Kimia Organik III
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Suatu molekul dapat bersifat polar dan nonpolar yang dapat di tentukan dengan harga
momen dipolnya.Momen dipol merupakan suatu besaran yang di gunakan untuk
menentukan kepolaran suatu molekul. Dimana jika momen dipol yang di hasilkan lebih
besar dari 0 maka molekul tersebut semakin polar dan jika momen dipol yang di hasilkan
samadengan
0
maka
molekul
tersebut
bersifat
nonpolar. Adanya
perbedaan
keelektronegatifan Antara dua atom yang memebentuk ikatan kovalen menyebabkan atom
yang lebih elektropositif kekurangan rapatan electron, sebaliknya atom yang lebih
elektropositif kelebihan rapatan electron. Akibatnya pada atom yang lebih elektropositif
terjadi muatan parsial positif sedangkan pada atom yang lebih elektronegatif terjadi
muatan parsial negative. Adanya perbedaan muatan parsial ini menyebabkan timbulnya
momen ikatan yang arahnya dari atom dengan muatan parsial positif ke atom dengan
muatan parsial negative. Sedangkan efek induktif merupakan kemampuan suatu gugus
untuk mendorong ataupun menarik electron. Semakin jauh letak gugus atau atom yang
memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap kepolaran suatu ikatan.Momen
dipol dan efek induktif dapat di gunakan untuk menentukan kepolaran suatu molekul.
Oleh karena itu untuk lebih memahami tantang momen dipol dan efek induktif kami
menulis makalah yang berjudul “MOMEN DIPOL & EFEK INDUKTIF”.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa pengertian dipol dan momen dipol serta cara menentukan nilai dari momen
dipol?
2. Apa pengertian dari efek induktif dan pngaruhnya terhadap kepolaran suatu molekul?
3. Apa hubungan antara momen dipol dan efek induktif?
1.3 TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui pengertian dipol dan momen dipol serta memahami cara menentukan
momen dipol dengan menggunakan persamaan yang ada.
2. Mengetahui pengertian efek induktif serta memahami pengaruh dari efek induktif
terhadap kepolaran suatu molekul.
3. Memahami hubungan Antara momen dipol dan efek induktif.
BAB II
PEMBAHASAN
Gaya Antar Molekul
Gaya antar molekul adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang saling berdekatan. Gaya
antar molekul berbeda dengan ikatan kimia. Ikatan kimia, seperti ikatan ionik, kovalen, dan
logam, semuanya adalah ikatan antar atom dalam membentuk molekul. Sedangkan gaya
antar molekul adalah gaya tarik antar molekul. Kita akan mempelajari tiga macam gaya
antar molekul, yaitu:
Gaya Van der Waals
Ikatan Hidrogen
Gaya London
Agar dapat memahami gaya antar molekul dengan baik. kita harus memahami terlebih dahulu
tentang apa yang dimaksud dengan dipol dalam suatu molekul.
Dipol
Dipol adalah singkatan dari di polar, yang artinya dua kutub. Senyawa yang memiliki dipol
adalah senyawa yang memiliki kutub positif (δ +) di satu sisi, dan kutub negatif (δ -) di sisi
yang lain. Senyawa yang memiliki dipol biasa disebut sebagai senyawa polar. Senyawa polar
terbentuk melalui ikatan kovalen polar. Perlu diperhatikan bahwa dipol berbeda dengan ion.
Kekuatan listrik yang dimiliki dipol lebih lemah dibanding kekuatan listrik ion. Kita pasti
ingat, bahwa ion terdapat pada senyawa ionik, dimana molekul terbagi menjadi dua , yaitu
ion positif/kation (+) dan ion negatif/anion (-).
Untuk memahami perbedaan antara ion dan dipol, mari kita perhatikan gambar berikut:
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa pada senyawa ion, molekul terbagi (bisa juga
dikatakan terbelah) menjadi dua bagian. Jadi ion positif dan ion negatif sebenarnya terpisah.
Mereka bersatu hanya karena adanya gaya tarik-menarik antar ion positif dan negatif (gaya
coulomb).
Pada senyawa polar, tidak terjadi pemisahan. Molekul merupakan satu kesatuan. Hanya saja
pada satu sisi/tepi terdapat kutub positif (δ+) dan di sisi/tepi yang lain terdapat kutub negatif
(δ-).
Untuk senyawa non polar, sama sekali tidak ada muatan listrik yang terkandung.
Gaya Van der Waals
(Gaya tarik antara dipol-dipol)
Gaya Van der Waals merupakan gaya tarik antar dipol pada molekul polar. Molekul polar
memiliki ujung-ujung yang muatannya berlawanan. Ketika dikumpulkan, maka molekul
polar akan mengatur dirinya (membentuk formasi) sedemikian hingga ujung yang bermuatan
positif akan berdekatan dengan ujung yang bermuata negatif dari molekul lain. tapi tentu saja
formasinya tidak statis/tetap, kenapa? Karena sebenarnya molekul selalu bergerak dan
bertumbukan/tabrakan.
Catatan:
Molekul/atom/zat akan diam tak bergerak jika energi kinetiknya = 0 (nol). Keadaan ini
disebut keadaan diam mutlak, dicapai jika benda berada pada suhu 00K (-2730C)
Untuk jelasnya, bisa dilihat pada gambar berikut:
Gaya Van der Waals diperlihatkan dengan garis merah (putus-putus). Kekuatan gaya tarik
antara dipol ini biasanya lebih lemah dari kekuatan ikatan ionik atau kovalen (kekuatannya
hanya 1% dari ikatan). Kekuatannya juga akan berkurang dengan cepat bila jarak antar dipol
makin besar. jadi gaya Van der Waaals suatu molekul akan lebih kuat pada fase padat
dibanding cair dan gas.
