Kimia Organik I

Kimia Organik I
Pertemuan ke 1
Indah Solihah
Some organic chemicals
Medicines
DNA
•Active Pharmaceutical Ingredients
•Excipients
Fuels
Materials
Essential oils
Pigments
Farmakodinamik
Farmakokinetik
Kimia medisinal
Analisis obat
Isolasi
KIMIA
ORGANIK
Spektroskopi
Konfigurasi Elektron
Pengisian elektron pada orbital-orbital tersebut mengikuti tiga aturan berikut:
1. Prinsip AUFBAU
• Orbital yang tingkat energinya rendah diisi terlebih dahulu
2. Kaidah Hund (Friedrich Hund (1894 – 1968) pada
tahun 1930)
• Elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit
cenderung untuk tidak berpasangan.
• Pengisian orbital-orbital yang energinya sama
3. Prinsip EKSKLUSI PAULI (Wolfgang Pauli (1900
– 1958) pada tahun 1928 )
• Dalam satu atom tidak boleh ada dua elektron yang
mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Kalau dua
elektron mempunyai bilangan-bilangan kuantum utama,
azimut dan magnetik sama, maka spinnya harus
berlawanan.
Contoh:
Setiap orbital mampu menampung maksimum
dua elektron. Untuk mengimbangi gaya tolakmenolak di antara elektron-elektron tersebut,
dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi
dalam arah yang berlawanan.
Subkulit s (1 orbital) maksimum 2 elektron
Subkulit p (3 orbital) maksimum 6 elektron
Subkulit d (5 orbital) maksimum 10 elektron
Subkulit f (7 orbital) maksimum 14 elektron
Penulisan Konfigurasi Elektron
Tuliskan konfigurasi elektron dari :
8O
12Mg
30Zn
Pembentukan Ikatan
Unsur
Konfigurasi elektron
2He
2
10Ne
2
18Ar
2
8
8
36Kr
2
8
18
8
54Xe
2
8
18
18
8
Elektron
valensi
Unsur
2
3Li
8
8
8
8
8
2He
5B
7N
8O
9F
12Mg
19Cl
33As
Konfigurasi elektron
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
3
5
6
7
8
8
8
2
8
18
1
5
Elektron
valensi
2
1
3
5
6
7
2
1
5
Pembentukan Ikatan
• Chemical Bonds: The Octet Rule
– Octet Rule
• Atom-atom yang membentuk ikatan harus menghasilkan
konfigurasi elektron gas mulia pada kulit terluarnya (karena
konfigurasi elektronik gas mulia sangat stabil)
• Kebanyakan atom-atom tersebut memiliki konfigurasi
elektron di kulit terluarnya sebanyak 8 elektron valensi
mengikuti konfigurasi elektron gas mulia
• Atom-atom yang dekat dengan Helium hanya memiliki 2
elektron valensi pada konfigurasi elektron terluarnya
• Atom-atom dapat membentuk ikatan ionik atau kovalen
dengan aturan oktet ini
Inti
Atom
– Ionic Bonds
• Ketika ikatan ionik terbentuk atom-atom akan menerima
atau mendonorkan elektron-elektronnya untuk
mendapatkan konfigurasi elektronik mendekati gas
mulia
– Pada Prosesnya atom-atom menjadi ionik
• Hasilnya, muatan ion yg berlawanan saling tarik-menarik
dan terbentuklah ikatan ionik
• Ikatan ini terbentuk dari atom-atom yang memiliki
perbedaan elektronegativitas yang besar.
• Misal
– Litium melepas 1 elektron (untuk mencapai konfigurasi
Helium) dan menjadi bermuatan positif.
