ikatan hidrogen lengkap

24
Ikatan Kimia BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Semua zat pada dasarnya terdiri dari atom-atom. dialam terdapat 92 jenis atom (sesuai dengan jenis unsur alam. Atom-atom sejenis bergabung membentuk molekul unsur, sementara atom-atom yang berbeda jenis bergabung membentuk molekul senyawa pembentukan molekul-molekul ini terjadi karena adanya ikatan melalui gaya tarik menarik antar molekul- molekul tersebut. Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting. Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol -1 ) hingga tinggi (>155 kJ mol -1 ). Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk. Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H 2 O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida. B. Perumusan Masalah 1

Transcript of ikatan hidrogen lengkap

  • Ikatan Kimia

    BAB IPENDAHULUAN

    A. Latar BelakangSemua zat pada dasarnya terdiri dari atom-atom. dialam terdapat 92 jenis

    atom (sesuai dengan jenis unsur alam. Atom-atom sejenis bergabung membentuk molekul unsur, sementara atom-atom yang berbeda jenis bergabung membentuk molekul senyawa pembentukan molekul-molekul ini terjadi karena adanya ikatan melalui gaya tarik menarik antar molekul-molekul tersebut.

    Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

    Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol-1) hingga tinggi (>155 kJ mol-1).

    Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

    Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

    B. Perumusan Masalah

    1

  • Ikatan Kimia

    Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan diatas, yang menjadi permasalahan dalam makalah ini adalah sifat-sifat dan proses pembentukan ikatan hydrogen dalam suatu molekul disertai contohnya.

    2

  • Ikatan Kimia

    C. Tujuan PenulisanTujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui sifat-sifat dan

    proses pembentukan ikatan hidrogen dalam suatu molekul dan contohnya.

    D. Metode PenulisanMetode yang dipakai dalam penulisan makalah ini adalah metode studi

    pustaka. penulis menggunakan berbagai sumber buku dan Situs serta media internet sebagai sumber informasi dalam menyusun makalah ini.

    3

  • Ikatan Kimia

    BAB IIPEMBAHASAN

    A. Asal Mula Ikatan HidrogenTerdapat banyak unsur yang membentuk senyawa dengan hidrogen

    ditunjuk sebagai hidrida. Jika kamu mem-plot-kan titik didih hidrida unsur golongan 4, kamu akan menemukan bahwa titik didih tersebut naik seiring dengan menurunnya letak unsur pada golongan.

    Gambar 1

    Kenaikan titik didih terjadi karena molekul memperoleh lebih banyak elektron, dan karena itu kekuatan dispersi van der Walls menjadi lebih besar.

    Jika kamu mengulangi hal yang sama untuk hidrida golongan 5, 6, 7 sesuatu yang aneh terjadi.

    Gambar 2

    4

  • Ikatan Kimia

    Meskipun secara umum kecenderungannya sama persis dengan yang terjadi pada golongan 4 (dengan Alcohol yang sama), titik didih hidrida unsur pertama pada tiap golongan melonjak tinggi secara tidak normal.

    Pada kasus NH3, H2O dan HF seharusnya terjadi penambahan gaya dayatarik antarmolekul, yang secara signifikan memerlukan energi kalor untuk memutuskannya. Gaya antarmolekul yang alkohol kuat ini digambarkan dengan ikatan hidrogen.

    B. Ikatan Hidrogen Antar dan Intra MolekulIkatan Hidrogen pertama kali dikemukakan oleh Latiner da Rodebush pada tahun 1920 . ikatan hidrogen terdapat diantara : molekul-molekul senyawa dimana terdapat atom H yang berikatan secara

    kovalen dengan atom unsur yang elektronegatif seperti; F, N, dan O. molekul-molekul berikut :

    - - - H F - - - H F - - - menyatakan ikatan hidrogen.

    - - - O H - - - O H - - -H

    molekul-molekul senyawa dimana terdapat atom yang mempunyai pasangan elektron yang masih bebas, yang dapat disumbangkan kepada atom H pada molekul lain, misalnya; molekul NH3 yang mempunyai pasangan elektron bebas dan dapat membentuk ikatan hidrogen.

    Dikenal dua macam ikatan hidrogen : ikatan hidrogen antar molekul yaitu ikatan antara dua atom atau lebih dari

    dua molekul yang sama atau berbeda jenis, misalnya pada NH3, CH3COOH, H2O, HF, alkohol, SiF4 dan NH3HF.

    ikatan hidrogen intra molekul yaitu ikatan antara dua gugus fungsional dalam sebuah molekul, misalnya pada O-hidroksi benzaldehid, O-hidroksi asam benzoate dan O-klorofenol.