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen pada satu molekul dengan
atom nitrogen (N), oksigen (O), atu fluor (F) pada molekul yang lain. Gaya tarik dipol yang
kuat terjadi antara molekul-molekul tersebut. Gaya tarik antar molekul yang terjadi memiliki
kekuatan 5 sampai 10% dari ikatan kovalen. Gambaran ikatan hidrogen dapat dilihat pada
gambar berikut:
Ikatan hidrogen diperlihatkan pada garis merah (putus-putus). Meskipun tidak terlalu kuat,
ikatan hidrogen tersebar diseluruh molekul. Inilah sebabnya air (H 2O) memiliki titik didih
yang relatif lebih tinggi bila dibandingkan dengan senyawa lain dengan berat molekul (Mr)
yang hampir sama. Sebut misalnya CO 2 (Mr=48) dalam suhu kamar sudah berwujud gas,
sedangkan air (H2O) dengan berat molekul lebih kecil (Mr=18) pada suhu kamar (20 0C)
masih berada pada fase cair.
Gaya London
Gaya London merupakan gaya antar dipol sesaat pada molekul non polar. Seperti kita ketahui
molekul non polar seharusnya tidak mempunyai kutub/polar (sesuai dengan namanya).
Namun, karena adanya pergerakan elektron mengelilingi atom/molekul, maka ada saat-saat
tertentu dimana elektron akan "berkumpul" (terkonsentrasi) di salah satu ujung/tepi molekul,
sedang di tepi yang lain elektronnya "kosong". Hal ini membuat molekul tersebut "tiba-tiba"
memiliki dipol, yang disebut dipol sesaat. Munculnya dipol ini akan menginduksi dipol
tetangga disebelahnya. Ketika elektron bergerak lagi, dipol ini akan hilang kembali. Untuk
jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:
Ketika dipol sesat terjadi, akan timbul pula gaya london (garis biru putis-putus). Ketika dipol
hilang, gaya london pun hilang. Kekuatan Gaya london bergantung pada berbagai faktor:
1. Kerumitan
molekul
makin rumit molekul (Mr makin besar), maka gaya london makin kuat.
2. Ukuran
molekul
makin besar ukuran molekul, gaya london juga makin kuat. hal ini dikarenakan molekul
besar lebih mudah terpolarisasi, sehingga dipol sesaat lebih mudah terjadi.
( http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-molekul.html)
Sebuah molekul diatom seperti HF adalah suatu dipol, yakni suatu benda yang memiliki dua
muatan berlawanan pada titiknya. Adanya dua muatan yang berlawanan ini dapat dibuktikan
dengan medan listrik. Dimana ketika medan listrik dinyalakan molekul HF akan engarahkan
ujung negatifnya ke kutub positif dan ujung positifnya ke kutub negatif Untuk molekul
semacam ini dapat ditentukan sebuah momen dipol, yaitu suatu ukuran terhadap derajat
kepolaran. Secara kuantitatif, momen dipol (µ) merupakan hasil kali muatan Q dan jarak
antar muatan r.
µ = Q x r (1)
Untuk mempertahankan kenetralan listrik, muatan pada kedua ujung molekul diatomik yang
bermuatan listrik netral haruslah sama besar dan berlawanan arah. Namun, pada persamaan
(1), Q hanya merujuk pada besar muatan dan tidak ada tandanya, sehingga nilai Q selalu
positif. Momen dipol dinyatakan dalam satuan debye (D), dari nama seorang kimiawan Peter
Debye. Faktor konversinya adalah
1 D = 3,336 x 10-30 C m
Di mana C dalam Coulumb dan m dalam meter.
Molekul diatomik yang mengandung atom-atom dari unsur yang berbeda biasanya berupa
molekul polar dan memiliki momen dipol, sedangkan molekul diatomik yang mengandung
atom-atom dari unsur yang sama tidak memiliki momen dipol dan berupa molekul non-polar.
(http://lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/)
Momen Dipole
Momen dipol Istilah dapat didefinisikan baik sehubungan dengan ikatan kimia atau
sehubungan dengan molekul.
1. Obligasi Dipole Momen
Elektron dalam ikatan kovalen menghubungkan dua atom yang berbeda tidak ditanggung
bersama oleh atom karena perbedaan elektronegativitas antara dua elemen. Atom dari elemen
yang lebih elektronegatif memiliki pangsa yang lebih besar dari elektron dari atom dari unsur
yang kurang elektronegatif. Akibatnya, atom yang memiliki bagian yang lebih besar dari
elektron ikatan dikenakan muatan negatif parsial dan atom yang memiliki pangsa yang lebih
rendah muatan positif parsial yang sama besarnya. Sebagai contoh, pikirkan molekul
diatomik AB hipotetis. Asumsikan bahwa elemen B lebih elektronegatif daripada elemen A.
Atom B memiliki bagian yang lebih besar dari elektron dalam ikatan AB. Artinya, AB
obligasi terpolarisasi ke arah atom B, dan ada muatan negatif parsial (-δ) pada atom B dan
muatan parsial positif besarnya sama (+ δ) pada atom A.
Produk dari besarnya biaya baik pada atom A atau atom B (δ) dan AB panjang ikatan (d)
disebut momen dipol (simbol: μ) obligasi.
SI unit momen dipol adalah Debye (D).
2. Molekul Dipole Momen
Menurut definisi, molekul bermuatan listrik netral. Namun, banyak molekul memiliki
wilayah, atau tiang, bantalan muatan positif bersih parsial, dan wilayah yang berlawanan,
atau tiang, beruang muatan negatif parsial bersih sama besarnya, seperti yang ditunjukkan di
bawah ini secara skematik.
