Kiralitas Molekul Organik

Halaman ini menjelaskan tentang sifat kiralitas dari molekul organik.

Pengertian Molekul Kiral

Molekul kiral adalah molekul yang mempunyai bayangan cermin tidak superimposabel (tidak dapat bertumpukan). Yang menyebabkan adanya kiralitas adalah adanya senyawa karbon yang tidak simetris. Atom C kiral adalah atom karbon yang mempunyai empat substituen yang berbeda.

Istilah kiral berasal dari kata Yunani χειρ (kheir) yang berarti tangan. Istilah kiral secara umum digunakan untuk menggambarkan suatu objek yang tidak dapat bertumpukan secara pas pada bayangannya. Akiral (tidak kiral) adalah benda yang identik dengan bayangan cermin. Untuk mempelajari kiralitas, dapat menggunakan tangan manusia sebagai perumpaaan. Perhatikan contoh kiralitas asam amino berikut ini.

Molekul kiral yang saling mempunyai bayangan cermin satu sama lain disebut dengan enantiomer atau isomer optik.

Konfigurasi R / S

Untuk ahli ilmu kimia , sistem R / S adalah sistem tata nama yang paling penting untuk menjelaskan enantiomer. R dan S berasal dari bahasa Latin yaitu Rectus (kanan) dan Sinister (kiri). Pusat kiral diberi label R atau S menurut sebuah sistem dimana substituen yang menempel pada pusat kiral diberi prioritas berdasarkan nomor atom. Hal itu sesuai dengan aturan prioritas Cahn - Ingold - Prelog (CIP). Nomor 1 adalah yang mempunyai nomor atom paling tinggi, sedangkan nomor 4 adalah mempunyai nomor atom paling rendah. Atom pusat berorientasi pada sibstituen dengan prioritas paling rendah (nomor 4). Perhatikan model berikut:

Pada gambar di atas, yang diurutkan hanya nomor 1, 2, dan 3. Sedangkan nomor 4 adalah sebagai pusat orientasi pusat kiral. Bila arah urutan searah dengan jarum jam, maka diberi simbol R. Jika arah urutan berlawanan dengan arah jarum jam, maka dberi simbol S.

Sifat Molekul Kiral

Sifat-sifat kimia dari molekul kiral berbeda dari sifat bayangan cerminnya. Di sinilah letak pentingnya kiralitas dalam kaitannya dengan kimia organik modern.

Publisher: Unknown - 18.16

Aturan Hund, Prinsip Aufbau, dan Larangan Pauli

Konfigurasi elektron mengharuskan kita untuk mempelajari aturan Hund, prinsip Aufbau, dan larangan Pauli. Ketiganya berhubungan erat. Apa yang dimaksud dengan aturan Hund, Prinsip Aufbau, dan larangan Pauli? Kita bahas satu per satu.

Prinsip Aufbau

Pengertian Prinsip Aufbau

Kata Aufbau berasal dari bahasa Jerman yaitu "Aufbauen" yang berarti "membangun". Pada saat menuliskan konfigurasi elektron, maka sama dengan membangun elektron orbital yang tersusun dari atom-atom. Pada saat menulisnya, maka orbital akan terisi dengan elektron untuk menambah nomor atom. Prinsip Aufbau berasal dari asa larangan Pauli yang mengatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam sebuah atom dapat memiliki bilangan kuantum yang sama, karena harus "menumpuk" atau "membangun" ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Contoh Prinsip Aufbau

Jika mengikuti pola pada periode dari B (Z=5) ke Ne (Z=10) jumlah elektron mengalami dan subkulit terisi. Di sini berfokus pada subkulit p di mana sama seperti bergerak menuju Ne, subkulit p menjadi penuh.

• B (Z=5) konfigurasi : 1s² 2s² 2p¹
• C (Z=6) konfigurasi : 1s² 2s² 2p²
• N (Z=7) konfigurasi : 1s² 2s² 2p³
• O (Z=8) konfigurasi : 1s² 2s² 2p⁴
• F (Z=9) konfigurasi : 1s² 2s² 2p⁵
• Ne (Z=10) konfigurasi : 1s² 2s² 2p⁶

Aturan Hund

Pengertian Aturan Hund

Pada prinsip Aufbau, telah dibahas bahwa elektron akan mengisi orbital energi terendah pertama, dan kemudian naik ke orbital energi yang lebih tinggi hanya setelah orbital energi yang lebih rendah penuh. Jika dipikir dengan hati-hati, maka masih ada masalah di sana. Tentu saja, orbital 1s harus diisi sebelum orbital 2s, karena orbital 1s memiliki nilai yang lebih rendah dari n, dan dengan demikian mempunyai energi yang lebih rendah. Bagaimana dengan tiga orbital 2p yang berbeda? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu beralih ke Aturan Hund .

Aturan Hund menyatakan bahwa :

1. Setiap orbital di subtingkat diisi elektron tunggal sebelum orbital diisi pasangan elektron.
2. Semua elektron tunggal yang mengisi orbital akan mempunyai spin yang sama.