    Molekul-molekul yang memiliki kelebihan ikatan adalah:

    5

  • Ikatan Kimia

    Gambar 3

    Catatan: Garis yang tebal menunjukkan ikatan berada pada bidang atau pada kertas. Ikatan putus-putus mengarah ke belakang bidang atau kertas berarti menjauh dari kamu, dan bentuk baji (wedge-shaped) mengarah ke arah kamu.

    Ikatan Hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

    C. Pendekatan Teoritis Ikatan Hidrogensecara teoritis, ikatan hidrogen ditinjau dari tiga pendekatan, yakni : 1. Pendekatan elektrostatik

    hidrogen digambarkan sebagai proton tanpa ukuran dan terjepit diantara dua ion X dan Y-. gaya elektrostatik yang bekerja padanya. ion-ion saling bersinggungan, sehingga sifat lurus dari ikatan dapat diterangkan. namun sifat ikatan yang elektrovalen kurang dapat dibenarkan, karena ikatan hidrogen masih mempunyai sifat kovalen.

    2. teori ikatan valensikontribusi dari struktur kovalen di berikan oleh struktur berikut :A H ikatan A-H kovalen

    A- - H+. B ikatan A-H ionic

    A- - H+. B+ ikatan H-B yang kovalenperhitungan menunjukan adanya kontribusi kovalensi, terutama dari ikatan hidrogen yang pendek.

    6

  • Ikatan Kimia

    3. teori orbital molekulmisalnya dalam molekul HF2-. kombinasi linier terjadi antara orbital s dari hidrogen dengan orbital p dari F. 1 (ikatan) = pA + pB + a1s

    2 (non ikatan) = pA + pB

    3 (anti ikatan) = pA + pB a3s

    a1, a3 = koefisien pencampuran. orbital molekul 1, lokasinya kiri-kanan H,

    sedangkan 2 terkonsentrasi pada F. contoh lain pembentukan orbital molekul; molekul hidrogen yang paling sederhana adalah H2, misalnya kita memandang 2 atom hidrogen ini dalam keadaan terisolasi masing-masing dengan 1 elektron dalam orbital 1s. bila kedua atom ini membentuk ikatan maka akan melibatkan electron dari masing-masing atomnya sendiri. bila inti terdapat pada jarak tertentu dari yang lain (panjang ikatan untuk H2 adalah 0,74 ), orbital atom akan melebur, akan tumpang tindih untuk saling memperkuat dan membentuk orbital molekul ikatan. orbital molekul ini mencakup kedua inti hidrogen dan mengandung dua pasang electron (satu dari masing-masing H). kedua electron sekarang tertarik sama ke kedua inti, karena sebagian besar dari rapat electron bermuatan negatif dari orbital baru ini terlokasi antara dua inti yang bermuatan positif, tolak menolak antar inti dikurang. orbital molekul ini menghasilkan ikatan kovalen antara dua atom hidrogen dalam H2, seperti gambar berikut :

    AA atau

    gambar2.5orbital molekul yang mengikat dua atom hidrogen menjadi satu adalah simetrik secara silindrik_artinya simetri sepanjang garis atau sumbuh yang menghubungkan kedua inti.

    7

    H H

    1s 1s

    Orbital atom 1s dari fase yang

    sama,masing-masing dengan satu e-

    H H

    Tumpang Tindih

    H H

    Orbital molekul dengan dua e- dari spin

    berlawanan

  • Interferensi

    rapat muatan e- yang rendah

    orbital * (anti ikatan)

    rapat muatan e- yang tinggi

    Ikatan Kimia

    gambar2.6 setiap orbital molekul yang simetrik sekeliling sumbuh yang

    menghubungkan inti disebut orbital molekul sigma ( ); ikatannya adalah ikatan sigma. ikatan antar H2 hanya satu daribanyak ikatan sigma yang dijumpai. bila sepasang gelombang dalam fase yang sama akan saling tumpang tindih, sehingga mereka akan saling memperkuat atau saling berinterferensi, sebaliknya bila dua gelombang berlawanan fase mereka saling mengganggu. interferensi dari dua orbital atom yang keluar fase dari dua atom hidrogen memberikan orbital molekul dengan simpul antar inti. dalam orbital molekul ini, kebolehjadian menemukan electron antara inti sangat rendah. karena itu orbital molekul khas ini menimbulkan sistem dimana kedua inti tak dilindung oleh sepasang electron dan intinya saling tolak menolak. karena tolakan inti sistem ini energinya lebih tinggi daripada sistem dua atom H yang mandiri, dan disebut orbital anti ikatan, suatu orbital sigma bintang atau * (*artinya anti ikatan).