Molekul tersebut memiliki momen dipol, yang sama dengan jumlah vektor momen dipol dari
semua obligasi dalam molekul. Momen dipol molekul, menjadi vektor, memiliki arah, yang
ditunjukkan dengan menggunakan simbol berikut.
panah simbol yang menunjuk ke arah kutub negatif dan tanda plus menuju kutub positif.
misalnya:
Molekul A mungkin tidak memiliki momen dipol meskipun mengandung ikatan yang
melakukan. Sebagai contoh, masing-masing dua ikatan karbon-oksigen dalam CO 2 memiliki
momen dipol, tetapi CO 2 molekul tidak memiliki momen dipol karena momen dipol dari dua
ikatan karbon-oksigen adalah identik dalam besar dan berlawanan arah, sehingga jumlah
vektor dari nol.
Momen dipol ikatan tidak dapat ditentukan secara eksperimental, momen dipol molekul
hanya bisa. Namun, ada cara-cara tidak langsung untuk menentukan momen dipol ikatan,
kira-kira jika tidak akurat. Sebuah molekul diatomik hanya memiliki satu ikatan. Oleh karena
itu, momen dipol ikatan dalam molekul diatomik adalah sama dengan momen dipol
molekul. Sebagai contoh, eksperimental, momen dipol dari HF 1.91 D. Dengan demikian,
momen dipol ikatan hidrogen fluorida di HF 1.91 D. Dalam beberapa molekul organik, satu
ikatan kontribusi sangat untuk momen dipol molekul, membuat kontribusi obligasi lainnya
tidak signifikan. Akibatnya, momen dipol ikatan yang memberikan kontribusi untuk momen
dipol molekul kira-kira sama dengan momen dipol molekul. Sebagai contoh, perhatikan
CH 3 Cl.
perbedaan
panjang
elektronegativitas:
ikatan:
C
dan
Cl
>>>
C-Cl
C
>>>
dan
H
CH
Jadi, momen dipol: C-Cl >>> CH
Dengan demikian, momen dipol dari C-Cl adalah kurang lebih sama seperti yang dari
CH 3 Cl. Eksperimen, momen dipol dari CH 3 Cl 1.87 D, yang berarti momen dipol ikatan CCl di CH3 Cl adalah sekitar 1,87 D.
Momen dipol molekul dapat memberikan informasi yang berguna mengenai struktur
molekul. Sebagai contoh, momen dipol air 1.85 D, menyiratkan bahwa molekul air tidak
linear (1),untuk momen dipol molekul air linear akan menjadi nol.
(http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/c-d/dipole-moment/)
Afinitas elektron didefinisikan sebagai kalor reaksi saat elektron ditambahkan kepada atom
netral gas, yakni dalam reaksi.
F(g) + e¯ → F¯(g) (5.2)
Nilai positif mengindikasikan reaksi eksoterm, negatif menunjukkan reaksi endoterm. Karena
tidak terlalu banyak atom yang dapat ditambahi elektron pada fasa gas, data yang ada terbatas
jumlahnya dibandingkan jumlah data untuk energi ionisasi. Tabel 5.6 menunjukkan bahwa
afinitas elektron lebih besar untuk non logam daripada untuk logam.
Tabel 5.6 Afinitas elektron atom.
H
72,4
C
122,5
F
322,3
Li
59,
O
141,8
Cl
348,3
Na
54,0
P
72,4
Br
324,2
K
48,2
S
200,7
I
295,2
Besarnya kenegativan(elektron) yang didefinisikan dengan keelektronegatifan (Tabel 5.7),
yang
merupakan
ukuran
kemampuan
atom
mengikat
elektron.
Kimiawan
dari Amerika RobertSanderson Mulliken (1896-1986) mendefinisikan keelektronegativan
sebanding dengan rata-rata aritmatik energi ionisasi dan afinitas elektron.
Tabel 5.7 Keelektronegativitan unsur golongan utama elements (Pauling)
Pauling mendefinisikan perbedaan keelektronegativan antara dua atom A dan B sebagai
perbedaan energi ikatan molekul diatomik AB, AA dan BB. Anggap D(A-B), D(A-A) dan
D(B-B) adalah energi ikatan masing-masing untuk AB, AA dan BB. D(A-B) lebih besar
daripada rata-rata geometri D(A-A) dan D(B-B). Hal ini karena molekul hetero-diatomik
lebih stabil daripada molekul homo-diatomik karena kontribusi struktur ionik. Akibatnya,
∆(A-B), yang didefinisikan sebagai berikut, akan bernilai positif:
(A-B) = D(A-B) -√D(A-A)D(B-B) > 0 (5.3)
(A-B) akan lebih besar dengan membesarnya karakter ionik. Dengan menggunakan nilai
ini, Pauling mendefinisikan keelektronegativan x sebagai ukuran atom menarik elektron.
|xA -xB|= √D(A-B) (5.4)
xA dan xB adalah keelektronegativan atom A dan B.
Apapun skala keelektronegativan yang dipilih, jelas bahwa keelektronegativan meningkat
dari kiri ke kanan dan menurun dari atas ke bawah. Keelketroegativan sangat bermanfaat
untuk memahami sifat kimia unsur.
Informasi
lain
yang
bermanfaat
dapat
disimpulkan
dari
Tabel
5.7.
Perbedaan
keelektronegativan antara dua atom yang berikatan, walaupun hanya semi kuantitatif,
berhubungan erat dengan sifat ikatan kimia seperti momen dipol dan energi ikatan..
Misalnya ada distribusi muatan yang tidak sama dalam ikatan A-B (x A > xB). Pasangan
muatan positif dan negatif ±q yang dipisahkan dengan jarak r akan membentuk dipol (listrik).
Arah dipol dapat direpresentasikan dengan panah yang mengarah ke pusat muatan negatif
dengan awal panah berpusat di pusat muatan positif. Besarnya dipol, rq, disebut momen
dipol. Momen dipol adalah besaran vektor dan besarnya adalah µ dan memiliki arah.
Besarnya momen dipol dapat ditentukan dengan percobaan tetapi arahnya tidak dapat.
