Pengantar Kimia Organik Fisik

Elektronegativitas

Elektronegativitas adalah suatu konsep yang dimunculkan oleh kimiawan sebagai

hasil pengembangan dari fenomena moment dipole permanen yang ditimbulkan oleh molekul-molekul asimetris. Elektronegativitas didefinisikan sebagai tenaga laten dari suatu atom dalam suatu molekul untuk menarik elektron. Konsep ini tergantung pada teori struktur kimia organik modern untuk menginterpretasi beberapa sifat seperti: kekuatan keasaman dan kebasaan, panjang ikatan kimia, karakter ionik, volatilitas, kelarutan, potensial redoks, kekuatan ikatan hidrogen, dan lain-lain. Beberapa metode yang telah diusulkan untuk menetapkan skala elektronegativitas atom-atom namun yang paling luas penggunaannya adalah skala Pauling yang mana skala ini berdasar pada data termodinamika. Pauling memikirkan bahwa adalah layak untuk mengharapkan energi suatu ikatan A-B dari rata-rata aritmetika energi ikatan molekul simetri A-A dan B-B. Tentu saja hal ini dapat dipenuhi jika atom A dan B cukup mirip.

E_AB E_AA + E_BB …………….. (1)

Jika elektronegativitas A dan B berbeda maka kerapatan elektron ikatan kovalen

akan tidak simetris, tetapi lebih tinggi di dekat atom yang berelektronegativitas lebih besar sehingga pada atom ini dihasilkan muatan parial negatif, dan pada atom yang lain dihasilkan muatan positif.

Aδ+ : Bδ-

Jadi, ikatan kovalen tersebut mengandung karakter ionik, dan tarikan Coulombik antara muatan-muatan yang berlawanan membuat ikatan menjadi lebih kuat daripada jika ikatan dalam kovalen murni. Oleh karenanya energi ikatan yang teramati EAB akan lebih besar dari pada rata-rata aritmatika energi ikat A2 dan B2. Untuk menghitung perbedaan ini, Pauling menggunakan persamaan:

_AB = E_AB (E_AA + E_BB) …………….. (2)

Persamaan ini digunakan untuk menyusun skala elektronegativitas relatif. Perlu

diketahui bahwa DAB adalah ekuivalen dengan panas yang dikeluarkan dari reaksi jika

zat semuanya dalam keadaan gas.

 Induksi dan Efek Medan

Ikatan C-C dalam etana adalah nonpolar sempurna karena ikatan tersebut menghubungkan dua atom yang ekuivalen. Akan tetapi ikatan C-C dalam kloroetana terpolarisasi oleh adanya atom klor elektronegatif. Polarisasi ini sebenarnya adalah jumlah dari dua efek. Pertama, atom C-1 telah kekurangan sejumlah kerapatan elektronnya oleh elektronegativitas Cl yang lebih besar, diganti secara parsial oleh ikatan C-C yang ada didekatnya mengakibatkan polarisasi ikatan ini dan suatu muatan positif kecil pada atom C-2. Polarisasi satu ikatan yang disebabkan oleh polarisasi ikatan tetangga disebut efek induksi. Efek ini tidak hanya dirasakan oleh ikatan tetangga, namun dapat pula berpengaruh sampai ikatan yang lebih jauh. Efek ini berkurang dengan bertambahnya jarak. Polarisasi ikatan C-C menyebabkan pula sedikit polarisasi tiga ikatan C-H metil.

Resonasi dan induksi tidak perlu bekerjanya dalam arah yang sama. Di dalam

keadaan dasar (ground state) efek-efek ini bekerja secara permanen dan dapat nyata dalam sejumlah sifat-sifat molekul. Salah hal yang paling ideal yang berhubungan dengan efek induksi adalah kecepatan solvolisis 4-(4 alkilbisiklo[2.2.2]oktan-1-ilbrosilat dalam asam asetat pada 75oC. 

Resonansi

Resonansi selalu menghasilkan perbedaan distribusi kerapatan elektron bila

dibandingkan dengan tidak adanya resonansi dalam suatu molekul. Sebagai contoh, jika 19 adalah struktur nyata anilin, kedua pasangan elektron bebas pada nitrogen akan sepenuhnya terletak pada atom tersebut. Tetapi karena struktur nyata anilin bukanlah 19, tapi hibrida yang merupakan sumbangan dari bentuk-bentuk kanonik seperti yang diperlihatkan maka kerapatan elektron bebas tidak hanya terpusat pada nitrogen namun tersebar merata ke dalam cincin. Penurunan kerapatan elektron pada satu posisi ini disebut efek resonansi atau mesomeri. Dapat dikatakan bahwa NH2 berkontribusi atau mendonorkan elektronnya ke cincin melalui efek resonansi, meskipun tidak ada kontribusi yang benar-benar terjadi. Efek ini muncul dari fakta berubahnya posisi elektron dari posisi yang diharapkan di mana resonansi tidak ada.

Tautomeri

Bagi kebanyakan senyawa, semua molekul mempunyai struktur yang sama,

yang mengandung hidrogen-α dengan bentuk enolnya. Di dalam hal yang sederhana (R” = H, alkil, OR, dst), kesetimbangan terletak di sebelah kiri.

apakah struktur tersebut dapat memuaskan atau tidak dinyatakan dengan struktur Lewis.Tetapi ada juga senyawa lain yang ada dalam satu campuran dari dua atau lebih senyawa yang secara struktural berbeda, dan campuran berada dalam kesetimbangan yang cepat. Jika fenomena ini (disebut tautomeri) ada maka ada pergeseran bolak-balik yang cepat antara molekul-molekul yang kesetimbangan tersebut. Di dalam peristiwa ini ada proton yang berpindah dari satu atom dalam satu molekul ke atom yang lain menjadi molekul lain. Bentuk tautomeri yang paling umum adalah tautomeri antara senyawa karbonil.

Sumber :https://wanibesak.files.wordpress.com/2011/06/kimia-organik-fisis-i.pdf