Ketika menetapkan elektron dalam orbital, setiap elektron pertama akan mengisi semua orbital dengan energi yang sama (juga disebut sebagai degenerat) sebelum berpasangan dengan elektron lain dalam orbital setengah penuh. Atom pada keadaan dasar (ground state) cenderung memiliki banyak elektron yang tidak berpasangan.

Larangan Pauli

Pengertian Larangan Pauli

Larangan Pauli menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dapat memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Dalam satu orbital maksimal dua elektron dapat ditemukan dan dua elektron harus memiliki spin yang berlawanan. Itu berarti satu elektron mempunyai spin ke atas (+½) dan yang lain akan mempunyai spin ke bawah (-½).

Tiga bilangan kuantum pertama adalah n=1, l=0, m=0. Hanya dua elektron yang sesuai, yang akan berupa s=-½ atau s =+½.

Publisher: Unknown - 06.12

Asam Semut

Pernahkah Anda secara tidak sengaja memakan semut? Bagaimana rasanya? Bagi Anda yang pernah, pasti akan mengatakan berasa asam! Ya, memang benar, rasanya keasam-asaman. Tahukah Anda mengapa bisa demikian? Jawabannya akan segera Anda ketahui. Rasa asam tersebut disebabkan karena adanya suatu senyawa kimia yang terkandung didalam semut, yaitu senyawa asam formiat.

Hewan semut dapat menghasilkan asam semut (asam formiat)

Pengertian Asam Semut

Asam semut adalah senyawa asam karboksilat yang paling sederhana dengan nama lain asam format (atau sering disebut asam formiat). Rumus molekul asam formiat adalah HCOOH dan rumus strukturnya:

Asam formiat ini secara alami terkandung didalam sengat lebah dan semut sehingga sering disebut asam semut. Nama asam formiat sendiri berasal dari bahasa Latin yaitu formica yang berarti semut. Pada awalnya, senyawa asam formiat ini diisolasi melalui distilasi semut, dan saat ini dapat dapat disintesis dengan cara yang lebih mudah di laboratorium. Asam formiat juga merupakan senyawa intermediat (senyawa antara) yang penting dalam banyak sintesis kimia.

Sifat-sifat Asam Semut

Sifat fisika asam semut

Sifat fisika dari asam formiat adalah berupa cairan tak berwarna, berbau tajam dan larut sempurna dalam air. Kelarutan yang sangat besar ini disebabkan karena asam formiat mengandung gugus hidroksil, –OH, yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Selain itu, tidak adanya rantai alkil pada asam formiat menyebabkan senyawa ini paling mudah larut dalam air dibandingkan dengan asam karboksilat yang lainnya, karena pada dasarnya rantai alkil bersifat hidrofobik (tidak suka air).

Sifat kimia asam semut

Sedangkan sifat kimia dari asam formiat adalah merupakan asam paling kuat dari asam-asam karboksilat lainnya, dengan pKa sebesar 3,75, serta mempunyai gugus asam dan aldehida. Asam formiat merupakan asam paling kuat dari asam-asam karboksilat lainnya karena asam formiat tidak mempunyai rantai alkil. Dengan semakin panjang rantai alkil pada senyawa asam karboksilat maka, keasamannya akan semakin menurun.

Reaksi Asam Semut

Selain itu, asam formiat mudah mengalami reaksi oksidasi dengan oksidator kuat seperti KMnO4 menghasilkan gas CO₂ dan endapan cokelat MnO₂. Persamaan reaksinya adalah:

3HCOOH + 2MnO₄^- → 3CO₂ + 2MnO₂ ↓ + 2OH^- + 2H₂O

Sintesis Asam Semut di Laboratorium

Secara laboratorium, asam formiat dapat disintesis melalui reaksi antara asam oksalat (H₂C₂O₄, yang merupakan suatu asam α-karbonil) dan gliserol. Asam oksalat dan gliserol dilakukan destilasi dengan penanasan api kecil sampai kristal asam oksalat larut. Dengan memanaskan secara terus menerus maka akan diperoleh asam formiat dalam bentuk cair yang menetes sebagai destilat yang tidak berwarna. Reaksi antara asam oksalat dan gliserol dapat diamati melalui pelepasan gas CO₂ yang keluar. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi dekarboksilasi. Dekarboksilasi berarti kehilangan atau melepas CO₂. Reaksi dekarboksilasi tersebut berlangsung melalui suatu keadaan transisi siklik. Persamaan reaksinya adalah:

Destilat asam formiat yang diperoleh bersifat mudah menguap sehingga tidak boleh dibiarkan di udara terbuka. Jadi, asam formiat inilah yang menyebabkan semut berasa masam. Demikian sedikit uraian tentang si asam semut, semoga bermanfaat dan menambah ilmu pengetahuan kita.

Biografi Kontributor :
Nur Imama
Jurusan Kimia
Universitas Negeri Surabaya

Publisher: Unknown - 16.07