Momen dipol suatu molekul (momen dipol molekul) adalah resultan vektor momen dipol
ikatan-ikatan yang ada dalam molekul. Bila ada simetri dalam molekul, momen dipol ikatan
yang besar dapat menghilangkan satu sama lain sehingga momen dipol molekul akan kecil
atau bahkan nol.
Contoh Soal 5.3 Momen dipol ikatan dan momen dipol molekul.
(a) Jawab pertanyaan berikut tentang hidrogen khlorida HCl dan karbon tetrakhlorida CCl 4.
Tunjukkan bagaimana arah momen dipol untuk tiap senyawa. Usulkan apakah senyawa ini
memiliki momen dipol atau tidak. (b) Karbon dioksida CO2 dan sulfur trioksida SO3 tidak
memiliki momen dipol molekul. Usulkan struktur molekul senyawa-senyawa ini berdasarkan
pengamatan ini.
Jawab.
(a) Arah momen dipol ikatan ditunjukkan di bawah ini. HCl memiliki dipol molekular,
sementara CCl4 tidak memiliki momen dipol sebab momen dipol ikatan akan menghilangkan
satu sama lain. (b) Kedua senyawa harus simetris agar dipol ikatan C-O dan S-O yang besar
akan saling meniadakan. Jadi CO2 berbentuk linear sementara SO3 adalah segitiga.
(http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/)
Momen Dipol ( µ )
Adalah suatu besaran yang digunakan untuk menyatakan kepolaran suatu ikatan kovalen.
Dirumuskan :
µ=Qxr
;
1 D = 3,33 x 10-30 C.m
keterangan :
µ = momen dipol, satuannya debye (D)
Q = selisih muatan, satuannya coulomb (C)
r
= jarak antara muatan positif dengan muatan negatif, satuannya meter (m)
Efek Induksi
Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan electron yang
membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi secara merata di antara kedua atom. Electron
memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kea rah atom yang lebih
elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan electron
cenderung lebih besar pada daerah didekat atom Cl daripada atom C. sebagai penunjuk
bahwa atom yang satu lebih elektronegatif, secara umum dituliskan sebagai berikut:
Jika atom karbon terikat pada klorin dan ia sendiri berikatan pada atom karbon selanjutnya,
efek induksi dapat diteruskan pada karbon tetangganya.
Akibat dari pengaruh atom klorin, electron pada ikatan karbon klorin didermakan sebagian ke
klorin, sehingga menyebabkan C1 sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini menyebabkan
C2 mesti mendermakan juga sebagian elektronnya pada ikatan C2 dengan C1 agar menutupi
kekurangan electron di C1. Begitu seterusnya. Namun, efek ini dapat hilang pada suatu ikatan
jenuh (ikatan rangkap), efek induktif ini juga semakin mengecil jika melewati C2. Pengaruh
distribusi electron pada ikatan sigma ini dikenal sebagai efek induksi.
Sebagai perbandingan relatifitas efek induksi, kita memilih atom hydrogen sebagai molekul
standarnya, misalnya CR3-H.
- Jika ketika atom H dalam molekul ini diganti dengan Z (atom ataupun gugus), kemudian
kerapatan electron pada bagian CR3 pada molekul ini berkurang daripadadalam CR3-H,
maka Z dapat dikatakan memiliki suatu efek – I (efek penarik electron / electronwithdrawing / electron-attracting). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek – I: NO2, F,
Cl, Br, I, OH, C6H5-.
- Jika kerapatan electron dalam CR3 bertambah besar dari pada dalam CR3-H, maka Z
dikatakan memiliki efek + I (efek pendorong electron / electron-repelling / electronreleasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I: (CH3)3C-, (CH3)2CH-,
CH3CH2-, CH3-.
Bentuk molekul dan polarisabilitas
Gaya dispersi (gaya London) merupakan gaya yang relatif lemah. Zat yang molekulnya
bertarikan hanya berdasarkan gaya London, yang mempunyai titik leleh dan titik didih yang
rendah dibandingkan dengan zat lain yang massa molekul relatifnya kira-kira sama. Jika
molekul-molekulnya kecil, zat-zat itu biasanya berbentuk gas pada suhu kamar, misalnya
hidrogen (H2), nitrogen (N2), metana (CH4), dan gas-gas mulia.
Efek Induktif
Pergeseran elektron secara permanen sepanjang cincin terjadi jika atom atau gugus dengan
kelektronegatifan yang berbeda dengan atom karbon cincin disebut efek induksi. Elektron
tertarik ke arah Cl, disebut juga -I
Jika kelektronegatifan atom atau gugus yang terikat pada rantai karbon lebih kecil dari
atom karbon, maka pergeseran elektron menjauhi gugus sepanjang rantai, yang dikenal
sebagai efek induksi (+I)
•Nilai pKa menunjukkan bahwa keasaman amonia lebih kuat dari etilamina. Pada kasus ini
efek induksi adalah efek pendorong elektron.
•Gugus alkil pada etilamina meningkatkan muatan negatif basa konyugasi , sehingga
mendestabilisasinya, membuat etilamina lebih lemah keasamannya dibanding amonia.
Efek induktif
•Efek induktif dapat menjelaskan perbedaan antara kekuatan asam antara etilamina (pKa ~
40) dan amonia (pKa ~ 33).
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Adapun yang dapat disimpulkan dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Dipol adalah singkatan dari di polar, yang artinya dua kutub. Senyawa yang memiliki
dipol adalah senyawa yang memiliki kutub positif (δ +) di satu sisi, dan kutub negatif (δ-) di
sisi yang lain.