    gambar 2.7energi molekul H2 dengan dua electron dalam orbital ikatan adalah lebih rendah (sebesar 104 kkal/mol) daripada energi gabungan dari dua atom hidrogen yang terpisah. energi molekul hidrogen dengan electron

    dalam orbital anti-ikatan *, sebaliknya adalah lebih tinggi daripada energi dua atom hidrogen yang terpisah. energi relative ini dapat dinyatakan menurut diagram berikut :

    8

    Energi potensial, E

    + -

    ++Perkuatan

    orbital (Ikatan)

  • 1 1

    Ikatan Kimia

    ikatan hidrogen lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen atau ikatan ionic. energi dan panjang ikatannya berksar antara 2 10kkal/mol, dapat dilihat pada tabel berikut:Ikatan Panjang ikatan (A) Energi disosiasi

    ( kkal/mol)C H N

    O H N

    O H O

    O H Cl

    N H N

    N H O

    N H Cl

    N H F

    N H F

    -

    2,8

    2,6 2,8

    3,1

    3,1

    2,9 3,0

    3,2

    2,8

    2,4

    3

    4,7

    3 6

    -

    3 5

    4

    -

    3

    7

    D. Sifat-Sifat Ikatan Hidrogenmolekul-molekul senyawa polar yang mengandung hidrogen dapat stabil

    dalam kristalnya karena adanya ikatan hidrogen. dalam membahas pengaruh ikatan hidrogen yang terjadi dalam Kristal senyawa polar, perlu ditinjau lebih dahulu struktur dimer dari molekul tersebut di dalam fasa gas. sebagai contoh dapat diperggunakan dimer dari HF dan H2O.

    pada dimer HF dapat dilihat bahwa panjang ikatan Ha-Fa dan panjang ikatan Hb-Fb adalah sama yaitu 0,92 A dan ikatan Fa . Hb-Fb adalah linier.

    sudut biasanya berkisar antara 100 sampai 120. pada dimer H2O dapat dilihat bahwa ikatan O..H-O linier. dalam kristalnya, HF merupakan rantai berbenyuk zigzag dengan ikatan hidrogen.

    walaupun ikatan hidrogen merupakan ikatan yang lemah, tetapi ikatan hidrogen tersebut mempengaruhi beberapa sifat fisika hidrida seperti berikut:

    9

    Energi potensial, E

  • Ikatan Kimia

    a. Titik didihTabel. Titik didih hidrida

    Jumlah elektro

    n

    Hidrida gol. IVA

    TdHidrida Gol.

    VATd

    Hidrida

    Gol.VIA

    TdHidrida Gol. VIIA

    Td

    10 CH4 -164 NH3 -33 H2O +100 HF +2018 SiH4 -112 PH3 -87 H2S -61 HCl -8536 GeH4 -90 AsH3 -55 H2Se -41 HBr -6754 SnH2 -52 SbH3 -18 H2Te -2 HI -35

    Bila antara molekul-molekul hidrida pada tabel di atas hanya terdapat gaya van der Waals, dapat diharapkan bahwa dalam 1 golongan, titik didih hidrida akan meningkat sesuai dengan bertambahnya jumlah elektron yang terdapat di dalam molekul hidrida tersebut. Pada tabel di atas dapat dilihat bahwa NH3, H2O, dan HF yang merupakan hidrida paling ringan dalam golongannya, mempunyai titik didih yang jauh lebih tinggi dari yang diharapkan.penyimpangan tersebut disebabkan karena adanya ikatan hidrogen antar molekul-molekul yang polar, NH3, H2O, dan HF dapat membentuk polimer (NH3)n, (H2O)n, dan (HF)n.

    Untuk memutuskan ikatan hidrogen tersebut diperlukan energi lebih banyak dan ini berarti bahwa titik didih menjadi lebih tinggi. Titik didih dan titik beku hidrida unsur golongan IVA, tidak mengalami penyimpangan karena molekul-molekulnya nonpolar dan tidak membentuk ikatan hidrogen.

