ORBITAL DAN PERANANNYA DALAM IKATAN KOVALEN (BAGIAN 2) OLEH ALEX PEPSEGA INDRA PUTRA

 

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..............................................................................................ii

DAFTAR ISI............................................................................................................iii 

BAB I PENDAHULUAN 

1.1  Latar Belakang 1

1.2  Rumusan masalah 1

1.3  Tujuan rumusan masalah 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1  Pengertian Gelombang 2

2.2  Pengertian Ikatan hidrogen 4

2.3  Beberapa Hal Penting Mengenai Orbital Ikatan dan Anti Ikatan 5

2.4  Orbital Hidrida Karbon 6

2.5  Cara Kerja 7

2.6  Contoh Analisa 8

BAB III KESIMPULAN DAN SARAN

3.1  Kesimpulan 10

3.2  Saran 10

DAFTAR PUSTAKA

BAB I
PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom. Fungsi ini dapat digunakan untuk menghitung probabilitas penemuan elektron dalam sebuah atom pada daerah spesifik mana pun di sekeliling inti atom.

Dari fungsi inilah kita dapat menggambarkan sebuah grafik tiga dimensi yang menunjukkan kebermungkinan lokasi elektron. Oleh karena itu, istilah orbital atom dapat pula secara langsung merujuk pada daerah tertentu pada sekitar atom yang ditentukan oleh fungsi matematis kebermungkinan penemuan elektron. Secara spesifik, orbital atom menyatakan keadaan-keadaan kuantum yang mungkin dari suatu elektron dalam sekumpulan elektron di sekeliling atom.

Gagasan bahwa elektron dapat berevolusi di sekeliling ini atom dengan momentum sudut yang pasti diargumenkan dengan penuh keyakinan oleh Niels Bohr pada tahun 1913 dan fisikawan Jepang Hantaro Nagaoka pun telah mempublikasi hipotesis perilaku orbit elektron seawal tahun 1904. Namun adalah penyelesaian persamaan Schrodinger pada tahun 1926 untuk gelombang elektron pada atom yang memberikan fungsi matematis orbital atom modern.

Oleh karena berbeda dengan "orbit" mekanika klasik, istilah "orbit" elektron pada atom digantikan dengan istilah orbital, yang diciptakan oleh kimiawan Robert Mulliken pada tahun 1932. Orbital atom umumnya dideskripsikan sebagai fungsi gelombang "bak hidrogen" dengan bilangan kuantum n, l, m yang berkorespondensi dengan energi, momentum sudut, dan arah momentum sudut pasangan elektron secara berurutan. Tiap-tiap orbital (ditentukan oleh sehimpunan bilangan kuantum yang berbeda) yang secara maksimal hanya dapat menampung dua elektron ini memiliki nama klasik s,p,d, dan f.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

1.   Pengertian gelombang 

Elektron oleh ahli kimia (sampai 1923) diandaikan hanya sebagai partikel bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom.Namun, dalam 1923 louis de Broglie mengemukakan bahwa elektron mempunyai sifat gelombang dan sifat partikel.Pendapatnya tersebut menjadi konsep dari mekanika kuantum tentang gerak elektron dan teori orbital molekul .

Gelombang diam :
jenis gelombang diam berdasarkan gerakannya :

• Dimensi

Orang memetik senar gitar yang kedua ujungnya mati

• Dimensi

Pemukulan kepala drum

• Dimensi

Sistem geklombang elektron

• Amplitudo 

Adalah  tinggi gelombang diam, bila mengarah keatas, amplitudo (+) dan bila kebawah, amplitudo(-)

• Simpul 

Adalah kedudukan pada gelombang yang amplitudonya = 0

Gambar 2.1 Amplitudo dan simpul

Perbedaan Dua Gelombang Diam  sefase dan keluar fase

• Sefase : antara amplitudo (+) dan (+) atau antara amplitudo (-) dan (-) Bila 2 gelombang sefasesaling tumpang tindih, mereka akan saling menguatkan

• Keluar fase : bila tanda dari amplitudo saling berlawanan (+) dan (-) atau sebaliknya Bila 2 gelombang keluar fase saling tumpang tindih akan saling mengganggu atau berinterferensi

Gambar 2.2 Gelombang sefase dan keluar fase

Walaupun lebih rumit, prinsip sistem gelombang elektron 

(3 dimensi) = sistem senar (1 dimensi) 

Masing-masing orbital atom dari atom berkelakuan seperti fungsi gelombang, dapat mempunyai ampliudo (+) dan (-) dan simpul.