2. Momen dipol (µ ) adalah suatu besaran yang digunakan untuk menyatakan kepolaran
suatu ikatan kovalen. Dirumuskan : µ = Q x r
3. Efek induksi adalah
4. Pengaruh efek induksi pada momen dipol adalah
3.2 SARAN
DAFTAR PUSTAKA
http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/c-d/dipole-moment/
http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-molekul.html
http://lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Suatu molekul dapat bersifat polar dan nonpolar yang dapat di tentukan dengan harga
momen dipolnya.Momen dipol merupakan suatu besaran yang di gunakan untuk
menentukan kepolaran suatu molekul. Dimana jika momen dipol yang di hasilkan lebih
besar dari 0 maka molekul tersebut semakin polar dan jika momen dipol yang di hasilkan
samadengan
0
maka
molekul
tersebut
bersifat
nonpolar. Adanya
perbedaan
keelektronegatifan Antara dua atom yang memebentuk ikatan kovalen menyebabkan atom
yang lebih elektropositif kekurangan rapatan electron, sebaliknya atom yang lebih
elektropositif kelebihan rapatan electron. Akibatnya pada atom yang lebih elektropositif
terjadi muatan parsial positif sedangkan pada atom yang lebih elektronegatif terjadi
muatan parsial negative. Adanya perbedaan muatan parsial ini menyebabkan timbulnya
momen ikatan yang arahnya dari atom dengan muatan parsial positif ke atom dengan
muatan parsial negative. Sedangkan efek induktif merupakan kemampuan suatu gugus
untuk mendorong ataupun menarik electron. Semakin jauh letak gugus atau atom yang
memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap kepolaran suatu ikatan.Momen
dipol dan efek induktif dapat di gunakan untuk menentukan kepolaran suatu molekul.
Oleh karena itu untuk lebih memahami tantang momen dipol dan efek induktif kami
menulis makalah yang berjudul “MOMEN DIPOL & EFEK INDUKTIF”.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa pengertian dipol dan momen dipol serta cara menentukan nilai dari momen
dipol?
2. Apa pengertian dari efek induktif dan pngaruhnya terhadap kepolaran suatu molekul?
3. Apa hubungan antara momen dipol dan efek induktif?
1.3 TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui pengertian dipol dan momen dipol serta memahami cara menentukan
momen dipol dengan menggunakan persamaan yang ada.
2. Mengetahui pengertian efek induktif serta memahami pengaruh dari efek induktif
terhadap kepolaran suatu molekul.
3. Memahami hubungan Antara momen dipol dan efek induktif.
BAB II
PEMBAHASAN
Gaya Antar Molekul
Gaya antar molekul adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang saling berdekatan. Gaya
antar molekul berbeda dengan ikatan kimia. Ikatan kimia, seperti ikatan ionik, kovalen, dan
logam, semuanya adalah ikatan antar atom dalam membentuk molekul. Sedangkan gaya
antar molekul adalah gaya tarik antar molekul. Kita akan mempelajari tiga macam gaya
antar molekul, yaitu:
Gaya Van der Waals
Ikatan Hidrogen
Gaya London
Agar dapat memahami gaya antar molekul dengan baik. kita harus memahami terlebih dahulu
tentang apa yang dimaksud dengan dipol dalam suatu molekul.
Dipol
Dipol adalah singkatan dari di polar, yang artinya dua kutub. Senyawa yang memiliki dipol
adalah senyawa yang memiliki kutub positif (δ +) di satu sisi, dan kutub negatif (δ -) di sisi
yang lain. Senyawa yang memiliki dipol biasa disebut sebagai senyawa polar. Senyawa polar
terbentuk melalui ikatan kovalen polar. Perlu diperhatikan bahwa dipol berbeda dengan ion.
Kekuatan listrik yang dimiliki dipol lebih lemah dibanding kekuatan listrik ion. Kita pasti
ingat, bahwa ion terdapat pada senyawa ionik, dimana molekul terbagi menjadi dua , yaitu
ion positif/kation (+) dan ion negatif/anion (-).
Untuk memahami perbedaan antara ion dan dipol, mari kita perhatikan gambar berikut:
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa pada senyawa ion, molekul terbagi (bisa juga
dikatakan terbelah) menjadi dua bagian. Jadi ion positif dan ion negatif sebenarnya terpisah.
Mereka bersatu hanya karena adanya gaya tarik-menarik antar ion positif dan negatif (gaya
coulomb).
Pada senyawa polar, tidak terjadi pemisahan. Molekul merupakan satu kesatuan. Hanya saja
pada satu sisi/tepi terdapat kutub positif (δ+) dan di sisi/tepi yang lain terdapat kutub negatif
(δ-).
Untuk senyawa non polar, sama sekali tidak ada muatan listrik yang terkandung.
Gaya Van der Waals
(Gaya tarik antara dipol-dipol)
Gaya Van der Waals merupakan gaya tarik antar dipol pada molekul polar. Molekul polar
memiliki ujung-ujung yang muatannya berlawanan. Ketika dikumpulkan, maka molekul
polar akan mengatur dirinya (membentuk formasi) sedemikian hingga ujung yang bermuatan
positif akan berdekatan dengan ujung yang bermuata negatif dari molekul lain. tapi tentu saja
formasinya tidak statis/tetap, kenapa? Karena sebenarnya molekul selalu bergerak dan
bertumbukan/tabrakan.
Catatan:
Molekul/atom/zat akan diam tak bergerak jika energi kinetiknya = 0 (nol). Keadaan ini
disebut keadaan diam mutlak, dicapai jika benda berada pada suhu 00K (-2730C)
Untuk jelasnya, bisa dilihat pada gambar berikut:
Gaya Van der Waals diperlihatkan dengan garis merah (putus-putus). Kekuatan gaya tarik
antara dipol ini biasanya lebih lemah dari kekuatan ikatan ionik atau kovalen (kekuatannya
hanya 1% dari ikatan). Kekuatannya juga akan berkurang dengan cepat bila jarak antar dipol
makin besar. jadi gaya Van der Waaals suatu molekul akan lebih kuat pada fase padat
dibanding cair dan gas.
