Prinsip-prinsip dan konsep-konsep kimia dasar yang perlu dipelajari oleh siswa dan mahasiswa untuk menjelajah ilmu kimia. Diterjemahkan dari Buku Chemistry 10th Edition Raymond Chang Tahun 2010.

  • Helium Primordial dan Teori Big Bang

    Pernahkah Anda berpikir dari mana kita berasal? Bagaimana alam semesta dibentuk? Kapan sejarah alam semesta ini dimulai?.

  • Struktur Atom

    Atom terdiri dari proton, neutron dan elektron.

  • Rumus Kimia

    Kimiawan menggunakan rumus kimia untuk mengekspresikan komposisi molekul dan senyawa ionik dalam simbol kimia.

  • Molekul dan Ion

    Sebagian besar materi terdiri dari molekul atau ion yang dibentuk oleh atom.

  • Spektrometer Massa

    Metode yang paling langsung dan paling akurat untuk menentukan massa atom dan molekul adalah metode spektrometri massa.

Konfigurasi Elektron

A. Konfigurasi Elektron
Gambar 1. Lintasan Elektron
Konfigurasi elektron merupakan susunan elektron-elektron pada sebuah atom, ion, atau molekul yang berdasarkan hukum mekanika kuantum. Berdasarkan teori atom Bohr, gerakan elektron mengelilingi inti mengikuti lintasan-lintasan tertentu. Lintasan-lintasan elektron itu dapat dipandang sebagai kulit-kulit atom. Jumlah kulit-kulit atom menentukan konfigurasi elektron. Konfigurasi elektron mengikuti aturan-aturan berikut:
  1. Tiap kulit atom dari yang paling dalam (dekat inti) diberi notasi K, L, M, N, ... untuk menyatakan kulit atom 1, 2, 3, 4, ... dan seterusnya.
  2. Tiap kulit atom maksimum berisi 2n², n adalah nomor kulit atom.
Jadi, kulit K (n = 1) maksimum berisi elektron 2 x 1² = 2 elektron;
kulit L (n = 2) maksimum berisi elektron 2 x 2² = 8 elektron;
kulit M (n = 3) maksimum berisi elektron 2 x 3² = 18 elektron.

Semakin besar nilai n, maka semakin jauh jarak elektron itu dari inti.
Gambar 2. Konfigurasi Elektron

Menurut prinsip Aufbau (Jerman: aufbauen = membangun), konfigurasi elektron dimulai dari subkulit yang memiliki tingkat energi terendah dan diikuti dengan subkulit yang memiliki tingkat energi lebih tinggi. Hal itu disebabkan dalam atom (pada kondisi dasarnya), elektron berada dalam tingkat-tingkat energi terendah. Misalnya, dalam atom hidrogen, elektron ditempatkan pada subtingkatan energi (subkulit) 1s. Jadi konfigurasi elektron hidrogen adalah 1s¹.
Gambar 3. Diagram Tingkatan Energi dan Cara Pengisian Elektron

Berdasarkan diagram tersebut, pengisian elektron dalam suatu atom disusun berdasarkan urutan:

B. Bilangan Kuantum
Bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis, dibedakan menjadi:

1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama menunjukkan tingkatan energi elektron dan sesuai dengan tingkatan energi atom Bohr (menunjukkan lintasan elektron atau kulit atom). Makin besar nilai n, makin besar ukuran orbital yang dihuni elektron itu. Seperti dalam model atom Bohr, n dapat bernilai 1, 2, 3, ... sampai tak berhingga.

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum azimut menentukan bentuk orbital dan subtingkatan energi. Nilai l bergantung pada nilai bilangan kuantum utama (n). Untuk setiap nilai n yang diberikan, nilai l dari l = 0 sampai l = n – 1.

Tabel 1. Hubungan Kulit (n) dan Nilai 









3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menyatakan orientasi orbital atau posisi orbital terhadap orbital lain di dalam ruang. Hal itu disebabkan tiap subkulit tersusun atas satu orbital atau lebih. Nilai bilangan kuantum magnetik berupa bilangan bulat antara –l dan +l. Subtingkatan energi (subkulit) s hanya terdiri atas 1 orbital, subkulit p terdiri atas 3 orbital, subkulit d terdiri atas 5 orbital, dan subkulit f terdiri atas 7 orbital.

Tabel 2. Ringkasan Bilangan Kuantum

4. Bilangan Kuantum Spin (s)
Spin muncul karena elektron berperilaku seperti gasing (mirip dengan rotasi bumi). Gerakan itu menyebabkan elektron bersifat elektromagnet. Hal itu dapat digambarkan seperti mengalirkan arus listrik pada kumparan yang mengelilingi sebuah paku sehingga bersifat magnet. Karena elekton hanya dapat berputar pada salah satu dari magnet, maka spin memiliki dua nilai, yaitu +1/2 dan –1/2.
Gambar 3. Spin Elektron
Pada tahun 1926, Wolfgang Pauli menyelidiki tidak adanya garis pada spektrum pancaran yang seharusnya ada menurut teori yang berlaku. Berdasarkan penyelidikannya, ia menyimpulkan bahwa tidak ada elektron dalam sebuah atom yang boleh memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Kesimpulan itu selanjutnya dikenal dengan nama asas eksklusi (pengecualian/larangan) Pauli.