    Bila diurutkan, penyimpangan titik didih NH3, H2O, dan HF dari titik didih hidrida pada peiode bentuknya dalam golongan yang sama adalah H2O>NH3>HF.

    Urutan penyimpangan titik didih tersebut disebabkan karena atom N dalam molekul NH3 hanya mempunyai 1 pasang elektron bebas, sedangkan atom O dalam molekul H2O mempunyai 2 pasang elektron bebas yang dapat disumbangkan pada atom hidrogen untuk membentuk ikatan hidrogen.

    10

  • Ikatan Kimia

    Karena keelektronegatifan atom O> keelektronegatifan atom N, maka ikatan hidrogen pada N-H . N lebh lemah dari ikatan hidrogen pada O-H . O.

    Walaupun ikatan hidrogen pada F-H . F lebih besar dari pada keelektronegatifan O, tetapi karena molekul HF hanya mempunyai 1 atom H sedangkan H2O mempunyai 2 atom H yang dapat membentuk ikatan hidrogen maka penympangan titik didih HF juga lebih kecil dibandingkan degan penyimpangan titik didih H2O.

    b. Anomali pada H2OMassa jenis es adalah 0,5 g/cm3 dan setelah esmelebur menjadi air,

    maka massa jenis air adalah maksimum pada 4C yaitu 1 g/cm3. Fakta di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

    Dari eksperimen dengan sinar X dapat diketahui bahwa dalam kristl es, setiap atom O pada molekul H2O dikelilngi oleh 4 atom H dalam bentuk tetrahedral. 2 atom H membentuk ikatan kovalen dengan atom O tersebut dan 2 atom H yang lain membentuk ikatan hidrogen seperti terlihat pada gambar 7.1. Setap molekul H2O akan berikatan dengan 4 molekul H2O yang lain melalui ikatan hidrogen dalam bentuk tetrahedral. Karena ada ikatan hidrogen dalam bentuk tetrahedral tersebut, maka kirstal es merupakan struktur berongga. pada waktu es melebur, sebagian dari ikatan hidrogen tersebut dapat putus, sehingga struktur rongganya mengalami kerusakan. Akibatnya adalah ruangan antara moleku-molekul akan menjadi lebih kecil sehingga volume akan berkurang dan massa jenisnya akan bertambah.

    Apabila H2O dipanaskan dari 0C sampai 4C, maka makin banyak ikatan hidrogen yang dapat diputuskan sehingga molekul-molekul H2O makin berdekatan satu sama lain dan terjadi kontrasi atau pengurangan

    volume. pada suhu di atas 4C efek pemuaiannya lebih berperan sehingga volume menjadi lebih besar dan massa jenis menjadi lebih kecil.

    Pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol-1) hingga tinggi (>155 kJ mol-1).

    11

  • Ikatan Kimia

    Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

    Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

    Sifat-sifat ikatan Hidrogen antara lain :1. Wujud cair, ikatan hidrogen antara satu molekul H2O dengan molekul H2O yang lain mudah putus, akibat gerak termal atom-atom H dan O. Namun dapat tersambung dengan molekul H2O yang letaknya relatif lebih jauh. 2. Wujud padat, ikatan hidrogennya lebih stabil karena energi termalnya lebih rendah dari energi ikat hidrogen : kristal es (suhunya lebih rendah)

    E. Contoh Ikatan Hidrogen 1. Ikatan Hidrogen antar Molekul

    a) Ikatan Hidrogen pada AirHarus diperhatikan bahwa tiap molekul air dapat berpotensi

    membentuk empat ikatan hidrogen dengan molekul air disekelilingnya. Terdapat jumlah hidrogen + yang pasti dan pasangan mandiri karena itu tiap masing-masing molekul air dapat terlibat dalam ikatan hidrogen. Hal inilah yang menjadi sebab kenapa titik didih air lebih tinggi dibandingkan amonia atau hidrogen fluorida. Pada kasus amonia, jumlah ikatan hidrogen dibatasi oleh fakta bahwa tiap atom nitrogen hanya mempunyai satu pasang elektron mandiri. Pada golongan molekul amonia, tidak terdapat cukup pasangan mandiri untuk mengelilinginya untuk memuaskan semua hidrogen. Pada hidrogen fluorida, masalah yang muncul adalah kekurangan hidrogen. Pada

    12

  • Ikatan Kimia

    molekul air, hal itu terpenuhi dengan baik. Air dapat digambarkan sebagai sistem ikatan hidrogen yang sempurna.

