Efek Induksi

Efek Induksi

1.    Induksi dan Efek Medan

Ikatan C-C dalam etana adalah nonpolar sempurna karena ikatan tersebut menghubungkan dua atom yang ekuivalen. Akan tetapi  ikatan C-C dalam kloroetana terpolarisasi oleh adanya atom klor elektronegatif. Polarisasi ini sebenarnya adalah jumlah dari dua efek. Pertama, atom C-1 telah kekurangan sejumlah kerapatan elektronnya oleh elektronegativitas Cl yang lebih besar, diganti secara parsial oleh  ikatan C-C yang ada didekatnya mengakibatkan polarisasi ikatan ini dan suatu muatan  positif kecil pada atom C-2. Polarisasi satu ikatan yang disebabkan oleh polarisasi  ikatan tetangga disebut efek induksi. Efek ini tidak hanya dirasakan oleh ikatan  tetangga, namun dapat pula berpengaruh sampai ikatan yang lebih jauh. Efek ini  berkurang dengan bertambahnya jarak. Polarisasi ikatan C-C menyebabkan pula sedikit polarisasi tiga ikatan C-H metil.

Resonansi dan induksi tidak perlu bekerjanya dalam arah yang sama. Di dalam keadaan dasar (ground state) efek0efek ini bekerja secara permanen dan dapat nyata dalam sejumlah sifat-sifat molekul. Salah hal yang paling ideal yang berhubungan dengan efek induksi adalah kecepatan solvolisis 4-(4-alkilbisiklo[2.2.2]oktan-1-ilbrosilat dalam asam asetat pada 75°C (Firdaus,2009).

Sifat induksi terjadi karena adanya perbedaan keelektronegatifan . Gejala elektrostatik diteruskan melalui rantai karbon.  Efek induksi  terdiri atas dua yaitu  +I (pendorong electron)  dan –I  (penarik electron). Menurut konvensi gugus penarik electron yang lebih besar dari hydrogen H merupakan efek induksi –I sedangkan gugus penarik electron yang lebih lemah dari hydrogen H merupakan efek induksi +I.

Gugus alkyl yang terikat pada gugus fungsi senyawa organic merupakan gugus pendorong electron, dimana semakin besar alkyl yang terikat pada gugus fungsi akan mengakibatkan factor +I semakin besar.

Berikut ini urutan reaktifitas  induksi –I (penarik electron) adalah sebagai berikut:

-Cl > -Br > -I > -OCH₃ > -OH > -C₆H₅ > -CH+CH₂ > -H

Efek induksi  dari beberapa gugus  yang terikat pada gugus fungsi senyawa organic dapat dilihat pada tabel berikut ini,

Tabel 1. Efek induksi beberapa gugus

-I			+I
-NH3+		-OR	-CH3
-NR3+		-SH	-CH2R
-NO2	-F	-SR	-CHR2
	-Cl	-CH=CH2	-CR3
-COOH	-Br	-CR=CH2
-COOR	-OH

Sifat induksi yang dimiliki sernyawa tersebut mempengaruhi reaktivitas molekul senyawa organic tersebut, mis. senyawa asam karboksilat akan mempengaruhi sifat keasaman senyawa asam karboksilat dan pada senyawa alkyl halide akan mempengaruhi gugus lepas pada reaksi substitusi dan eliminasi sedangkan senyawa karbonil akan mempengaruhi jalannya reaksi adisi nukleofil, dan sebagainya.