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom hidrogen pada satu molekul dengan
atom nitrogen (N), oksigen (O), atu fluor (F) pada molekul yang lain. Gaya tarik dipol yang
kuat terjadi antara molekul-molekul tersebut. Gaya tarik antar molekul yang terjadi memiliki
kekuatan 5 sampai 10% dari ikatan kovalen. Gambaran ikatan hidrogen dapat dilihat pada
gambar berikut:
Ikatan hidrogen diperlihatkan pada garis merah (putus-putus). Meskipun tidak terlalu kuat,
ikatan hidrogen tersebar diseluruh molekul. Inilah sebabnya air (H 2O) memiliki titik didih
yang relatif lebih tinggi bila dibandingkan dengan senyawa lain dengan berat molekul (Mr)
yang hampir sama. Sebut misalnya CO 2 (Mr=48) dalam suhu kamar sudah berwujud gas,
sedangkan air (H2O) dengan berat molekul lebih kecil (Mr=18) pada suhu kamar (20 0C)
masih berada pada fase cair.
Gaya London
Gaya London merupakan gaya antar dipol sesaat pada molekul non polar. Seperti kita ketahui
molekul non polar seharusnya tidak mempunyai kutub/polar (sesuai dengan namanya).
Namun, karena adanya pergerakan elektron mengelilingi atom/molekul, maka ada saat-saat
tertentu dimana elektron akan "berkumpul" (terkonsentrasi) di salah satu ujung/tepi molekul,
sedang di tepi yang lain elektronnya "kosong". Hal ini membuat molekul tersebut "tiba-tiba"
memiliki dipol, yang disebut dipol sesaat. Munculnya dipol ini akan menginduksi dipol
tetangga disebelahnya. Ketika elektron bergerak lagi, dipol ini akan hilang kembali. Untuk
jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut:
Ketika dipol sesat terjadi, akan timbul pula gaya london (garis biru putis-putus). Ketika dipol
hilang, gaya london pun hilang. Kekuatan Gaya london bergantung pada berbagai faktor:
1. Kerumitan
molekul
makin rumit molekul (Mr makin besar), maka gaya london makin kuat.
2. Ukuran
molekul
makin besar ukuran molekul, gaya london juga makin kuat. hal ini dikarenakan molekul
besar lebih mudah terpolarisasi, sehingga dipol sesaat lebih mudah terjadi.
( http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-molekul.html)
Sebuah molekul diatom seperti HF adalah suatu dipol, yakni suatu benda yang memiliki dua
muatan berlawanan pada titiknya. Adanya dua muatan yang berlawanan ini dapat dibuktikan
dengan medan listrik. Dimana ketika medan listrik dinyalakan molekul HF akan engarahkan
ujung negatifnya ke kutub positif dan ujung positifnya ke kutub negatif Untuk molekul
semacam ini dapat ditentukan sebuah momen dipol, yaitu suatu ukuran terhadap derajat
kepolaran. Secara kuantitatif, momen dipol (µ) merupakan hasil kali muatan Q dan jarak
antar muatan r.
µ = Q x r (1)
Untuk mempertahankan kenetralan listrik, muatan pada kedua ujung molekul diatomik yang
bermuatan listrik netral haruslah sama besar dan berlawanan arah. Namun, pada persamaan
(1), Q hanya merujuk pada besar muatan dan tidak ada tandanya, sehingga nilai Q selalu
positif. Momen dipol dinyatakan dalam satuan debye (D), dari nama seorang kimiawan Peter
Debye. Faktor konversinya adalah
1 D = 3,336 x 10-30 C m
Di mana C dalam Coulumb dan m dalam meter.
Molekul diatomik yang mengandung atom-atom dari unsur yang berbeda biasanya berupa
molekul polar dan memiliki momen dipol, sedangkan molekul diatomik yang mengandung
atom-atom dari unsur yang sama tidak memiliki momen dipol dan berupa molekul non-polar.
(http://lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/)
Momen Dipole
Momen dipol Istilah dapat didefinisikan baik sehubungan dengan ikatan kimia atau
sehubungan dengan molekul.
1. Obligasi Dipole Momen
Elektron dalam ikatan kovalen menghubungkan dua atom yang berbeda tidak ditanggung
bersama oleh atom karena perbedaan elektronegativitas antara dua elemen. Atom dari elemen
yang lebih elektronegatif memiliki pangsa yang lebih besar dari elektron dari atom dari unsur
yang kurang elektronegatif. Akibatnya, atom yang memiliki bagian yang lebih besar dari
elektron ikatan dikenakan muatan negatif parsial dan atom yang memiliki pangsa yang lebih
rendah muatan positif parsial yang sama besarnya. Sebagai contoh, pikirkan molekul
diatomik AB hipotetis. Asumsikan bahwa elemen B lebih elektronegatif daripada elemen A.
Atom B memiliki bagian yang lebih besar dari elektron dalam ikatan AB. Artinya, AB
obligasi terpolarisasi ke arah atom B, dan ada muatan negatif parsial (-δ) pada atom B dan
muatan parsial positif besarnya sama (+ δ) pada atom A.
Produk dari besarnya biaya baik pada atom A atau atom B (δ) dan AB panjang ikatan (d)
disebut momen dipol (simbol: μ) obligasi.
SI unit momen dipol adalah Debye (D).
2. Molekul Dipole Momen
Menurut definisi, molekul bermuatan listrik netral. Namun, banyak molekul memiliki
wilayah, atau tiang, bantalan muatan positif bersih parsial, dan wilayah yang berlawanan,
atau tiang, beruang muatan negatif parsial bersih sama besarnya, seperti yang ditunjukkan di
bawah ini secara skematik.
Molekul tersebut memiliki momen dipol, yang sama dengan jumlah vektor momen dipol dari
semua obligasi dalam molekul. Momen dipol molekul, menjadi vektor, memiliki arah, yang
ditunjukkan dengan menggunakan simbol berikut.
panah simbol yang menunjuk ke arah kutub negatif dan tanda plus menuju kutub positif.
misalnya:
Molekul A mungkin tidak memiliki momen dipol meskipun mengandung ikatan yang
melakukan. Sebagai contoh, masing-masing dua ikatan karbon-oksigen dalam CO 2 memiliki
momen dipol, tetapi CO 2 molekul tidak memiliki momen dipol karena momen dipol dari dua
ikatan karbon-oksigen adalah identik dalam besar dan berlawanan arah, sehingga jumlah
vektor dari nol.