Contoh : orbital 1s (tak ada simpul), 2s (ada simpul), 2p ( ada amplitudo +, -, bidang simpul)

Satu orbital atom dapat bertumpang tindih dengan orbital atom dari atom lain :

1. Bila orbital tumpang tindih sefase, hasilnya perkuatan dan orbital molekul ikatan

2. Bila orbital tumpang tindih keluar fase, hasilnya interferensi yang menimbulkan simpul antara 2 inti. Interferensi tersebut menuju ke orbital molekul anti-ikatan.

Gambar 2.3 Perkuatan dan interferensi gelombang

2. Pengertian ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom lain yang memiliki pasangan elektron bebas (keelektronegatifan tinggi) seperti Cl, F, O, dan N. Ikatan hidrogen dapat terjadi baik dalam satu molekul maupun antar molekul. Ikatan hidrogen dalam satu molekul sering terjadi pada senyawa organik yang, misalnya yang mengandung dua gugus  -OH, dengan jarak yang tidak terlalu jauh, misalnya asam oksalat (H2C2O4). Adanya ikatan hidrogen membuat titik didih suatu senyawa menjadi lebih tinggi. Kekuatan ikatan hidrogen lebih lemah dibanding dengan ikatan ion dan kovalen tetapi lebih kuat dibanding gaya van der Waals.

Contoh ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen digambarkan dengan garis putus-putus. Ikatan hidrogen antar molekul terjadi pada senyawa-senyawa berikut.

• H2O, ikatan hidrogen terjadi melalui atom H dengan atom O molekul lain

Gambar 2.4  Ikatan hidrogen

• Ikatan hidrogen terjadi melalui atom H dengan atom F molekul lain

• CH3COOH, ikatan hidrogen terjadi melalui atom O dari C=O dengan atom H dari gugus -OH molekul lain.

3. Beberapa hal penting yang umum mengenai orbital ikatan dan anti ikatan

Menurut teori orbital molekul, orbital molekul dihasilkan dari interaksi antara dua atau lebih orbital atom. Terjadinya tumpang tidih suatu orbital mengarah pada pembentukan dua orbital atom : satu orbital molekul ikatan dan satu orbital molekul antiikatan. Orbital molekul ikatan (bonding molecular orbital) memiliki energi yang lebih rendah dan kestabilan yang lebih besar dibandingkan dengan orbital atom pembentuknya. Orbital molekul antiikatan (antibonding molecular orbital) memiliki energi yang lebih tinggi dan kestabilan yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital-orbital atom pembentuknya. Teori orbital molekul (OM) menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul yang dihasilkan dari interaksi orbital-orbital atom dari atom-atom yang berikatan dan yang terkait dengan molekul secara keseluruhan (lischer, 2009). Konstruksi orbital molekul dari orbital atom, ibagian dalam pembentukan molekul. Separuh dari orbital molekul mempunyai energi yang lebih besar daripada energi orbital atom. Orbital yang dibentuk yaitu orbital molekul pengikatan (bonding) dan orbital molekul antiikatan (anti bonding). Elektron yang tidak mengambil bagian dalam pengikatan disebut elektron tidak berikatan (nonbonding) dan mempunyai energy yang sama dengan energy yang dimiliki atom-atom yang terpisah. Energi –energi relatif dari setiap jenis orbital secara umum terlihat pada gambar berikut ini (Dogra, 1990):

Gambar 2.5 Orbital

Orbital atom yang mengambil bagian dalam pembentukan orbital molekul harus memenuhi persyaratan sebgai berikut:

• Orbital atom yang membentuk orbital molekul harus mempunyai energi yang dapat dibandingkan.

• Fungsi gelombang dari masing-masing orbital atom harus bertumpang tindih dalam ruangan sebanyak mungkin.

• Fungsi gelombang orbital atom harus mempunyai simetri yang relatif sama dengan sumbu molekul.

Yang paling umum membentuk orbital molekul adalah σ (sigma) dan orbital π (pi). Orbital sigma simetris disekitar sumbu antarnuklir. Penampang tegak lurus terhadap sumbu nuklir (biasanya sumbu x) memberikan suatu bentuk elips. Ini terbentuk dari orbital s maupun dari p dan orbital d yang mempunyai 

Gambar 2.6 Bonding dan anti bonding orbital

telinga sepanjang sumbu antar nuklir. Orbital π terbentuk ketika orbital p pada setiap atom mengarah tegak lurus terhadap sumbu antarnuklir. Daerah tumpang tindih ada di atas dan di bawah sumbu ikatan. 

