Monday, 5 December 2016

Kimia Organik Fisik

Konsep dasar Senyawa Organik
Konsep- Konsep Mempelajari Struktur Senyawa Organik.
1.      Gaya Van der wallz
2.      Polarizibilatas
3.      Gugus Fungsi
4.      Efek Industri
5.      Tautometri
6.      Regangan Ruang
7.      Elektronegativitas
8.       Ikatan hidrogen
9.       Resonansi
10.   Hiperkonyugasi
Untuk memahami struktur senyawa organik maka kita dapat memahami konsepnya terlebih dahulu yaitu dijelaskan sebagai berikut :
1.      Gaya Van der waalz
Gaya van der waalz termasuk gaya tarik menarik dan tolak menolak antara atom, molekul, dan permukaan serta antar molekul lainnya, yang menyebabkan berbeda adalah ikatan kovalen dan ikatan ionik yang disebabkan oleh korelasi dalam polarisasi fluktuasi partikel terdekat.
            Istilah gaya van der waalz mencakup beberapa istilah berikut :
a.       Gaya antara dua dipol permanen.
b.      Gaya antara suatu dipol permanen dan dipol induksi (gaya debye).
c.       Gaya antara dua dipol induksi sementara (gaya dispersi london).
Gaya van der waalz relatif lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen. Namun, demikian tetap memilki peranan yang besar dalam kimia supramolekul, biologi struktural, polimer, nanoteknologi, kimia permukan, dan fisika bahan padat. Gaya van der waalz juga mempunyai pengaruh terhadap senyawa organik, termasuk kelarutan pada media polar dan non polar. Serta menjelaskan titik didih.
2.      Polarizabilitas
Polarisabilitas adalah kemampuan untuk membentuk dipol sesaat. Ini adalah properti dari materi. Polarizabilitas menentukan respon dinamik dari sistem yang terikat ke bidang eksternal, dan memberikan wawasan ke dalam struktur internal molekul.  Dalam solid, polarisabilitas didefinisikan sebagai momen dipol per unit volume sel kristal.  LCR meter memberikan diperlukan untuk menghitung polarisabilitas pengukuran.
3.      Gugus Fungsi
Gugus fungsional (istilah dalam kimia organik) adalah kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Senyawa yang bergugus fungsional sama memiliki reaksi kimia yang sama atau mirip.
Berikut adalah daftar gugus fungsional yang sering dijumpai. Di dalam penulisan rumus, simbol R dan R' selalu menyatakan ikatan hidrogen atau rantai hidrokarbon, atau suatu gugus atom.
4.      Efek Induksi
Sebuah efek induktif adalah tarikan kerapatan elektron melalui obligasi s disebabkan oleh perbedaan elektronegativitas dalam atom.
Pada contoh di bawah ini, ketika kita membandingkan acidities etanol dan 2,2,2-Trifluoroethanol, kami mencatat bahwa yang  kanan lebih asam dibandingkan yang sebelumnya.
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.
5.      Tautometri
Bagi kebanyakan senyawa, semua molekul mempunyai struktur yang sama,
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.
            Tautomeri dibagi 2 yaitu :
a.       Tautomeri keto-enol
Bentuk tautomeri yang paling umum adalah tautomeri antara senyawa karbonil
yang mengandung hidrogen-α dengan bentuk enolnya.
b.      Tautomeri pergeseran proton yang lain.
Di dalam semua hal, anion hasil dari pelepasan sebuah proton dari masing-masing
tautomer adalah sama karena resonansi.
6.      Regangan Ruang

