ORBITAL DAN PERANANNYA

1. Orbital Molekul
      Teori orbital molekul mengkombinasikan kecenderungan atom untuk mencapai keadaan oktet dengan sifat-sifat geombangnya, menempatkan elektron-elektron pada suatu tempat yang disebut
orbital. Menurut teori orbital molekul, ikatan kovalen dibentuk dari kombinasi orbital-orbital atom membentuk orbital molekuler; yaitu orbital yang dimiliki oleh molekul secara keseluruhan. Seperti orbital atom, yang menjelaskan volume ruang di sekeliling inti atom di mana elektron mungkin ditemukan, orbital molekuler menjelaskan volume ruang di sekeliling molekul di mana elektron mungkin ditemukan. Orbital molekuler juga memiliki bentuk ukuran dan energi yang
spesifik.Orbital molekul adalah orbital-orbital dari dua atom yang saling tumpang tindih agar dapat menghasilkan ikatan kovalen. Ikatan kovalen digambarkan oleh teori tolakan pasangan elektron kulit valensi (Valence Shell Electron-Pair Repulsion-VSEPR) sangat signifikan dalam menjelaskan atau meramalkan struktur geometri suatu molekul sekalipun tidak melibatkan aspek matematik.
      Mari kita lihat pada contoh pertama kita dalam molekul hidrogen (H2). Orbital 1s dari satu atom hidrogen mendekati orbital 1s dari atom hidrogen kedua, kemudian keduanya melakukan overlap
orbital. Ikatan kovalen terbentuk ketika dua orbital s mengalami overlap, disebut dengan ikatan sigma (σ). Ikatan sigma berbentuk silindris simetris , elektron dalam ikatan ini terdistribusi secara simetris/ berada di tengah antara dua atom yang berikatan.










 2. Teori Hibridisasi
        Hibridisasi adalah konsep pencampuran orbital hibrida yang sesuai dengan pasangan elektron untuk membentuk ikatan kimia. karbon merupakan contoh yang baik untuk penjelasan orbital hibrida. berdasarkan teori ikatan valensi, karbon seharusnya membentuk ikatan kovalen, menghasilkan CH2, demikian melalui eksperimen dapat ditunjukkan bahwa CH2 bersifat sangat reaktif dan tidak dapat terbentuk di akhir reaksi. Untuk membentuk empat ikatan, konfigurasi elekron karbon harus memiliki empat elektron tidak berpasangan.
       Jenis-jenis hibridisasi:
a) hibridisasi sp3
     Hibridisasi sp3 dapat menjelaskan struktur molekul tetrahedral. Orbital 2s dan tiga orbital 2p melakukan hibridisasi untuk membentuk empat orbital sp, masing-masing terdiri dari 75% karakter p dan 25% karakter s. Cuping depan mensejajarkan diri dan penolakan elektron bersifat lemah.. mempunyai sudut sebesar 109.5 derajat.

b) Hibridisasi sp2
     hibridisasi ini berguna untuk menjelaskan bentuk molekul trigonal planar. O rbital 2s dan dua orbital 2p melakukan hibridisasi membentuk tiga orbital sp, masing-masing terdiri dari 67% karakter p dan 33%  karakter s. cuping depan mensejajarkan diri membentuk trigonal (segitiga) planar, menghadap sudut segitiga untuk meminimalisir penolakan elektron dan berorientasi pada sudut 120 derajat.

c) Hibridisasi sp
    Hibridisasi ini digunakan untuk menjelaskan bentuk molekul linear. Orbital 2s dan satu orbital 2p melakukan hibridisasi membentuk dua orbital sp, masing-masing terdiri dari 50% karakter s dan 50% karakter p. Cuping berhadapan satu sama lain dan membentuk garis lurus 180 derajat.

3. Ikatan Rangkap Terkonjugasi
    Tujuan dari konjugasi disini adalah untuk membentuk bangun molekul yang lebih stabil. Pada senyawa ikatan rangkap elektron v (tidak berikatan) akan berpindah atau terdelokasi menyebabkan adanya penurunan energi.
CIS dan TRANS
Cis mengandung pengertian bahwa substituen terletak pada bidang yang sama, sedangkan trans mengandung pengertian bahwa substituen terletak pada bidang yang berseberangan. Dengan sistem ini tidak lagi ditemui keraguan isomer manakah yang diberi nama cis-2-butena dan manakah trans-3-heksena. berikut contohnya.








Untuk alkena yang lebih kompleks, orientasi atom-atom pada rantai utama menentukan apakah alkena termasuk cis atau trans. Misalnya rumus struktur cis-3-4 dimetil-2 pentena. Pada contoh ini atom-atom karbon rantai utama nomor 1 dan 4 terletak pada sisi yang sama terhadap ikatan rangkap sehingga di beri nama cis

 BENZENA

Benzena memiliki rumus molekul C₆H₆  merupakan senyawa dengan rantai karbon tertutup ( siklis ) . Disebut senyawa aromatis sebab benzena dan senyawa keturunannya merupakan senyawa yang beraroma ( berbau ). Struktur melekulnya memiliki tiga ikatan rangkap terkonjugasi,  sehingga memiliki tiga  pasang elektron p . Elektron p dalam rantai siklis  benzena  dapat bergeak terus sehingga struktur benzena digambarkan dengan cincin sbb : . 

 

Karena elektron p terkonjugasi maka bersifat  terdelokal, yang bentuk orbitalnya adalah :

   

Benzena bersifat aromatis, senyawa bersifat aromais harus memenuhi persyaratan sbb :

a). memiliki ikatan rangkap  terkonjugasi

b). ikatan p terdelokalisasi

c). merupakan senyawa siklis

d). memiliki jumlah elektron p menurut aturan Huckel, jumlah elektron p = 4n + 2, dengan n =  1,2,3,4 ……. dst.

Senyawa keturunan benzena terdiri dari monosubstitusi, disubstitusi ,  trisubstitusi dan subtitusi lebih dari tiga substituen. Monosubstitusi jika cincin benzena mengikat satu substituen ( gugus ) R , disubstitusi jika cincin benzena mengikat dua substituen ( gugus ) R , trisubstitusi jika cincin benzena mengikat tiga  substituen ( gugus ) R dan seterusnya.

Benzena monosubstitusi

 

Benzena disubstitusi : untuk cincin benzena yang mengikat dua substituen ,  jika substituen pada posisi 1,2 disebut orto, substituen pada posisi 1,3 disebut meta dan substituen pada posisi 1,4 disebut para. 

 

Benzena tetrasubstituen, misalnya tri nitro toleun ( TNT ) dan tri nitro fenol ( TNP ) yang digunakan sebagai bahan peledak.