ELEKTRONEGATIF

Halaman ini menjelaskan elektronegativitas dalam konteks kimia organik.

·         Apa yang dimaksud dengan elektronegativitas?

Elektronegativitas adalah ukuran dari kecenderungan sebuah atom untuk menarik elektron. Skala Pauling adalah yang paling sering digunakan. Flourin (element yang paling elektronegatif) memiliki nilai 4.0,  nilai tersebut turun sampai dengan sesium dan fransium dengan elektronegatif terendah 0.7.

·         Apa yang terjadi jika dua atom dengan elektronegatif yang sama jika berikatan?

Contoh yang paling jelas adalah ikatan diantara dua buah karbon. Kedua atom akan menarik elektron dengan kekuatan yang sama. Ini berarti bahwa jika dirata-rata pasangan elektron ikatan  akan ditemukan pada pertengahan dari dua nuklei seperti gambar berikut:

Suatu hal yang penting untuk menyadari bahwa gambar ini hanyalah rata-rata dari yang terjadi. Elektron sebenarnya berada dalam orbital sigma, dan bergerak secara konstan dalam orbital itu.

1.      Ikatan karbon-fluorin

Fluorin jauh lebih elektronegatif dari karbon.Nilai aslinya dalam skala Pauling adalah

Karbon	2.5
fluorine	4.0

Ini berarti bahwa fluorin menarik elektron lebih kuat daripada karbon. Ikatan pada rata-rata akan berbentuk seperti ini:

Mengapa fluorin lebih elektronegatif dari karbon?

Contoh gambar garis-dan-titik dari ikatan  C-F sangat tepat untuk menjelaskan hal ini.

Pasangan elektron ikatan berada di tingkat energi kedua dari flourin maupun Karbon, Jadi tanpa adanya efek dari luar, jarak pasangan elektron ikatan akan berjarak sama dari kedua nuklues.

Pasangan elektron ikatan dilindungi dari gaya dari kedua nuklei oleh elektron 1s, sekali lagi tidak ada hak yang menarik pasangan elektron ikatan lebih dekat ke salah satu atom.

NAMUN, nukleus Fluorin mempunyai sembilan proton sedangkan karbon hanya memiliki 6.

Melewati efek perlindungan dari elektron 1s, pasangan elektron ikatan  tertarik dengan  gaya 4+ dari karbon dan sekitar 7+ dari fluorine. Gaya inilah yang akan menarik pasangan elektron ikatan lebih dekat ke fluorin.

2.      Ikatan karbon-klorin

Elektronegatifitas-nya adalah:

Karbon	2.5
Klorin	3.0

Pasangan ikatan elektron akan ditarik menuju klorin tapi tidak sekuat seperti pada florin. Karena klorin tidak senegatif florin.

Mengapa Klorin tidak senegatif florin?

Klorin merupakan atom yang lebih besar dari florin.

fluorin: 1s²2s²2p_x²2p_y²2p _z¹

klorin: 1s²2s²2p_x²2p_y²2p _z²3s²3p_x²3p_y²3p _z¹

Dalam kasus klorin pasangan ikatan akan terlindungi oleh elektron di tingkat energi satu dan dua. 17 proton dari nukleus akan terhalangi oleh 10 elektron sehingga gaya tarik total klorin hanya sebesar 7+.

Hal itu sama dengan tarik pada flourin, namun pada klorin jarak pasangan elektron ikatan jauh berada di level energi tingkat 3. Karena jarak yang lebih jauh itu gaya tarik dari nukleus-pun menjadi lebih lemah.

·         Polaritas ikatan dan Efek induktif

Polaritas ikatan

Pikirkan tentang ikatan  Karbon-florin lagi. Karena pasangan elektron ikatan tertarik ke arah florin maka sisi itu akan menjadi lebih negatif. Sedangkan pasangan karbon menjadi sedikit lebih kekurangan elektron dan menjadi lebih positif.

Simbol δ+ dan δ- berarti “lebih positif” dan “lebih negatif”. δ+ dibaca dengan “delta plus” atau “delta positif”.

Kita deskripsikan sebuah ikatan yang mempunyai bagian yang lebih negatif dan lebih positif sebagai polar.

Efek induktif

Sebuah atom seperti fluorine yang dapat menarik pasangan elektron ikatan dikatakan mempunyai Efek Induktif negatif.

Kebanyakan atom yang akan anda temui kebanyakan memiliki efek induktif negative saat berikatan dengan karbon karena mereka lebih elektronegatif dari karbon.

