PENGANTAR KIMIA ORGANIK FISIK

           

            Senyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Kimia organik merupakan percabangan studi ilmiah dari ilmu kimia mengenai struktur, sifat, komposisi, reaksi, dan sintesis senyawa organik. Senyawa organik dibangun terutama oleh karbon dan hidrogen, dan dapat mengandung unsur-unsur lain seperti nitrogen, oksigen, fosfor, halogen dan belerang. Dalam kimia organik, banyak reaksi yang dapat terjadi melibatkan ikatan kovalen di antara atom karbon dan heteroatom lainnya seperti oksigen, nitrogen, atau atom-atom halogen lainnya

Konsep-konsep dalam mempelajari struktur molekul organik :

Elektronegativitas

            Secara sederhana, elektonegativitas merupakan suatu ukuran dari kemampuan atom untuk menarik pasangan elektron bersama untuk dirinya sendiri. Elektronegativitas dapat pula didefinisikan sebuah sifat kimia yang menjelaskan kemampuan atom untuk menarik elektron atau rapatan elektron menuju dirinya sendiri pada ikatan kovalen. Elektron akan menghabiskan lebih banyak waktu disekitar unsur yang lebih elektronegatif, dan semakin besar perbedaan elektronegativitas maka akan semakin tidak merata pembagiannya. Elektronegativitas tidak bisa dihitung secara langsung, melainkan harus dikalkulasi dari sifat-sifat atom dan molekul lainnya.

Ikatan Hidrogen

            Ikatan hidrogen adalah gaya tarik menarik yang lemah antara atom elektronegatif (seperti atom fluor, oksigen, atau nitrogen, dan atom hidrogen) terikat pada atom elektronegatif lain. Ikatan hidrogen bertanggung jawab atas sifat yang dimiliki air dan banyak molekul biologis lainnya. Ikatan hidrogen terbentuk pada senyawa-senyawa polar yang menandung atom H dan atom yang memiliki keelektronegatifan tinggi sepert F, O, N dan Cl. katan hidrogen jauh lebih kuat daripada gaya-gaya Van der Waals. Zat yang mempunyai ikatan hidrogen  memerlukan energi yang besar untuk memutuskannya. Ikatan ini tidak terlalu kuat shg lebih gampang diputuskan drpd ikatan ionik maupun kovalen, aplagi dibanding ikatan logam.

Gaya Van der Waals

            Gaya van der waals adalah interaksi lemah antara molekul yang melibatkan dipol. Momen polar memiliki interasi dipol-dipol permanen. Gaya van der waals termasuk gaya tarik menarik dan tolak menolak antara atom, molekul dan permukaan serta antar molekul lainnya. Pada gaya van der waals relatif lebih lemah jika dibandingkan dengan ikatan kovalen. Ikatan van der waals memiliki peranan yang besar dalam kimia supramolekul, biologi struktural, polimer, nanoteknologi, kimia permukaan, dan fisika bahan padat.

Polarizabilitas

            Momendipol (µ) merupakan jumlah vektor dari momen ikatan dan momen pasangan elektron bebas dalam suatu molekul. Molekul dikatakan bersifat polar jika memiliki µ > 0 atau µ ≠ 0 dan dikatakan bersifat nonpolar jika memiliki µ = 0. Kemudahan elektron terganggu oleh medan listrik luar (kemudahan mengimbas dwikutub) disebut polarizabilitas. Polarizabilitas akan meningka sesuai dengan jumlah elektron dalam molekul. Karena Mr molekul berhunbungan dengan elektron secara umum, maka porarizabilitas molikul dan kekkuatan gaya londo meningkat dengan meningkatnya bobot molekul.

Gugus Fungsi

            Gugus fungsional (istilah dalam kimia organik) adalah kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Senyawa yang bergugus fungsional sama memiliki reaksi kimia yang sama atau mirip. Gugus fungsi mengacu pada atom tertentu yang terikat dalam susunan tertentu yang memberikan sifat fisik dan kimia tertentu senyawa. Gugus fungsi adalah Sekelompok atom yang bertanggung jawab untuk reaksi karakteristik senyawa.  Sebagai contoh, gugus hidroksil adalahkelompok fungsional alkohol. Dalam asam amino, dua gugus fungsional gugus amino dan gugus karboksil yang melekat pada atom karbon yang sama.