7.      Resonansi
Resonansi secara singkat dapat dikatakan dengan suatu molekul yang strukturnya sama tetapi konfigurasi elektronnya berbeda.
Aturan Struktur Resonansi :
·         Struktur resonansi, menggambarkan molekul, ion, radikal dan ion yang tidak cukup digambarkan hanya dengan sebuah struktur Lewis, melainkan harus dengan dua atau lebih struktur Lewis. Sehingga dapat mewakili struktur molekul, radikal atau ion dalam bentuk hibridisasinya. Tanda panah untuk resonansi ↔
·         Dalam menulis struktur resonansi, kita hanya boleh memindahkan elektron, sedangkan posisi inti atom tetap seperti dalam molekulnya.
·         Semua struktur harus memenuhi struktur Lewis. Tidak boleh menulis struktur asal-asalan seperti atom karbon mempunyai lima ikatan.
·         Semua struktur resonansi harus mempunyai jumlah electron tak berpasangan yang sama.
·         Semua atom yang terlibat dalam sistem delokalisasi harus terletak pada bidang datar atau mendekati datar.
·         Struktur resonansi atau hibridisasi atau sistem yang menggambarkan mempunyai kestabilan yang besar.
·         Struktur yang lebih stabil, adalah yang lebih besar memberikan kontribusi terhadap sistim hibridisasi.
Aturan Struktur Resonansi
-  Dalam menulis struktur resonansi, kita hanya boleh memindahkan elektron, sedangkan posisi inti atom tetap seperti dalam molekulnya.
- Semua struktur harus memenuhi struktur Lewis. Tidak boleh menulis struktur ( atom karbon mempunyai lima ikatan).
-  Semua struktur resonansi harus mempunyai, jumlah electron tak berpasangan yang sama.
- Semua atom yang terlibat dalam sistem delokalisasi harus terletak pada bidang datar atau mendekati datar.
Senyawa 2,3-di-ters-butil-1,3-butadiena, bukan merupakan sistim konjugasi, karena gugus tersier butil (besar) sehingga keluar dari bidang datar. Karena tidak satu bidang maka orbital pada C-2 dan C-3 tidak dapat mengalami overlapping dan delokalisasi elektron menjadi terhalang.
- Struktur resonansi atau hibridisasi atau sistem yang menggambarkan mempunyai kestabilan yang besar.
- Struktur yang lebih stabil, adalah yang lebih besar memberikan kontribusi terhadap sistem hibridisasi. 
Contoh:
Struktur A mempunyai kontribusi lebih besar dari B, karena struktur A merupakan karbonium tersier, sedangkan B adalah karbonium sekunder.
KONJUGASI
Pengaturan kembali electron melalui orbital π, terutama dalam system konjugasi atau senyawa organic yang atom-atomnya secara kovalen berikatan tunggal dan ganda secara bergantian (C=C-C=C-C) dan mempengaruhi satu sama lainnya membentuk daerah delokalisasi electron disebut dengan konjugasi. Elektron-elektron pada daerah delokalisasi ini bukanlah milik salah satu atom, melainkan milik keseluruhan system konjugasi ini.
Contoh:
Fenol (C6H5OH) memiliki sistem 6 elektron di atas dan di bawah cincin planarnya sekaligus di sekitas gugus hidroksil. Sistem konjugasi secara umumnya akan menyebabkan delokalisasi electron disepanjang orbital p yang parallel satu dengan lainnya. Hal ini akan meningkatkan stabilitas dan menurunkan energi molekul secara keseluruhan. Konjugasi dapat terjadi dengan keberadaan gugus pendonor orbital p yang berbeda. Selain ikatan tunggal dan ganda yang bergantian, sisten konjugasi dapat juga terbentuk oleh keberadaan atom yang memiliki orbital p secara parallel. Contoh, furan.
HIPERKONJUGASI
Merupakan delokalisasi yang melibatkan elektron σ. Hiperkonjugasi di atas dapat dipandang sebagai overlap antara orbital σ ikatan C-H dengan orbital π ikatan C=C, analog dengan overlap π-π. Hiperkonjugasi disebut juga resonansi tanpa ikatan. Secara singkat efek hiperkonjugasi merupakan perubahan dari suatu ikatan C-H menjadi ikatan C=C atau C≡C oleh Hα. Hiperkonjugasi dapat meningkatakan kestabilan molekul dengan semakin banyaknya Hα maka suatu molekul tersebut akan semakin stabil.
Contoh:
Jika suatu karbon yang mengikat atom hydrogen dan terikat pada atom tak jenuh atau pada satu atom yang mempunyai orbital bukan ikatan maka untuknya dapat dituliskan bentuk kanonik seperti diatas. Di dalam bentuk kanonik seperti itu sama sekali tidak ada ikatan antara karbon dengan ion hidrogen, dan resonansi seperti itu disebut resonansi tanpa ikatan. Hidrogen tidak pergi (karena resonansi tersebut bukanlah suatu hal ya\ng nyata melainkan hanya bentuk kanonik yang berkontribusi ke struktur molekul nyata). Efek struktur diatas pada molekul nyata adalah elektron dalam C-H lebih dekat ke karbon daripada jika struktur diatas  tidak berkontribusi.