14 St. Layli Prasojo, S.Farm., Apt.
Atom karbon dapat berikatan satu dengan lainnya membentuk rantai panjang atau cincin. Karbon, sebagai elemen tunggal mampu
membentuk bermacam senyawa, dari yang sederhana seperti metana, hingga senyawa yang sangat komplek misalnya DNA yang terdiri dari
sepuluh hingga jutaan atom karbon. Jadi, senyawa karbon tidak hanya diperoleh dari organisme
hidup saja. Kimiawan modern saat ini sudah mampu menyintesis senyawa karbon di dalam laboratorium. Contohnya: obat, pewarna,
polimer, pengawet makanan, pestisida, dan lain-lain. Saat ini, kimia organik didefinisikan sebagai
senyawa yang mengandung atom karbon
.
A. Struktur Atom
Sebelum mulai mempelajari kimia organik, mari kita mengulas kembali beberapa pengertian umum tentang atom dan ikatan. Atom
terdiri dari nukleus dengan muatan positif yang dikelilingi muatan negtif dari elektron pada jarak yang relatif jauh. Nukleus terdiri atas
partikel subatomik yang disebut neutron, bermuatan netral, dan
Kimia Organik I 15
proton, bermuatan positif. Meskipun memiliki diameter yang sangat kecil – sekitar 10
-14
hingga 10
-15
meter m – nukleus berperan penting terhadap semua massa dari atom. Elektron memiliki massa yang dapat
diabaikan dan mengelilingi nukleus pada jarak sekitar 10
-10
m. Dengan demikian, diameter dari suatu atom kira-kira 2 x 10
-10
m atau 200 picometers
pm. Suatu atom dapat dijelaskan dengan nomor atom Z yang
menggambarkan jumlah proton dalam inti atom, dan nomor massa A yang menggambarkan jumlah total proton dan neutron. Setiap
atom dalam senyawa apapun memiliki nomor atom tetap, misalnya 1 untuk hidrogen, 6 untuk karbon, 17 untuk klorida, dan sebagainya,
tetapi mereka dapat memiliki nomor massa berbeda tergantung berapa banyak neutron yang dimilikinya. Atom-atom yang memiliki
nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda disebut isotop.
B. Orbital Atom
Berdasarkan model mekanika kuantum atom, perilaku spesifik dari suatu atom dapat dijelaskan menggunakan persamaan
gelombang. Persamaan tersebut pada awalnya digunkan untuk menjelaskan pergerakan gelombang pada benda cair. Penyelesaian
persamaan gelombang disebut fungsi gelombang atau orbital, dilambangkan dengan huruf Yunanai psi
ψ.
16 St. Layli Prasojo, S.Farm., Apt.
Ketika fungsi gelombang dikuadratkan ψ
2
, orbital menjelaskan volume ruang di sekeliling inti di mana elektron paling mungkin
ditemukan. Awan elektron tidak dapat dipastikan dengan jelas, tetapi kita dapat membuat batasan dengan mengatakan bahwa orbital
menggambarkan tempat di mana elektron dapat ditemukan dengan probabilitas 90-95.
Terdapat empat macam orbital yang berbeda, dilambangkan dengan orbital s, p, d, dan f. Dari keempat orbital tersebut, kita hanya
akan mempelajari secara mendalam orbital s dan p, karena kedua orbital tersebut paling penting dalam kimia organik. Orbital s
berbentuk sferis bola, dengan inti berada di pusat. Orbital p berbentuk halter. Empat dari lima orbital d berbentuk daun semanggi,
seperti yang tampak pada gambar 1. orbital d kelima berbentuk halter yang diperpanjang dengan bentuk donat mengelilingi pada bagian
tengahnya.
orbit al s orbit al p
orbit al d
Gambar 1.1. bentuk-bentuk orbital atom
Orbital elektron diatur dalam sel-sel yang berbeda, didasarkan pada peningkatan ukuran dan energi. Sel yang berbeda mengandung
Kimia Organik I 17
jumlah dan macam orbital yang berbeda pula. Masing-masing orbital berisi sepasang elektron. Sel pertama hanya mengandung orbital s saja,
diberi lambang 1s, artinya pada sel ini hanya terdapat 2 elektron. Sel kedua terdapat satu orbital s 2s dan tiga orbital p 2p, sehingga ada
delapan elektron yang dapat mengisi sel ini. Sel ketiga berisi satu orbital s 3s, tiga orbital p 3p, dan lima orbital d 3d, jadi total elektron
ada delapan belas.
C. Konfigurasi Elektron dalam Atom