2.    Efek Induksi (Induktif) dan Kekuatan Asam

Efek induksi adalah : Suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu molekul (lewat ikatan σ).E fek itu dapat dinyatakan sebagai I ⁺ dan I ^–. I ⁺ jika subtituen yang terikat mendorong elektron (melepaskan e) I ^- jika subtituen yang terikat menarik Elektron ( mengambil e ^- ). Efek induksi dari gugus yang terikat pada rantai R dari asam karboksilat (gugus COOH)

                                                        H₂ O

R – COOH         →     H⁺  + R - COO ^–

Bila ada gugus yang terkait pada alkil dari asam karboksilat bersifat menarik elektron, maka efek induktif akan diteruskan kesemua atom, oksigen dari hidroksida pada asam menjadi relatif lebih positif, hydrogen mudah lepas kesamaan karboksilat bertambah. Contoh: Bandingkan keasaman dari CH₃ COOH pka = 4,80 dan

                                                                 Cl – CH₂ – COOH pka = 2,86 

Bila ada gugus yang terikat pada alkil dari asam karboksilat bersifat mendorong elektron, maka efek induktif akan diteruskan kesemua atom, oksigen dari hidroksida pada asam menjadi relatif lebih negatif, hidrogen sukar lepas keasmaan karboksilat berkurang. Contoh : Bandingkan keasaman dari CH3 COOH pka = 4,80 dan

                                                     (CH3)3 C – COOH pka = 5,05 dan

Catatan :1. pka adalah = - log ka, jika pka kecil berarti asam kuat dan sebaliknya

   2. Keasaman lebih besar berarti kebasaan lebih kecil dan sebaliknya.

                Efek Induksi (E elektrostatik) akan berkurang dengan adanya jarak gugus induksi dengan pusat reaksi (COOH). Bandingkan keasaman senyawa :

2.1). Cl –(CH₂)₂ –COOH            pka = 4,0  dan

2.2). Cl –CH₂ –COOH  pka =2,86

Menurut consensus :

-       Gugus yang menarik elektron lebih dari atom H disebut I^-

-       Gugus yang mendorong electron lebih besar dari atom H disebut I^- .

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat. Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Sifat induksi terjadi karena adanya perbedaan keelektronegatifan. Gejala elektrostatik diteruskan melalui rantai karbon. Efek induksi terdiri atas dua yaitu + I (pendorong elektron) dan –I (penarik elektron). Menurut konvensi gugus penarik elektron yang lebih besar dan hidrogen H merupakan efek induksi –I sedangkan gugus penarik elektron yang lebih lemah dari hidrogen H merupakan efek induksi +I. Sifat induksi yang dimiliki senyawa tersebut mempengaruhi reaktivitas molekul senyawa organik tersebut, mis. Senyawa asam karboksilat mempegaruhi sifat keasaman senyawa asam karboksilat dan pada senyawa alkyl halide akan mempengaruhi gugus lepas pada reaksi substitusi dan eliminasi sedangkan senyawa karbonil akan mempengaruhi jalannya reaksi adisi nukleofil dan sebagainya.

Daftar Pustaka

Firdaus.2009. Modul Mata Kuliah Kimia Organik Fisis I. Makassar: Universitas Hasanudin.

Nafis,M.H. Kimia Organik-Sifat Intramolekular. Surabaya: Unair.  Diakses pada tanggal 21 November 2014.

http://febeunike18.blogspot.co.id/2013/03/keasaman-asam-karboksilat-pengantar.html

Gugus Fungsional

GUGUS FUNGSI

Pada abad ke-18 diketahui senyawa hidrokarbon hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup sehingga senyawa hidrokarbon disebut senyawa organik. Di Kelas X Anda telah belajar sifat khas atom karbon yang dapat berikatan dengan atom karbon dan atom-atom lain selain atom hidrogen. Sifat inilah yang menjadikan senyawa karbon melimpah di alam dengan berbagai sifat fisika dan sifat kimia. Senyawa hidrokarbon memiliki sifat tertentu akibat adanya atom selain atom karbon dan hidrogen di dalamnya. Atom-atom tersebut dinamakan gugus fungsional senyawa hidrokarbon. Gugus fungsional pada senyawa hidrokarbon tersebut berperan penting dalam kereaktifannya terhadap senyawa atau atom lain. Oleh karena itu, para Kimiawan banyak mensintesis senyawa hidrokarbon yang mengandung gugus fungsi berbeda-beda untuk dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi. Kosmetik untuk wanita, cuka yang digunakan pada makanan, dan pengawet bahan biologis merupakan contoh aplikasi zat yang mengandung senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi yang berbeda. Apa sajakah gugus fungsi senyawa hidrokarbon tersebut?