 Anda juga akan menemui beberapa group atom yang memiliki sedikit efek induktif posotif . Mereka mendorong elektron ke karbon dimana mereka berikatan dan menjadikannya lebih negative.

Efek induktif sering diberi symbol dengan: -I (efek induktif negatif) dan +I (efek induktif positif).

·         Beberapa  Contoh penting dari ikatan polar

1.      Hidrogen Bromida (dan hidrogen halida yang lain)

Bromin (dan halogen yang lain) semuanya lebih elektronegatif daripada hidrogen dan semua ikatan hydrogen halida mempunyai ikatan polar dengan bagian hydrogen lebih positif dan bagian halida lebih negative.
Polaritas dari molekul-molekul ini penting saat mereka bereaksi dengan alkena.

2.      Ikatan karbon-bromin dalam Halogenoalkena

Bromin lebih elektronegatif dari karbon sehingga ikatan terpolarisasi seperti yang  sudah kita bahsa pada C-F dan C- l.

Polaritas dari Karbon-halogen penting dalam reaksi halogenalkana.

3.      Ikatan rangkap Karbon-oksigen

Sebuah model orbital dari ikatan  C=O pada methanal, CHCHO, terlihat seperti ini:

Atom oksigen yang paling elektronegatif menarik kedua pasangan ikatan ke arahnya. Dan hal itu mengakibatkan atom oksigen lebih negative dan atom oksigen lebih positif.

IKATAN KOORDINASI (KOVALEN DATIF)

Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan ikatan koordinasi (juga disebut dengan kovalen dativ). Kamu membutuhkan pemahaman yang baik tentang ikatan kovalen sederhana sebelum kamu memulainya.

Ikatan kovalen terbentuk melalui dua atom yang saling membagikan (sharing) pasangan elektron. Atom berikatan satu sama lain karena pasangan elektron ditarik oleh kedua inti atom.

Pada pembentukan ikatan kovalen yang sederhana, tiap atom mensuplai satu elektron pada ikatan – tetapi hal itu tidak terjadi pada kasus disini. Ikatan koordiansi (biasa juga disebut dengan ikatan kovalen dativ) adalah ikatan kovalen (penggunaan bersama pasangan elektron) yang mana kedua elektron berasal dari satu atom.

Untuk memudahkan halaman ini, kita akan menggunakan istilah ikatan koordinasi tetapi jika kamu lebih menyukai untuk mengebutnya dengan ikatan kovalen dativ, itu bukanlah suatu masalah!

1.      Reaksi antara amonia dan hidrogen klorida

Jika kedua gas tak berwarna tersebut dicampurkan, maka akan terbentuk padatan berwarna putih seperti asap amonium klorida. 

Ion amonium, NH₄⁺, terbentuk melalui transfer ion hidrogen dari hidrogen klorida ke pasangan elektron mandiri pada molekul amonia. 

Ketika ion amonium, NH₄⁺, terbentuk, empat hidrogen ditarik melalui ikatan kovalen dativ, karena hanya inti hidrogen yang ditransferkan dari klor ke nitrogen. Elektron kepunyaan hidrogen tertinggal pada klor untuk membentuk ion klorida negatif.

Sekali saja ion amonium terbentuk hal ini menjadikannya tidak mungkin untuk membedakan antara kovalen dativ dengan ikatan kovalen biasa. Meskipun elektron ditunjukkan secara berlainan pada diagram, pada kenyataannya tidak ada perbedaan diantara keduanya.

Penggambaran ikatan koordinasi

Pada diagram yang sederhana, ikatan koordinasi ditunjukkan oleh tanda panah. Arah panah berasal dari atom yang mendonasikan pasangan elektron mandiri menuju atom yang menerimanya.

2.      Proses pelarutan hidrogen klorida di air untuk membuat asam hidroklorida

Terjadi sesuatu hal yang mirip. Ion hidrogen (H⁺) ditransferkan dari klor ke salah satu pasangan elektron mandiri pada atom oksigen.

Ion H₃O⁺ sering kali disebut dengan ion hidroksonium, ion hidronium atau ion oksonium.

Pada pelajaran pengantar kimia, meskipun kamu berbicara tentang ion hidrogen (sebagai contoh pada asam), kamu sesungguhnaya membicarakan mengenai ion hidroksonium. Ion hidrogen secara sederhana adalah sebuah proton, dan terlalu reaktif untuk eksis dalam bentuk yang sebenarnya pada tabung reaksi.

