I Nyoman Suarsana TABEL PERIODIK

TABEL PERIODIK

Unsur terbesar (bulk elements)
Unsur terkecil (trace elements)

I Nyoman Suarsana

Dari Atom untuk Molekul Biologi
Komponen-komponen
Awal dari atmosfir

Sifat-sifat kimia

Periodical Table

H
CN O

Hidup bagian dari atom
(1) Keberadaan melimpah di Bumi
(2) Diantara atom-atom kecil ikatannya

sangat kuat

1H
1s

Elektron pada
kulit terluar

H

7N 8O
2s 2p

C

N

Komponen-komponen
Awal dari atmosfir

H2

sp3

CH4 NH3 H2O

Review struktur air

C-C

Electronegativity

O 3.5

O
sp3

CH4 NH3 H2O

- +

COOH

Komponen Organik

Ukuran
atom

6C

H2

Komposisi atomik pada
Organisme hidup
Lebih kompeks

Struktur tetrahedral pada
orbital karbon sangat kuat
yang membangun unit
dasar pembentukan
protein

N 3.0
C 2.5
H 2.1

C

R

C
NH2
CH3

Gugus Fungsional
Jika atom-atom mempunyai
Gugus fungsional berbeda dalam
elektronegativitas, maka gugus
fungsional mempunyai polaritas
tinggi dan Sangat aktif.

lp

-δ

lp

O
+δ

Permanent
dipole

● High polarity
● High dielectric constant
● H-bond formation
● pH influence

Elektronegativitas: kecendrungan suatu atom
untuk menarik elektron ke dirinya sendiri
Juang RH (2004) BCbasics

Juang RH (2004) BCbasics

1

Konstanta Dielektrik

O
H

H
O

H3 C

H
O

H5 C2

H

O
H5 C2

C2 H5

Water
Methanol
Ethanol
Ammonia
Acetic acid
Chloroform
Ethyl ether
Benzene
Carbon tetrachloride

80.4
33.6
24.3

17.3
6.15
4.81
4.43
2.28
2.24

H
Cl–C–Cl
Cl
Cl
Cl–C–Cl
Cl

Adapted from Bohinski (1987) Modern Concepts in Biochemistry (5e) p.37

GUGUS FUNGSIONAL
Organisme hidup terdiri atas senyawa organik
karbon yang secara kovalen berikatan:
1. Karbon,

2. Hidrogen,
3. Oksigen,
4. Nitrogen.
Kemampuan atom karbon untuk membentuk
ikatan tunggal dan ganda dengan sesamanya,
yang memungkinkan pembentukan struktur
dengan mengikat berbagai gugus fungsional

2

GUGUS FUNGSIONAL
• Gugus fungsional: adalah konfigurasi spesifik
atom-atom yang umumnya berikatan dengan
kerangka karbon molekul organik dan umumya
terlibat dalam reaksi kimiawi
• Persenyawaan dengan gugus fungsional yang
sama akan mempunyai sifat kimia yang sama

Berbagai macam gugus fungsional
‰ Keenam gugus fungsional yang paling penting

dalam kimia kehidupan adalah: (Tabel 1).
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Gugus Hidroksil,
Gugus Karbonil,
Gugus Karboksil,
Gugus Amino,
Gugus Sulfidril,
Gugus Fosfat

‰ Semua gugus fungsional bersifat hidrofilik
sehingga meningkatkan kelarutan senyawa
organik dalam air.

GUGUS FUNGSIONAL

Gugus
fungsiona l

Ru m u s

Nam a
se nya w a

Hidroksil

Alkohol

Karbonil

Aldehida

Karboksil

Asam
karboksilat

Am ino

Am ina

Sulfidril
Fosfat

Tiol

Gugus Hidroksil
• Pada suatu gugus hidroksil, satu atom
hidrogen terikat dengan satu atom oksigen,
yang kemudian terikat dengan kerangka
karbon molekul organik.
• Senyawa organik yang mengandung
gugus hidroksil disebut alkohol

Fosfat or ganik

3

Gugus hidroksil
• Gugus hidroksil bersifat polar sebagai akibat
atom oksigen elektronegatif yang menarik
elektron ke arah dirinya sendiri.
• Akibatnya, molekul air tertarik ke gugus
fungsional, dan hal ini akan membantu
melarutkan senyawa organik yang mengandung
gugus seperti ini.

Alkohol
• Alkohol adalah persenyawaan organik yang
mempunyai satu atau lebih gugus hidroksil.
• Karena ikatan hidroksil di sini bersifat kovalen,
maka sifat alkohol tidak serupa dengan
hidroksida, tetapi lebih mendekati sifat air.
• Alkohol dapat digolongkan berdasarkan:
1. Letak gugus OH pada atom karbon
2. Banyaknya gugus OH yang dimiliki.
3. Bentuk rantai karbonnya.