Menurut asas ini, dua elektron dapat memiliki bilangan kuantum n, l, dan m yang sama, tetapi harus memiliki bilangan kuantum spin (s) yang berbeda. Jadi, asas ini membatasi jumlah elektron dalam tiap orbital. Tiap orbital maksimum diisi oleh dua elektron dan keduanya harus memiliki rotasi yang berlawanan.

Berdasarkan asas pengecualian Pauli, jumlah elektron maksimum di setiap orbital adalah dua. Jumlah elektron maksimum yang dapat ditempatkan pada subtingkatan energi (subkulit) s, p, d, dan f sebagai berikut:

C. Diagram Orbital
Orbital merupakan wilayah atau daerah dalam ruang di sekitar inti atom di mana memiliki kemungkinan tertinggi untuk bisa menemukan elektron atau tempat kebolehjadian elektron. Pasangan elektron dalam satu orbital dinyatakan dengan spin yang berlawanan arah. Hal ini sesuai dengan asas eksklusi Pauli.

Berdasarkan hasil eksperimen, diagram yang terakhir menunjukkan konfigurasi elektron dengan energi terendah. Hasil eksperimen itu diringkas dalam aturan Hund, yaitu dalam suatu subkulit tertentu, tiap orbital dihuni oleh satu elektron terlebih dahulu sebelum ada orbital yang memiliki sepasang elektron. Elektron-elektron tunggal dalam orbital itu mempunyai spin searah (paralel).

Elektron valensi adalah elektron yang berada di kulit terluar. Kulit terluar ditandai dengan bilangan kuantum utamanya (n) tertinggi. Besar elektron valensi dari 1 sampai 8. Besar elektron valensi itu selanjutnya digunakan untuk menyatakan golongan unsur pada tabel periodik.





Share:

Tata Nama Senyawa Hidrokarbon

Tatanama Senyawa Hidrokarbon
Tatanama Nama Alkana
Alkana merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki ikatan tunggal, rumus umum dari alkana yaitu CnH2n+2. Pemberian nama diperlukan untuk  menunjukkan jumlah atom C dan rumus strukturnya. Aturan pemberian nama hidrokarbon telah disepakati oleh IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Adapun nama senyawa alkana suku pertama hingga sepuluh dirangkum pada Tabel 1.
Tabel 1. Rumus molekul dan nama senyawa alkana
Rumus Molekul
Nama
CH4
Metana
C2H6
Etana
C3H8
propana
C4H10
Butana
C5H12
pentana
C6H14
Heksana
C7H16
Heptana
C8H18
Oktana
C9H20
nonana
C10H22
Dekana
           (Qurniawati, 2019).
Gugus alkil
Gugus alkil senyawa alkana yang kehilangan satu atom H. Alkil mempunyai rumus umum CnH2n+1.

Oleh karena itu, penamaan alkil sesuai nama alkananya, tetapi akhiran –ana  diganti –il. Tabel 2 menyajikan beberapa contoh alkil beserta rumusnya.
Tabel 2. Stuktur, rumus molekul dan nama beberapa alkil
Struktur
Rumus Molekul
Nama
CH3−
CH3−
Metil
CH3− CH2−
C2H5−
Etil
CH3− CH2− CH2−
C3H7−
Propil
CH3− (CH2)2− CH2−
C4H9−
Butil
CH3− (CH2)3− CH2−
C5H11−
Pentil//amil
CH3− (CH2)4− CH2−
C6H13−
Heksil
CH3− (CH2)5− CH2−
C7H15−
Heptil
CH3− (CH2)6− CH2−
C8H17−
Oktil
CH3− (CH2)7− CH2−
C9H19−
Nonil
CH3− (CH2)8− CH2−
C10H21−
Dekil
(Qurniawati, 2019).

Aturan penamaan senyawa alkana
Alkana rantai lurus (tidak bercabang)
Jika rantai karbon terdiri dari 4 atom karbon atau lebih maka alkana di beri awalan n (normal).
Contoh : 

Aturan penamaan senyawa alkana rantai bercabang
(1)   Nama alkana dipilih berdasarkan rantai C terpanjang (rantai utama/rantai induk).
(2)   Atom-atom C yang terletak di luar rantai utama merupakan rantai cabang atau gugus alkil.
(3)   Penomoran atom C pada rantai utama dimulai dari ujung yang terdekat dengan cabang.
(4)   Alkil-alkil yang tidak sejenis dituliskan berdasarkan urutan abjad (butil, etil, iso, metil, propil).
(5)   Alkil-alkil sejenis penulisannya digabung dengan diberi awalan di-(2), tri-(3), tetra-(4), penta-(5), dan seterusnya.
(6)   Apabila salah satu atom C pada rantai utama mengikat dua gugus alkil, penulisan nomornya harus diulang.
(7)   Alkil yang mengandung atom C terbanyak terikat pada atom C rantai utama dengan nomor terkecil.
(8)   Apabila terdapat beberapa alternatif rantai terpanjang, dipilih yang mengandung cabang terbanyak.
Contoh  

Penyelesaian

Jumlah atom C terpanjang (rantai induk)
4
Nama alkana
Butana
Jumlah atom C pada rantai cabang
1
Nama rantai cabang
Metil
Posisi gugus alkil terletak pada atom C nomor
2
Jadi, senyawa tersebut mempunyai nama 2metilbutana.

