KEBERADAAN ELEKTRON DALAM ORBITAL S, P, D, F

https://youtu.be/F-xLQ1WBIlQ 
silahkan lihat video visualisasi keberadaan elektron dalam orbital s, p, d, f
semoga dapat bermanfaat  ^_^

ORBITAL DAN PERANANNYA DALAM IKATAN KOVALEN II

  ORBITAL DAN PERANANNYA DALAM IKATAN KOVALEN

 

 A. Orbital Hibrida dari Nitrogen ke Oksigen

       Hibridisasi adalah sebuah konsep bersatunya orbital-orbital atom atau penyusunan kembali orbital untuk membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom. Konsep orbital-orbital yang terhibridisasi sangatlah berguna dalam menjelaskan bentuk orbital molekul dari sebuah molekul.

Terdapat 3 jenis hibridisasi yaitu

11.    Hibridisasi sp³

HIbridisasi sp³ menjelaskan struktur molekul tetrahendral. Hibridisasi satu orbital s dan tiga orbital  p(px,py,pz) yang menghasilkan empat orbital sp³.

22.  Hibridisasi sp²

Hibridisasi sp2 menjelaskan struktur molekul trigonal planar. Hibridisasi satu orbital s dan 2 orbital p yang menghasilkan tiga orbital sp²

33.    Hibridisasi sp

HIbridisasi sp menjelaskan struktur molekul linier. Hibridisasi satu orbital s dan satu orbital p yang menghasilkan 2 orbital sp.

Sebagai contoh orbital hibridisasi sp³ oleh atom C (karbon) :

Atom C yang dengan nomor atom 6 memiliki konfigurasi sebagai berikut :

Pada awalnya atom C hanya memiliki 2 elektron tidak berpasangan, tapi seperti diketahui untuk berikatan dan menjadi stabil C haruslah memiliki 4 elektron tidak berpasangan. Untuk itu 1 electron pada orbital 2s akan dieksitasi ke orbital 2p menjadi :

Dengan demikian atom C telah memiliki 4 elektron tidak berpasangan, sehingga mempunyai empat energy ikatan yang sama. Atom C telah membentuk 4 x sp³ .

Pada hibridisasi sp3, satu orbital sp3 diisi oleh dua elektron dan tiga orbital sp3 diisi masing- masing satu elektron.

3.orbital oksigen 

Konsep hibridisasi berhasil meramal struktur molekul senyawa kovalen bila atom pusat berikatan tunggal dengan substituent (atom) yang sama. Jika tidak demikian, akan terjadi penyimpangan yaitu bila:
a. Atom pusat mempunyai pasangan electron bebas seperti NH3
b. Terdapat ikatan rangkap antara ion pusat dengan atom lain seperti HCN
c. Atom-atom yang terikat pada atom pusat berbeda keelektronegatifannya seperti H2CClF
d. Atom-atom yang terikat pada atom pusat berbeda ukurannya seperti H3CCl dan H2CClF

 

B. Ikatan Rangkap Terkonjugasi

         Ikatan rangkap konjugasi adalah ikatan rangkap selang-seling dengan ikatan tunggal atau disebut juga elektronnya dapat berpindah-pindah (terdelokalisasi).

Ikatan rangkap terkonjugasi ialah ikatan yang kedudukan nya di selang oleh satu ikatan tunggal seperti -CH=CH-CH=-CH. Pengaturan kembali electron melalui orbital π, terutama dalam system konjugasi atau senyawa organic yang atom-atomnya secara kovalen berikatan tunggal dan ganda.

Konjugasi pada ikatan rangkap berbicara mengenai kestabilan unsur yang bertujuan untuk bangun molekul yang lebih stabil. Konjugasi terjadi dalam senyawa organik yang atom-atomnya secara kovalen berikatan tunggal dan ganda secara bergantian (C=C-C=C-C) dan memengaruhi satu sama lainnya membentuk daerah delokalisasi elektron. Delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah dari 1 atom ke atom lain atau delokalisasi yaitu berpindah.

Pada isomerisme cis dan trans.

Cis : Gugus subtituen yang berikatan dengan ikatan rangkap berorientasi sama atau tidak berlawanan

Trans : Gugus subtituien yang berikatan dengan ikatan rangkap saling berlawanan

Energi ikatsn sebelum ikatan π terdelokalisasi/berpindah  lebih tinggi karena sebelum  ikatan π berpindah mengakibatkan ikatan yang tidak stabil.

Energi ikatan sesudah ikatan π berpindah  pada tempat sebelumnya akan rendah karena ketika ikatan π berpindah ikatan sebelumnya akan stabil.

Ikatan antara C-O akan lebih stabil karena kelektronegatifan O lebih tinggi sehingga afinitasnya (kemampuan berikatan) akan tinggi. Sedangkan ikatan antara C-C kurang stabil karena kelektronegatifan C lebih rendah dari atom O sehingga afinitas atom C juga akan lebih rendah dari afinitas atom O.