Efek induksi

            Efek induksi adalah suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu molekul (lewat ikatan σ). Dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I⁺ dan I^-

- I⁺ jika substituen yang terikat mendorong elektron (melepaskan e)

- I^-  jika substituen yang terikat menarik elektron (menerima e)

            Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan elektron yang berbentuk ikatan sigma, tidak pernah berbagi secara merata diantara kedua atom. Elektron memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kearah atom yang lebih elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan elektron cenderung lebih besar pada daerah didekat atom Cl dari pada atom C.

Resonansi

            Struktur resonansi adalah salah satu dari dua atau lebih struktur Lewis untuk satu molekul yang tidak dapat dinyatakan secara tepat dengan hanya menggunakan satu struktur Lewis. Tanda panah dua arah menyatakan bahwa struktur-struktur yang diberikan merupakan struktur resonansi Resonansi adalah delokalisasi elektron pada molekul atau ion poliatomik tertentu dimana ikatannya tidak dapat dituliskan dalam struktur lewis. Struktur molekul atau ion yang mempunyai delokalisasi elektron disebut dengan struktur resonan.

Hiperkonjugasi

            Merupakan delokalisasi yang melibatkan elektron σ. Hiperkonjugasi di atas dapat dipandang sebagai overlap antara orbital σ ikatan C-H dengan orbital π ikatan C=C, analog dengan overlap π-π. Hiperkonjugasi disebut juga resonansi tanpa ikatan. Secara singkat efek hiperkonjugasi merupakan perubahan dari suatu ikatan C-H menjadi ikatan C=C atau C≡C oleh Hα. Hiperkonjugasi dapat meningkatakan kestabilan molekul dengan semakin banyaknya Hα maka suatu molekul tersebut akan semakin stabil.

Tautomeri

            Tautomer adalah senyawa-senyawa organik yang dapat melakukan reaksi antarubahan yang disebut tautomerisasi. Seperti yang umumnya dijumpai, reaksi ini dihasilkan oleh perpindahan atom hidrogen atau proton yang diikuti dengan pergantian ikatan tunggal dengan ikatan ganda di sebelahnya. Dalam larutan di mana tautomerisasi dapat terjadi, kesetimbangan tautomer dapat dicapai. Tautomeri dapat mempengaruhi kereaktivan suatu senyawa. Suatu pengecualian terhadap sifat keton yang tidak mudah teroksidasi, ialah oksidasi keton yang memiliki sekurang-kurangnya suatu hidrohgen alfa. Suatu senyawa yang dapat menjalani tautomeri dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi kuat pada ikatan rangkap karbon-karbon dari tautomer enolnya.

Regangan Ruang

            Penataan ruang atom memperhatikan bagaimana partikel atom yang berbeda dengan molekul yang terletak di sekitar ruang dari senyawa organik, yaitu rantai karbon. Dalam hal ini, pengaturan tata ruang dari suatu molekul organik akan berbeda jika atom bergeser dalam arah tiga dimensi bahkan oleh satu derajat. Hal ini membuka kemungkinan yang sangat luas pada keberadaan molekul yang berbeda, masing-masing dengan penempatan atom yang unik dalam ruang tiga dimensi.

Berikut tabel regangan ruang pada senyawa organik :

Sikloalkana	Regangan cincin (kkal/mol)
Siklopropana	27,6
Siklobutana	26,3
Siklopentana	6,5
Sikloheksana	0
Sikloheptana	6,4
Siklooktana	10,0
Siklononana	12,9
Siklodekana	12,0
Siklopentadekana	1,5

Sumber :

https://guide-prof.blogspot.co.id/2015/11/konsep-stereoisomer.html

http://artikeltop.xyz/pengertian-elektronegativitas.html

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

http://ilmualam.net/pengertian-gugus-fungsi.html

http://atom-green.blogspot.co.id/2013/10/tautomeri.html

http://www.ilmukimia.org/2013/05/resonansi.html

http://aura28.blogspot.co.id/2012/10/efek-induksi-dan-mesomeri.html