• Gula misalnya, kelarutannya dalam air terjadi
karena adanya gugus hidroksil.

Alkohol dapat digolongkan berdasarkan:
a. Letak gugus OH pada atom karbon
1. alkohol primer (OH terikat pada karbon primer)
2. alkohol sekunder (OH terikat pada karbon sekunder)
3. alkohol tersier (OH terikat pada karbon tersier)
b. Banyaknya gugus OH yang terdapat
1. alkohol monohidrat (satu gugus OH)
2. alkohol dihidrat (dua gugus OH)
3. alkohol trihidrat (tiga gugus OH)
4. alkohol polihidrat ( gugus OH lebih dari tiga)

Alkohol
A. Ethanol
B. Methanol
A.

Ethanol
1. dapat menekan SSP
2. konsumsi dalam jumlah sedikit, memperlambat reaksi
dan menghambat koordinasi anggota-anggota tubuh.
3. konsumsi dalam jumlah banyak (mabuk, tidak sadarkan
diri)
4. digunakan sebagai antiseptik

c. Bentuk rantai karbonnya (alkohol alifatik, aromatik)

4

Alkohol
B. Methanol
1. cairan mudah menguap dan dapat bercampur dengan
air pada segala perbandingan
2. sebagai bahan dasar pembuatan formaldehid
3. bahan spritus, sangat beracun, kebutaan (lumpuh).

Gugus Karbonil

Ether
1. sedikit bersifat polar

2. titik didih eter lebih rendah dibandingkan
dengan alkohol
3. stabil terhadap asam, basa.
4. mudah menguap, terbakar
5. banyak digunakan sebagai anaestetik

Gugus Karboksil

• Gugus karbonil (–CHO), terdiri atas sebuah
atom karbon yang dihubungkan dengan
sebuah atom oksigen dengan ikatan ganda.

• Jika suatu atom oksigen berikatan ganda
dengan sebuah atom karbon yang juga terikat
dengan gugus karboksil, keseluruhan rakitan
atom itu disebut gugus karboksil (–COOH)

• Jika gugus karbonil itu berada pada ujung
suatu kerangka karbon, senyawa organik itu
disebut aldehida, kalau tidak senyawa itu
disebut keton

• Senyawa yang mengandung gugus karboksil
dikenal sebagai asam karboksilat, atau asam
organik

5

Tabel 2. Contoh asam karboksilat
Nama umum

Nama IUPAC

Rumus struktur

asam formiat
asam asetat
asam propionat
asam butirat
asam valerat
asam kaproat
asam kaprilat
asam kaprat
asam laurat
asam miristat
asam palmitat
asam stearat

asam metanoat
asam etanoat
asam propanoat
asam butanoat
asam pentanoat
asam hexanoat
asam oktanoat
asam dekanoat
asam dodekanoat
asam tetradekanoat
asam heksadekanoat
asam oktodekanoat

HCOOH
CH3COOH
CH3CH2COOH
CH3(CH2)2COOH
CH3(CH2)3COOH
CH3(CH2)4COOH
CH3(CH2)6COOH
CH3(CH2)8COOH
CH3(CH2)10COOH
CH3(CH2)12COOH
CH3(CH2)14COOH
CH3(CH2)16COOH

Gugus Sulfhidril
• Gugus fungsional organik yang dikenal
sebagai gugus sulfhidril (–SH), terdiri atas
sebuah atom sulfur yang terikat dengan
sebuah atom hidrogen, yang mirip dengan
bentuk gugus hidroksil.
• Senyawa organik yang mengandung
sulfhidril disebut thiol atau tiol

Gugus Amino

• Gugus amino (–NH2) terdiri atas suatu atom
nitrogen yang terikat dengan dua atom hidrogen
dan dengan kerangka karbon.
• Senyawa organik dengan gugus fungsional ini
disebut amina
• Gugus amino bertindak sebagai basa.
• Sebagian besar senyawa organik sel
mempunyai dua atau lebih gugus fungsional
yang berlainan

Gugus Fosfat

• Fosfat adalah suatu anion yang terbentuk akibat
penguraian asam organik yang disebut asam
fosfat (H3PO4)
• Senyawa organik yang mengandung gugus
fosfat mempunyai ion fosfat yang terikat secara
kovalen melalui salah satu atom oksigennya ke
kerangka karbon.
• Salah satu fungsi gugus fosfat adalah dalam
transfer energi di antara molekul organik

6

Macam-macam gugus fungsional
Golongan utama biomolekul dalam Sel
1.
2.
3.
4.

Karbohidrat
Lipida
Protein
Asam nukleat

7

8

Sebagian besar senyawa organik sel mempunyai
dua atau lebih gugus fungsional yang berlainan

9

10

11

TUGAS:
1. Identifikasi Jenis
gugus fungsional
yang dimiliki masingmasing contoh
senyawa biomolekul
2. Jumlah gugus
fungsional

12