Momen dipol ikatan tidak dapat ditentukan secara eksperimental, momen dipol molekul
hanya bisa. Namun, ada cara-cara tidak langsung untuk menentukan momen dipol ikatan,
kira-kira jika tidak akurat. Sebuah molekul diatomik hanya memiliki satu ikatan. Oleh karena
itu, momen dipol ikatan dalam molekul diatomik adalah sama dengan momen dipol
molekul. Sebagai contoh, eksperimental, momen dipol dari HF 1.91 D. Dengan demikian,
momen dipol ikatan hidrogen fluorida di HF 1.91 D. Dalam beberapa molekul organik, satu
ikatan kontribusi sangat untuk momen dipol molekul, membuat kontribusi obligasi lainnya
tidak signifikan. Akibatnya, momen dipol ikatan yang memberikan kontribusi untuk momen
dipol molekul kira-kira sama dengan momen dipol molekul. Sebagai contoh, perhatikan
CH 3 Cl.
perbedaan
panjang
elektronegativitas:
ikatan:
C
dan
Cl
>>>
C-Cl
C
>>>
dan
H
CH
Jadi, momen dipol: C-Cl >>> CH
Dengan demikian, momen dipol dari C-Cl adalah kurang lebih sama seperti yang dari
CH 3 Cl. Eksperimen, momen dipol dari CH 3 Cl 1.87 D, yang berarti momen dipol ikatan CCl di CH3 Cl adalah sekitar 1,87 D.
Momen dipol molekul dapat memberikan informasi yang berguna mengenai struktur
molekul. Sebagai contoh, momen dipol air 1.85 D, menyiratkan bahwa molekul air tidak
linear (1),untuk momen dipol molekul air linear akan menjadi nol.
(http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/c-d/dipole-moment/)
Afinitas elektron didefinisikan sebagai kalor reaksi saat elektron ditambahkan kepada atom
netral gas, yakni dalam reaksi.
F(g) + e¯ → F¯(g) (5.2)
Nilai positif mengindikasikan reaksi eksoterm, negatif menunjukkan reaksi endoterm. Karena
tidak terlalu banyak atom yang dapat ditambahi elektron pada fasa gas, data yang ada terbatas
jumlahnya dibandingkan jumlah data untuk energi ionisasi. Tabel 5.6 menunjukkan bahwa
afinitas elektron lebih besar untuk non logam daripada untuk logam.
Tabel 5.6 Afinitas elektron atom.
H
72,4
C
122,5
F
322,3
Li
59,
O
141,8
Cl
348,3
Na
54,0
P
72,4
Br
324,2
K
48,2
S
200,7
I
295,2
Besarnya kenegativan(elektron) yang didefinisikan dengan keelektronegatifan (Tabel 5.7),
yang
merupakan
ukuran
kemampuan
atom
mengikat
elektron.
Kimiawan
dari Amerika RobertSanderson Mulliken (1896-1986) mendefinisikan keelektronegativan
sebanding dengan rata-rata aritmatik energi ionisasi dan afinitas elektron.
Tabel 5.7 Keelektronegativitan unsur golongan utama elements (Pauling)
Pauling mendefinisikan perbedaan keelektronegativan antara dua atom A dan B sebagai
perbedaan energi ikatan molekul diatomik AB, AA dan BB. Anggap D(A-B), D(A-A) dan
D(B-B) adalah energi ikatan masing-masing untuk AB, AA dan BB. D(A-B) lebih besar
daripada rata-rata geometri D(A-A) dan D(B-B). Hal ini karena molekul hetero-diatomik
lebih stabil daripada molekul homo-diatomik karena kontribusi struktur ionik. Akibatnya,
∆(A-B), yang didefinisikan sebagai berikut, akan bernilai positif:
(A-B) = D(A-B) -√D(A-A)D(B-B) > 0 (5.3)
(A-B) akan lebih besar dengan membesarnya karakter ionik. Dengan menggunakan nilai
ini, Pauling mendefinisikan keelektronegativan x sebagai ukuran atom menarik elektron.
|xA -xB|= √D(A-B) (5.4)
xA dan xB adalah keelektronegativan atom A dan B.
Apapun skala keelektronegativan yang dipilih, jelas bahwa keelektronegativan meningkat
dari kiri ke kanan dan menurun dari atas ke bawah. Keelketroegativan sangat bermanfaat
untuk memahami sifat kimia unsur.
Informasi
lain
yang
bermanfaat
dapat
disimpulkan
dari
Tabel
5.7.
Perbedaan
keelektronegativan antara dua atom yang berikatan, walaupun hanya semi kuantitatif,
berhubungan erat dengan sifat ikatan kimia seperti momen dipol dan energi ikatan..
Misalnya ada distribusi muatan yang tidak sama dalam ikatan A-B (x A > xB). Pasangan
muatan positif dan negatif ±q yang dipisahkan dengan jarak r akan membentuk dipol (listrik).
Arah dipol dapat direpresentasikan dengan panah yang mengarah ke pusat muatan negatif
dengan awal panah berpusat di pusat muatan positif. Besarnya dipol, rq, disebut momen
dipol. Momen dipol adalah besaran vektor dan besarnya adalah µ dan memiliki arah.
Besarnya momen dipol dapat ditentukan dengan percobaan tetapi arahnya tidak dapat.
Momen dipol suatu molekul (momen dipol molekul) adalah resultan vektor momen dipol
ikatan-ikatan yang ada dalam molekul. Bila ada simetri dalam molekul, momen dipol ikatan
yang besar dapat menghilangkan satu sama lain sehingga momen dipol molekul akan kecil
atau bahkan nol.
