam K_b dalam ungkapan kesetimbangan.