Antara cis dan trans yang lebih stabil adalah trans karena cis lebih banyak halangan sterit yang menyebabkannya tidak stabil.

Tetapi pada cis-2 butena : 
- Memiliki titik lebur kecil yang berarti akan  lebih cepat mencair karena jika halangan steritnya besar maka mempunyai energi kinetik besar dan molekul akan cepat merenggang sehingga akan cepat mencair. 
- Memiliki titik didih yang lebih besar. Walaupun sebenarnya cis kurang stabil, tapi memiliki kerapatan (kebolehjadian menemukan elektron ) yang lebih besar , maka intensitas berikatan lebih besar jadi sulit untuk diputus sehingga membutuhkan titik didih yang lebih besar untuk memutuskan ikatan tersebut.

Dan pada trans-2 butena : 
-  Memiliki titik leleh yang lebih besar yang berarti akan lama mencair karena jika halangan steritnya kecil maka mempunyai energy kinetic yang lebih kecil dan molekul akan lambat merenggang sehingga akan lama mencair. 
-   Memiliki titik didih yang lebih kecil . walaupun trans sebenarnya stabil tapi memiliki kerapatan yang lebih kecil, maka intensitas berikatan akan lebih kecil jadi mudah untuk diputus sehingga membutuhkan titik didih yang kecil untuk memutuskan ikatan tersebut.

Perbedaan ikatan sigma dan ikatan pi adalah:

-          -Ikatan sigma (ikatan σ)

·            Ikatan kovalen yang dibentuk oleh tumpang tindih orbital atom sepanjang sumbu antar inti.

·            Orbital tumpang tindih berorientasi sepanjang sumbu antar inti.

·             ikatan adalah berotasi simetris sekitar sumbu antar inti

-          -Ikatan pi (Ikatan π)

·         Ikatan kovalen yang dibentuk oleh tumpang tindih lateral dua orbital p yang saling paralel tetapi berorientasi tegak lurus terhadap sumbu antar inti.

·         Orbital tumpang tindih berorientasi tegak lurus terhadap sumbu antar inti.

·         Ikatan ini tidak berotasi simetris sekitar sumbu antar inti.

·         Ikatan pi menyebabkan ikatan sigma tidak stabil.

·              Ikatan pi menyebabkan pergeseran tempat sehingga yang tidak berpasangan akan  mempunyai energy yang lebih tinggi di bandingkan yang tidak berpasangan

C. Benzena Dan Resonansi

          Senyawa benzena mempunyai rumus molekul C₆H₆, dan termasuk dalam golongan senyawa hidrokarbon aromatik. Nama aromatik digunakan karena senyawa tersebut berbau harum.dari rumus molekulnya dapat diketahui bahwa benzena merupakan senyawa tidak jenuh karena tidak memenuhi rumus CnH2n+2. Benzena dengan rumus C6H6 mempunyai bentuk molekul planar. Benzene tidak dapat diadisi langsung oleh Br  karena electron pada ikatan rangkap akan menolak untuk berikatan dengan BR dan akan beresonansi (adanya delokalisasi electron dari ikatan rangkap ke ikatan tunggal). 

Tapi benzena bisa  diadisi oleh Br jika telah direaksikan dengan FeBr3 sesuai dengan teori asam lewis. Fe disini berperan sebagai katalis yang dapat menyedot electron untuk memutus ikatan yang selanjutnya Br bisa masuk. Bila dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon lain yang mengandung 6 buah atom karbon, misalnya heksana (C₆H₁₄) dan sikloheksana (C₆H₁₂), maka dapat diduga bahwa benzena mempunyai derajat ketidakjenuhan yang tinggi. Dengan dasar dugaan tersebut maka dapat diperkirakan bahwa benzena memiliki ciri-ciri khas seperti yang dimiliki oleh alkena. Perkiraan tersebut ternyata jauh berbeda dengan kenyataannya, karena benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena (adisi, oksidasi, dan reduksi).Lebih khusus lagi benzena tidak dapat bereaksi dengan HBr, dan pereaksi-pereaksi lain yang lazimnya dapat bereaksi dengan alkena. Sifat-sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidak segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena.Benzena dengan gugus alkil sebagai substituen, diklasifikasikan sebagai golongan  arena. Penataan nama arena dibagi ke dalam dua golongan berdasarkan panjang rantai alkil. Jika gugus alkil berukuran kecil (atom C₆) maka gugus alkil diambil sebagai substituen danbenzenasebagai =induknya. 

Resonansi ,Metana (CH₄) dan etilena (CH₂=CH₂)  adalah contoh dari senyawa organic dengan struktur yang menggunakan garis untuk ikatan pasangan electron). Suatu garis yang menghubungkan dua lambang atom menyatakan ikatan kovalen antara dua atom.

Benzene adalah contoh suatu senyawa organic yang tidak dapat digambarkan secara pasti oleh rumus ikatan valensi tunggal.