Jika kamu menuliskan ion hidrogen dengan H⁺_(aq), "(aq)" menunjukkan molekul air yang mana ion hidrogen tertarik pada molekul air tersebut. Ketika ion hidrogen bereaksi dengan sesuatu (alkali, misalnya), secara sederhana ion hidrogen menjadi terlepas dari molekul air lagi.

Catatan bahwa sekali saja ikatan koordinasi terbentuk, semua atom hidrogen yang menempel pada oksigen semuanya sepadan. Ketika ion hidrogen diuraikan kembali, ion hidrogen dapat menjadi yang tiga.

3.      Reaksi antara amonia dan boron trifluorida, BF₃

Jika sebelumnya kamu membaca halaman sebelumnya mengenai ikatan kovalen, kamu dapat mengingat bahwa boron trifluorida merupakan suatu senyawa yang tidak memiliki struktur gas mulia di sekeliling atom boronnya. Boron hanya mempunyai 3 pasangan elektron pada tingkat ikatannya, sedangkan boron sendiri memiliki ruangan untuk ditempati 4 pasang elektron. BF₃ digambarkan sebagai molekul yang kekurangan elektron.

Pasangan elektron mandiri pada nitrogen dari molekul amonia dapat digunakan untuk menanggulangi kekurangan ini, dan senyawa yang terbentuk melibatkan ikatan koordinasi.

Penggunaan garis untuk menunjukkan ikatan, hal ini dapat digambarkan dengan lebih sederhana sebagai:

Diagram yang kedua menunjukkan cara lain yang dapat kamu gunakan untuk menggambarkan ikatan koordinasi. Ujung nitrogen pada ikatan menjadi positif karena pasangan elektron bergerak menjauh dari nitrogen menuju ke arah boron yang karena itu menjadi negatif. Kita tidak akan menggunakan metode ini lagi metode ini lebih membingungkan dibandingkan dengan metode yang hanya menggunakan tanda panah.

4.      Struktur alumunium klorida

Alumunium klorida menyublim (berubah dari keadaan padat menjadi gas) pada suhu sekitar 180°C. Jika senyawa ini mengandung ion maka senyawa ini akan memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena dayatarik yang kuat antara ion positif dengan ion negatif. Akibat hal ini ketika alumunium klorida menyublim pada temperatur yang relatif rendah, maka harus kovalen. Diagram titik-silang menunjukkan elektron terluar saja.

AlCl₃, seperti BF₃, merupakan molekul yang kekurangan elektron. Keduanya mirip, karena alumunium dan boron terletak pada golongan yang sama pada tabel periodik, sama halnya juga dengan fluor dan klor.

Pengukuran massa atom relatif rumus alumunium klorida menunjukkan bahwa rumus alumunium klorida dalam bentuk uap pada temperatur sublimasi bukan AlCl₃, melainkan Al₂Cl₆. Alumuniun klorida eksis sebagai dimer (dua molekul bergabung menjadi satu). Ikatan antara dua molekul ini merupakan ikatan koordinasi, penggunaan pasangan elektron mandiri pada atom klor. Tiap-tiap atom klor memiliki tiga pasangan elektron mandiri, akan tetapi hanya dua yang penting saja yang ditunjukkan pada diagram.

Energi dilepaskan ketika dua ikatan koordinasi terbentuk, dan karena itu dimer lebih stabil dibandingkan dua molekul AlCl₃ yang terpisah.

5.      Ikatan pada ion logam yang terhidrasi

Molekul air ditarik dengan kuat ke arah ion dalam larutan – molekul air berkelompok di sekeliling ion positif atau ion negatif. Pada banyak kasus, dayatarik yang terjadi sangat besar yang mana terjadi pembentukan ikatan formal, dan ini hampir selalu benar pada semua ion logam positif. Ion dengan molekul air yang tertarik dinyatakan sebagai ion terhidrasi.

Meskipun alumunium klorida kovalen, ketika alumunium klorida dilarutkan dalam air, dapat terbentuk ion. Ikatan enam molekul air pada alumunium menghasilkan sebuah ion dengan rumus kimia Al(H₂O)₆³⁺. Ion ini disebut ion heksaaquoalumunium – yang diterjemahkan sebagai enam ("hexa") molekul air (aquo) yang membungkus ion aluminium.