Tata Nama Alkena
Alkena merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. Dalam rantai karbon alkena terdapat satu ikatan rangkap dua dan memiliki rumus umum alkena adalah CnH2n.
Nama-nama alkena diambil dari nama alkana tetapi akhiran –ana diganti –ena. Tabel 3 menyajikan nama senyawa alkena suku pertama hingga sepuluh.
Tabel 3. Rumus struktur, rumus molekul dan nama senyawa alkena.

Rumus Struktur
Rumus Molekul
Nama Kimia
H2C = CH2
C2H4
Etena
H2C = CH − CH3
C3H6
Propena
H2C = CH − CH2 − CH3
C4H8
1-butena
H2C= CH – (CH2)2 − CH3
C5H10
1-pentena
H2C= CH – (CH2)3 − CH3
C6H12
1-heksena
H2C= CH – (CH2)4 − CH3
C7H14
1-heptena
H2C= CH – (CH2)5 − CH3
C8H16
1-oktena
H2C= CH – (CH2)6 − CH3
C9H18
1-nonena
H2C= CH – (CH2)7 − CH3
C10H20
1-dekena
(Qurniawati, 2019).
Aturan pemberian nama alkena sebagai berikut :
(1)   Rantai utama adalah rantai terpanjang yang mempunyai ikatan rangkap dua.
(2)   Penomoran rantai utama dimulai dari atom C yang paling dekat dengan ikatan rangkap dua.
(3)   Penulisan letak ikatan rangkap dua diawali oleh nomor atom C yang mengikat ikatan rangkap dua tersebut.
Contoh : 1CH = 2CH − 3CH4CH5CH    1-pentena
(4)   Pada alkena bercabang, pemberian nama senyawa seperti pada alkana.
(5)   Jika alkena mengandung dua ikatan rangkap dua, senyawa alkena diberi nama dengan akhiran –diena. Jika mengandung tiga ikatan rangkap dua dinamakan –triena, dan seterusnya. Berdasarkan letak ikatan rangkap dua dalam rantai C-nya, alkena mempunyai tiga kemungkinan letak ikatan rangkap dua sebagai berikut.
a)    Kumulatif, jika letak ikatan rangkap dua berurutan di satu sisi rantai karbon.
       1CH = 2CH =3CH  - 4CH - 5CH = 1,2 pentadiena
b)   Konjugatif, jika letak ikatan rangkap dua selang-seling dengan ikatan tunggal.
       1CH = 2CH -3 CH = 4CH - 5CH = 1,3 pentadiena
c)    Terisolasi, jika letak ikatan rangkap dua terikat pada atom C primer di ujung rantai.
       1CH = 2CH - 3CH - 4CH - 5CH  =  6CH2 1,5-heksadiena
1)   Selain nama IUPAC, pada alkena juga dikenal nama trivial, misalnya etena=etilena, propena= propilena.

Tatanama alkuna
Alkuna adalah senyawa  hidrokarbon yang mempunyai satu ikatan rangkap tiga antar atom C pada rantai karbonnya. Oleh karena itu, terdapat satu ikatan rangkap tiga pada rantai karbonnya, alkuna menjadi kekurangan satu atom H dibanding alkena sehingga rumus umum alkuna adalah CnH2n–2. Nama-nama alkuna diambil dari nama alkana, tetapi akhiran –ana diganti –una.
Tabel 4. Rumus molekul, rumus struktur dan nama beberapa senyawa alkuna.
Rumus Molekul
Rumus struktur
Nama IUPAC
Nama Trivial
C2H2
CH ≡ CH
Etuna
Asetilena
C3H4
CH ≡ C− CH3
Propuna
Metil asetilena
C4H6

CH ≡ C− CH2− CH3
1-butuna
Etil asetilena
CH− C ≡ C − CH3
2-butuna
1,1-dimetilasetilena

Tata nama alkuna
Cara pemberian nama pada alkuna sama dengan alkena. Perkecualian untuk trivial C2H2 adalah asitelana. Akhiran –ena dari nama asetilena bukan berarti sama dengan akhiran –ena pada senyawa alkena. Ingat, asetilena merupakan nama trivial, bukan nama IUPAC. Berdasarkan rumus umumnya, alkuna merupakan isomer fungsi dari alkadiena.
Contoh :
CH ≡ C− CH3                                           CH =  C =  CH2
Propuna (C3H4)                                         1,2-propadiena (C3H4)
Jadi, kemungkinan propuna atau 1,2-propadiena.

Lembar Kerja Siswa (LKS)

Share:

Total Dilihat

Postingan Populer

Label

Postingan Terbaru

Cari Dengan Kata

Ikuti Dengan Email

Web Design By
Fp Comp

Subscriber