Kimia Organik I

Pertemuan ke 1

Indah Solihah

Some organic chemicals

DNA

Essential oils

Medicines

•Active Pharmaceutical Ingredients •Excipients

Materials

Fuels

Pigments

KIMIA ORGANIK

Analisis obat

Kimia medisinal

Farmakodinamik Farmakokinetik

Isolasi

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 tolak-menolak 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 Elektron

valensi

2He 2 2

10Ne 2 8 8

18Ar 2 8 8 8

36Kr 2 8 18 8 8

54Xe 2 8 18 18 8 8

Unsur Konfigurasi elektron Elektron

valensi

2He 2 2

3Li 2 1 1

5B 2 3 3

7N 2 5 5

8O 2 6 6

9F 2 7 7

12Mg 2 8 2 2

19Cl 2 8 8 1 1

33As 2 8 18 5 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 masing-masing 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