– Flourida menerima 1 elektron (untuk mencapai konfigurasi
Neon) dan menjadi bermuatan negatif
– Muatan positif Litium dan negatif flourida membentuk ikatan
ionik yang kuat (Senyawa tersebut dalam bentuk kristal)
– Covalent Bonds
• Ikatan kovalen terjadi antara atom-atom yang memiliki
elektronegativitas yang mirip (lokasinya berdekatan
dalam tabel periodik)
• Atom-atom mencapai oktet dengan penggunaan
bersama elektron-elektron valensinya
• Molekul-molekul terbentuk dari ikatan kovalen ini
• Elektron valensi dapat diketahui melalui notasi ‘titik’
(electron dot formula atau struktur lewis), umumnya
notasi ini tidak praktis
• Biasanya, untuk mengetahui adanya 2 elekton dalam 1
ikatan menggunakan suatu ‘garis’ (satu garis=2 elektron)
• Writing Lewis Structures
• Atom-atom berikatan menggunakan elektron-elektron
valensinya
• Jumlah elektron valensi sama dengan grup atom tersebut,
misal :
–
–
–
–
Karbon adl anggota grup 4A dan memiliki 4 elektron valensi
Hidrogen adl anggota 1A dan memiliki 1 elektron valensi
Oksigen adl anggota 6A dan memiliki 6 elektron valensi
Nitrogen adl anggota 5A dan memiliki 5 elektron valensi
• Untuk membentuk molekul, atom-atom dipasangkan menurut
jumlah elektron valensinya
• Bila molekul berupa ion, elektron ditambahkan atau dikurangi
untuk memberikan muatan yg sesuai
• Struktur ditulis untuk memenuhi aturan oktet untuk masingmasing atom dan menggambarkan muatan yg tepat
• Bila dibutuhkan, ikatan rangkap dapat digunakan untuk
memenuhi aturan oktet untuk masing-masing atom
– Example
• Tuliskan struktur Lewis untuk ion Klorat (ClO3-)
– Hitung total elektron valensi dan satu muatan negatif
– Tiga pasang elektron digunakan untuk ikatan antara atom
klor dengan oksigen
– Sisa 20 elektron ditambahkan untuk memenuhi kaidah oktet
pada masing-masing atom
• Ion Karbonat dengan 24 elektron valensi dan
muatan negatif 2, memiliki ikatan rangkap untuk
memenuhi kaidah oktet pada masing-masing
atomnya
• Senyawa etena (C2H4) dan etuna (C2H2) juga
memiliki ikatan rangkap 2 dan 3 untuk mencapai
kaidah oktet pada masing-masing atomnya
• Exceptions to the Octet Rule
• Aturan Oktet berlaku hanya pada atom-atom periode II
pada tabel periodik unsur (C, O, N, F) dimana elektron
valensinya terbatas pada orbital 2s dan 2p
• Pada atom-atom dengan jumlah elektron valensi lebih
sedikit (<4), elektron2 yg mengelilinginya kurang dari 8,
oktet tidak tercapai
• Example: BF3
• Atom-atom dengan jumlah elektron valensi lebih besar,
elektron-elektron yg mengelilingi atom tersebut lebih
dari 8, oktet terlampaui.
• Example: PCl5 and SF6
• Formal charge
• Muatan formal adalah suatu muatan positif atau
negatif pada setiap individual atom
• Jumlah muatan formal pada setiap atom adalah
muatan total dari molekul atau ion nya
• Muatan formal dihitung dengan mengurangkan
elektron yg tertera pada atom dalam molekul
terhadap elektron pada atom netral
• Elektron-elektron pada ikatan dibagi 2 thd atom2
yang berikatan tersebut; satu elektron untuk
masing-masing atom
• Pasangan elektron bebas pada suatu atom milik
atom tersebut
– Examples
• Ammonium ion (NH4)+
– Nitrate ion (NO3)-
• Sebuah atom akan selalu memiliki muatan formal
yang sama tergantung pada seberapa banyak ikatan
dan pasangan elektron bebas yg terlibat dalam
molekul tersebut
• Contoh oksigen dengan 1 ikatan dan 3 pasang
elektron bebas akan selalu memiliki muatan negatif
, sedangkan oksigen dengan 3 ikatan dan 1 pasang
elektron bebas akan selalu bermuatan positif
• A Summary of Formal Charges