Contoh Soal 5.3 Momen dipol ikatan dan momen dipol molekul.
(a) Jawab pertanyaan berikut tentang hidrogen khlorida HCl dan karbon tetrakhlorida CCl 4.
Tunjukkan bagaimana arah momen dipol untuk tiap senyawa. Usulkan apakah senyawa ini
memiliki momen dipol atau tidak. (b) Karbon dioksida CO2 dan sulfur trioksida SO3 tidak
memiliki momen dipol molekul. Usulkan struktur molekul senyawa-senyawa ini berdasarkan
pengamatan ini.
Jawab.
(a) Arah momen dipol ikatan ditunjukkan di bawah ini. HCl memiliki dipol molekular,
sementara CCl4 tidak memiliki momen dipol sebab momen dipol ikatan akan menghilangkan
satu sama lain. (b) Kedua senyawa harus simetris agar dipol ikatan C-O dan S-O yang besar
akan saling meniadakan. Jadi CO2 berbentuk linear sementara SO3 adalah segitiga.
(http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/)
Momen Dipol ( µ )
Adalah suatu besaran yang digunakan untuk menyatakan kepolaran suatu ikatan kovalen.
Dirumuskan :
µ=Qxr
;
1 D = 3,33 x 10-30 C.m
keterangan :
µ = momen dipol, satuannya debye (D)
Q = selisih muatan, satuannya coulomb (C)
r
= jarak antara muatan positif dengan muatan negatif, satuannya meter (m)
Efek Induksi
Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan electron yang
membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi secara merata di antara kedua atom. Electron
memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kea rah atom yang lebih
elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan electron
cenderung lebih besar pada daerah didekat atom Cl daripada atom C. sebagai penunjuk
bahwa atom yang satu lebih elektronegatif, secara umum dituliskan sebagai berikut:
Jika atom karbon terikat pada klorin dan ia sendiri berikatan pada atom karbon selanjutnya,
efek induksi dapat diteruskan pada karbon tetangganya.
Akibat dari pengaruh atom klorin, electron pada ikatan karbon klorin didermakan sebagian ke
klorin, sehingga menyebabkan C1 sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini menyebabkan
C2 mesti mendermakan juga sebagian elektronnya pada ikatan C2 dengan C1 agar menutupi
kekurangan electron di C1. Begitu seterusnya. Namun, efek ini dapat hilang pada suatu ikatan
jenuh (ikatan rangkap), efek induktif ini juga semakin mengecil jika melewati C2. Pengaruh
distribusi electron pada ikatan sigma ini dikenal sebagai efek induksi.
Sebagai perbandingan relatifitas efek induksi, kita memilih atom hydrogen sebagai molekul
standarnya, misalnya CR3-H.
- Jika ketika atom H dalam molekul ini diganti dengan Z (atom ataupun gugus), kemudian
kerapatan electron pada bagian CR3 pada molekul ini berkurang daripadadalam CR3-H,
maka Z dapat dikatakan memiliki suatu efek – I (efek penarik electron / electronwithdrawing / electron-attracting). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek – I: NO2, F,
Cl, Br, I, OH, C6H5-.
- Jika kerapatan electron dalam CR3 bertambah besar dari pada dalam CR3-H, maka Z
dikatakan memiliki efek + I (efek pendorong electron / electron-repelling / electronreleasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I: (CH3)3C-, (CH3)2CH-,
CH3CH2-, CH3-.
Bentuk molekul dan polarisabilitas
Gaya dispersi (gaya London) merupakan gaya yang relatif lemah. Zat yang molekulnya
bertarikan hanya berdasarkan gaya London, yang mempunyai titik leleh dan titik didih yang
rendah dibandingkan dengan zat lain yang massa molekul relatifnya kira-kira sama. Jika
molekul-molekulnya kecil, zat-zat itu biasanya berbentuk gas pada suhu kamar, misalnya
hidrogen (H2), nitrogen (N2), metana (CH4), dan gas-gas mulia.
Efek Induktif
Pergeseran elektron secara permanen sepanjang cincin terjadi jika atom atau gugus dengan
kelektronegatifan yang berbeda dengan atom karbon cincin disebut efek induksi. Elektron
tertarik ke arah Cl, disebut juga -I
Jika kelektronegatifan atom atau gugus yang terikat pada rantai karbon lebih kecil dari
atom karbon, maka pergeseran elektron menjauhi gugus sepanjang rantai, yang dikenal
sebagai efek induksi (+I)
•Nilai pKa menunjukkan bahwa keasaman amonia lebih kuat dari etilamina. Pada kasus ini
efek induksi adalah efek pendorong elektron.
•Gugus alkil pada etilamina meningkatkan muatan negatif basa konyugasi , sehingga
mendestabilisasinya, membuat etilamina lebih lemah keasamannya dibanding amonia.
Efek induktif
•Efek induktif dapat menjelaskan perbedaan antara kekuatan asam antara etilamina (pKa ~
40) dan amonia (pKa ~ 33).
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Adapun yang dapat disimpulkan dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Dipol adalah singkatan dari di polar, yang artinya dua kutub. Senyawa yang memiliki
dipol adalah senyawa yang memiliki kutub positif (δ +) di satu sisi, dan kutub negatif (δ-) di
sisi yang lain.
2. Momen dipol (µ ) adalah suatu besaran yang digunakan untuk menyatakan kepolaran
suatu ikatan kovalen. Dirumuskan : µ = Q x r
3. Efek induksi adalah
4. Pengaruh efek induksi pada momen dipol adalah
3.2 SARAN
DAFTAR PUSTAKA
http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/c-d/dipole-moment/
http://kimiatangsel.blogspot.com/2011/04/gaya-antar-molekul.html
http://lischer.wordpress.com/2009/08/22/momen-dipol/
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/sistem_periodik/sifat-periodik-unsur/