4. Orbital hibrida karbon 

Hibridasi adalah konsep pencampuran orbital atom menjadi orbital hibrida yang sesuai dengan pasangan elekton untuk membentuk ikatan kimia. Orbital hibrida biasanya mempunyai perbedaan energi dan bentuk. Hibridasi berguna untuk menjelaskan struktur molekuler ketika teori ikatan valensi gagal untuk menjelaskan. Karbon merupakan contoh yang baik untuk penjelasan orbital hibrida. Konfigurasi atom karbon dalam keadaan ground state adalah

Berdasarkan teori ikatan valensi, karbon seharusnya membentuk ikatan kovalen, menghasilkan CH2, karena karbon mempunyai dua elektron tak berpasangan secara konfigurasi elektron. Meskipun demikian, melalui eksperimen dapat ditunjukkan bahwa CH2 bersifat sangat reaktif dan tidak dapat terbentuk setelah akhir reaksi (meskipun hal ini juga tidak menjelaskan bagaimana CH4 dapat terbentuk ). Untuk membentuk empat ikatan, konfigurasi karbon harus mempunyai empat elektron tidak berpasangan. Dengan demikian karbon telah mempunyai empat elektron tidak berpasangan, sehingga mempunyai empat energi ikatan yang sama. Hibridisasi orbital juga lebih disukai karena mempunyai energi yang lebih kecil dibandingkan dengan orbital terpisah. Hal tersebut menghasilkan senyawa yang lebih stabil ketika terjadi hibridisasi dan ikatan yang terbentuk juga lebih baik. 

 

• Hibridisasi sp3

Hibridisasi sp3 dapat menjelaskan struktur molekul tetrahedral. Orbital 2s dan tiga orbital 2p melakukan hibridisasi untuk membentuk empat orbital sp, masing-masing terdiri dari 75% karakter p dan 25% karakter s. Cuping depan mensejajarkan diri dan penolakan electron bersifat lemah.

Gambar 2.7 Hibridasi Sp3

Hibridisasi satu orbital s dengan tiga orbital p (px, py, dan pz) menghasilkan empat orbital hibrida sp3 yang mempunyai sudut sebesar 109,5˚ satu sama lain sehingga membentuk geometri tetrahedral.

• Hibridisasi sp2

Hibridisasi sp2 berguna untuk menjelaskan bentuk struktur molekul trigonal planar. Orbital 2s dan dua orbital 2p melakukan hibridisasi membentuk tiga orbital sp, masing – masing terdiri dari 67% karakter p dan 33% karakter s. Cuping depan mensejajarkan diri membentuk trigonal (segitiga) planar, menghadap sudut segitiga untuk meminimalisasi penolakan elektron.

Gambar 2.8 Hibridasi Sp2

Hibridisasi satu orbital s dan dua orbital p menghasilkan tiga orbital hibrida sp2 yang berorientasi dengan sudut sebesar 120˚ satu sama lain sehingga membentuk geometri trigonal (segitiga).

• Hibridasi sp

Hibridasi sp dapat digunakan untuk menjelaskan struktur molekul linier. Orbital 2s dan satu orbital 2p melakukan hibridisasi membentuk dua orbital sp, masing – masing  terdiri dari 50% karakter p dan 50% karakter s

Gambar 2.9 Hibridasi Sp

Cuping depan berhadapan satu sama lain dan membentuk garis lurus 180˚ antara dua orbital.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

1. Orbital atom adalah sebuah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku sebuah elektron ataupun sepasang elektron bak-gelombang dalam sebuah atom.

2. Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom H dengan atom lain yang memiliki pasangan elektron bebas (keelektronegatifan tinggi) seperti Cl, F, O, dan N.

3. Hibridasi adalah konsep pencampuran orbital atom menjadi orbital hibrida yang sesuai dengan pasangan elekton untuk membentuk ikatan kimia.

DAFTAR PUSTAKA 

http://sheirafirdarumanda.blogspot.com › ...

ORBITAL DAN PERANANNYA DALAM IKATAN KOVALEN

https://id.wikipedia.org/wiki/Orbital_molekul

https://id.wikipedia.org/wiki/Teori_orbital_molekul 

http://chemist-try.blogspot.co.id/2012/10/teori-orbital-molekul.html

http://www.ilmukimia.org/2015/08/teori-hibridisasi-orbital.html