Ikatan yang terjadi disini (dan juga ion yang sejenis yang terbentuk dari sebagian besar logam yang lain) adalah koordinasi (kovalen dativ) dengan menggunakan pasangan elektron mandiri pada molekul air.

Aluminium adalah 1s²2s²2p⁶3s²3p_x¹. Ketika terbentuk ion Al³⁺ alumunium kehilangan elektron pada tingkat ketiga menghasilkan 1s²2s²2p⁶.

Hal tersebut berarti bahwa semua orbital tingkat-3 sekarang menjadi kosong. Alumunium mereorganisasi (hibridisasi) enam orbital (3s, tiga 3p, dan dua 3d) untuk menghasilkan enam orbital baru yang semuanya memiliki energi yang sama. Keenam orbital hibrida tersebut menerima pasangan elektron mandiri dari enam molekul air.

Kamu mungkin heran kenapa alumunium memilih untuk menggunakan enam orbital dibandingkan empat atau delapan atau berapapun. Enam merupakan angka maksimal bagi molekul air yang memungkinkan untuk tepat mengelilingi ion alumunium (dan juga kebanyakan ion logan). Dengan membentuk jumlah ikatan maksimal, kondisi ini melepaskan paling banyak energi dan karena itu menjadikan paling stabil secara energetik.

Hanya satu pasangan elektron mandiri yang ditunjukkan pada tiap molekul. Pasangan elektron mandiri yang lain terletak menjauh dari alumunium dan karena itu tidak terlibat dalam ikatan. Ion yang dihasilkan terlihat seperti ini:

Karena pergerakan elektron mengarah ke tengah ion, muatan 3+ tidak lagi berlokasi sepenuhnya pada alumunium, tetapi sekarang melebar meliputi keseluruhan ion.

Dua molekul lebih

Karbon monoksida, CO

Karbon monoksida dapat diperhatikan sebagai molekul yang memiliki dua ikatan kovalen biasa antara karbon dan oksigen ditambah ikatan koordinasi dengan menggunakan pasangan elektron mandiri pada atom oksigen.

Asam nitrat, HNO₃

Pada kasus ini, satu atom oksigen dapat tertarik pada nitrogen melalui ikatan koordinasi dengan menggunakan pasangan elektron mandiri pada atom nitrogen.

Pada faktanya struktur seperti ini menyesatkan karena memberikan kesan bahwa dua atom oksigen pada bagian sebelah kanan diagram bergabung ke atom nitrogen dengan cara yang berbeda. Kedua ikatan merupakan ikatan yang identik pada panjang dan kekuatannya, dan karena itu penata-ulangan elektron harus identik. Tidak ada cara untuk menunjukan hal ini dengan mengunakan gambar titik-silang. Ikatan mengalami delokalisasi.

PERGESERAN KESETIMBANGAN

Ilmu kimia mempelajari tentang materi/zat/benda mengenai sifatnya, strukturnya, komposisinya dan perubahannya serta besarnya energi yang menyertai perubahan. Energitika kimia atau disebut termodinamika, menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk 

energi lain, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan. Kesetimbangan kimia berkaitan dengan laju reaksi, bila suatu reaksi pembentukan dan reaksi penguraian berlangsung dalam laju yang sama, maka reaksinya dikatakan reversible

Pada dasarnya pergeseran kedudukan kesetimbangan dapat terjadi karena:

1. Pengubahan konsentrasi atau tekanan parsial satu atau lebih zat dalam campuran reaksi, dalam hal ini tetapan kesetimbangan tidak berubah

2. Pengubahan temperatur, dalam hal ini tetapan kesetimbangan berubah

Secara kualitatif arah pergeseran kedudukan kesetimbangan dapat diramalkan dengan asaz Le chatelier “. Jika terhadap suatu sistem dalam kesetimbangan diadakan gangguan, maka sistem akan bereaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh gangguan itu sekecil mungkin. Secara kuantitatif pergeseran kedudukan kesetimbangan dihitung dengan menggunakan konsep tetapan kesetimbangan.

Pengubahan konsentrasi

C >> lawan zat tersebut

------ bergeser kearah -----------------------

C << zat tersebut

Pengubahan tekanan

P >> ∑ koefisien kecil

------ bergeser kearah -----------------------

P << ∑ koefisien besar

Pengubahan Volume

V >> ∑ koefisien besar

------ bergeser kearah -----------------------

V << ∑ koefisien kecil

Pengubahan Temperatur

T >> Endoterm (ΔH = +)

------ bergeser kearah -----------------------

T << Eksoterm (ΔH = - )