Atom karbon, di samping memiliki kemampuan berikatan dengan atom karbon lain, juga dapat berikatan dengan atom unsur-unsur lain. Dalam hidrokarbon, atom karbon dapat berikatan dengan atom hidrogen membentuk senyawa hidrokarbon. Selain itu, atom karbon dapat juga berikatan dengan atom-atom lain, seperti oksigen, nitrogen, fosfor, belerang, dan halogen. Atom atau gugus atom yang terikat pada senyawa hidrokarbon dapat menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Atom atau gugus karbon tersebut lebih reaktif dari yang lainnya, dinamakan gugus fungsi. Dengan kata lain, gugus fungsi adalah bagian reaktif dari senya a karbon yang menentukan sifat fisika dan kimia senyawa karbon. Jika atom halogen (F, Cl, Br, I) terikat pada senyawa hidrokarbon maka senyawa yang terbentuk akan memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang ditentukan oleh gugus tersebut

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 adalah gugus atom dalam molekul yang menentukan ciri atau sifat suatu senyawa.  Gugus fungsi ini merupakan atom selain atom karbon dan atom hidrogen dalam senyawa hidrokarbon dan membentuk ikatan rangkap. Adapun bagian-bagian dari molekul yang hanya terdiri dari atom karbon dan hidrogen saja serta hanya mengandung ikatan tunggal saja disebut gugus-gugus non fungsional.

Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Gugus fungsi tersebut berupa ikatan karbon rangkap dua, ikatan karbon rangkap tiga, dan atom/ gugus atom. Meskipun senyawa-senyawa karbon mempunyai unsure dasar sama yaitu karbon, tetapi sifat-sifatnya jauh berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh gugus fungsi yang diikat berbeda.
Ketiga senyawa tersebut dibedakan oleh gugus –H, gugus – C = C -, dan gugus – OH. Gugus inilah yang membedakan sifat ketiganya, baik sifat fisika dan sifat kimia. Senyawa-senyawa karbon yang mempunyai gugus fungsional yang sama dikelompokkan dalam satu golongan.

Berikut adalah daftar gugus fungsional yang sering dijumpai. Di dalam penulisan rumus, simbol R dan R' selalu menyatakan ikatan hidrogen atau rantai hidrokarbon, atau suatu gugus atom.

Kelas kimiawi	Gugus	Rumus	Rumus struktural	Awalan	Akhiran	Contoh
Asil halida	Haloformil	RCOX		haloformil-	-oil halida	Asetil klorida (Etanoil klorida)
Alkohol	Hidroksil	ROH		hidroksi-	-ol	Metanol
Aldehida	Aldehida	RCHO		okso-	-al	Asetaldehida (Etanal)
Alkana	Alkil	RH		alkil-	-ana	Metana
Alkena	Alkenil	R2C=CR2		alkenil-	-ena	Etilena (Etena)
Alkuna	Alkinil	RC≡CR'		alkinil-	-una	Asetiluna (Etuna)
Amida	Karboksamida	RCONR2		karboksamido-	-amida	Asetamida (Etanamida)
Amina	Amina primer	RNH2		amino-	-amina	Metilamina (Metanamina)
	Amina sekunder	R2NH		amino-	-amina	Dimetilamina
	Amina tersier	R3N		amino-	-amina	Trimetilamina
	Ion amonium 4°	R4N+		amonio-	-amonium	Kolin
Senyawa azo	Azo (Diimida)	RN2R'		azo-	-diazene	Metil oranye (asam p-dimetilamino-azobenzenasulfonat)
Turunan toluen	Benzil	RCH2C6H5 RBn		benzil-	1-(substituen)toluen	Benzil bromida (1-Bromotoluen)
Karbonat	Ester karbonat	ROCOOR			alkil karbonat
Karbosilat	Karbosilat	RCOO−		karboksi-	-oat	Natrium asetat (Natrium etanoat)
Asam karboksilat	Karboksil	RCOOH		karboksi-	asam -oat	Asam asetat (Asam etanoat atau asam cuka)
Sianat	Sianat	ROCN		sianato-	alkil sianat
	Tiosianat	RSCN		tiosianato-	alkil tiosianat
Eter	Eter	ROR'		alkoksi-	alkil alkil eter	Dietil eter (Etoksi etana)
Ester	Ester	RCOOR'			alkil alkanoat	Etil butirat (Etil butanoat)
Haloalkana	Halo	RX		halo-	alkil halida	Kloroetana (Etil klorida)
Hidroperoksida	Hidroperoksi	ROOH		hidroperoksi-	alkil hidroperoksida	Metil etil keton peroksida
Imina	Ketimina primer	RC(=NH)R'		imino-	-imina
	Ketimina sekunder	RC(=NR)R'		imino-	-imina
	Aldimina primer	RC(=NH)H		imino-	-imina
	Aldimina sekunder	RC(=NR')H		imino-	-imina
Isosianida	Isosianida	RNC		isosiano-	alkyl isosianida
Isosianat	Isosianat	RNCO		isosianato-	alkil isosianat	Metil isosianat
	Isotiosianat	RNCS		isotiosianato-	alkyl isotiosianat	Alil isotiosianat
Keton	Keton	RCOR'		keto-, okso-	-on	Metil etil keton (Butanon)
Nitrat	Nitrat	RONO2		nitrooksi-, nitroksi-	alkil nitrat	Amil nitrat (1-nitrooksipentana)
Nitril	Nitril	RCN		siano-	alkananitril alkil sianida	Benzonitril (Fenil sianida)
Nitrit	Nitrit	RONO		nitrosooksi-	alkil nitrit	Amil nitrit (3-metil-1-nitrosooksibutana)
Senyawa nitro	Nitro	RNO2		nitro-		Nitrometana
Senyawa nitroso	Nitroso	RNO		nitroso-		Nitrosobenzena
Peroksida	Peroksi	ROOR		peroksi-	alkil peroksida	Di-tert-butil peroksida
Turunan benzena	Fenil	RC6H5		fenil-	-benzena	Kumen (2-fenilpropana)
Fosfina	Fosfino	R3P		fosfino-	-fosfana	Metilpropilfosfana
Fosfodiester	Fosfat	HOPO(OR)2		asam fosforat di(substituen) ester	di(substituen) hidrogenfosfat	DNA
Asam fosfonat	Fosfono	RP(=O)(OH)2		fosfono-	asam substituen fosfonat	Asam benzilfosfonat
Fosfat	Fosfat	ROP(=O)(OH)2		fosfo-		Gliseraldehida 3-fosfat
Turunan piridin	Piridil	RC5H4N		4-piridil (piridin-4-yl) 3-piridil (piridin-3-yl) 2-piridil (piridin-2-yl)	-piridin	Nikotin
Sulfida		RSR'			di(substituen) sulfida	Dimetil sulfida
Sulfona	Sulfonil	RSO2R'		sulfonil-	di(substituent) sulfona	Dimetil sulfona (Metilsulfonilmetana)
Asam sulfonat	Sulfo	RSO3H		sulfo-	asam substituen sulfonat	Asam benzensulfonat
Sulfoksida	Sulfinil	RSOR'		sulfinil-	di(substituen) sulfoksida	Difenil sulfoksida
Tiol	Sulfhidril	RSH		merkapto-, sulfanil-	-tiol	Etanatiol (Etil merkaptan)

Daftar Pustaka

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

http://www.sridianti.com/pengertian-gugus-fungsi.html

http://endasulastri.blogspot.co.id/2013/01/gugus-fungsi.html