    Gambar 3Contoh yang lebih kompleks dari ikatan hidrogen

    Hidrasi ion negatif Ketika sebuah substansi ionik dialrutkan dalam air, molekul air

    berkelompok disekeliling ion yang terpisah. Proses ini disebut hidrasi. Air seringkali terikat pada ion positif melalui ikatan koordinasi (kovalen dativ). Air berikatan dengan ion negatif menggunakan ikatan hydrogen Diagram menunjukkan potensi terbentuknya ikatan hidrogen pada ion klorida, Cl-. Meskipun pasangan mandiri pada ion klor terletak pada tingkat-3 dan secara normal tidak akan cukup aktif utnuk membentuk ikatan hidrogen, pada kasus ini mereka terbentuk lebih atraktif melalui muatan negatif penuh pada klor.

    Meskipun ion negatif rumit, hal itu akan selalu menjadi pasangan mandiri yang mana atom hidrogen dari molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen juga.

    13

  • Ikatan Kimia

    b) Ikatan hidrogen pada alkohol

    Alkohol adalah molekul organik yang mengandung gugus -O-H. Setiap molekul yang memiliki atom hidrogen tertarik secara langsung ke oksigen atau nitrogen adalah ikatan hidrogen yang cakap. Seperti molekul yang akan selalu memiliki titik didih yang tinggi dibandingkan molekul yang berukuran hampir sama yang mengandung gugus -O-H atau -N-H. Ikatan hidrogen membuat molekul lebih melekat (stickier), dan memerlukan lebih banyak energi kalor untuk memisahkannya. Etanol, CH3CH2-O-H, dan metoksimetana, CH3-O-CH3, keduanya memiliki rumus molekul yang sama, C2H6O.

    Keduanya memiliki jumlah elektron yang sama, dan panjang molekul yang sama. Dayatarik van der Waals (baik antara gaya dispersi dan dayatarik dipol-dipol) pada keduanya akan sama.

    Bagaimanapun, etanol memiliki atom hirogen yang tertarik secara langsung pada oksigen dan oksigen tersebut masih memiliki dua pasangan mandiri seperti pada molekul air. Ikatan hidrigen dapat terjadi antara molekul etanol, meskipun tidak seefektif pada air. Ikatan hidrogen terbatas oleh fakta bahwa hanya ada satu atom hidrogen pada tiap molekul etanol dengan cukup muatan +.

    Alkohol seperti juga air , membentuk asosiasi molekul dengan ikatan hidrogen :

    14

  • Ikatan Kimia

    Gambar 4 : Ikatan hidrogen intramolekul dalam etanol dan intermolekul antara etanol dengan air

    Pada metoksimetana, pasangan mandiri pada oksigen masih terdapat disana, tetapi hidrogen tidak cukup + untuk pembentukan ikatan hidrogen. Kecuali pada beberapa kasus yang tidak biasa, atom hidrogen tertarik secara langsung pada atom yang sangat elektronegatif untuk menjadikan ikatan hidrogen. Titik didih etanol dan metoksimetana menunjukkan pengaruh yang dramatis bahwa ikatan hidrogen lebih melekat pada molekul etanol.

    Ikatan hidrogen pada etanol menghasilkan titik didih sekitar 100C. Sangat penting untuk merealisasikan bahwa ikatan hidrogen eksis pada penambahan (in addition) dayatarik van der Waals. Sebagai contoh, semua molekul berikut ini mengandung jumlah elektron yang sama, dan dua yang pertama memiliki panjang yang sama. Titik didih yang paling tinggi butan-1-ol berdasarkan pada penambahan ikatan hidrogen.

    Dengan membandingkan dua alkohol (yang mengandung gugus -O-H), kedua titik didih adalah tinggi karena penambahan ikatan hidrogen berdasarkan pada tertariknya hidrogen secara langsung pada oksigen ? tetapi sebenarnya tidak sama.

    Titik didih 2-metilproan-1-ol tidak cukup tinggi seperti butan-1-ol karena percabangan pada molekul menjadikan dayatarik van der Waals kurang efektif dibandingkan pada butan-1-ol yang lebih panjang.

    c) Ikatan hidrogen pada molekul organik yang mengandung nitrogen 15

  • Ikatan Kimia

    Ikatan hidrogen juga terjadi pada molekul organik yang mengandung gugus N-H pendeknya terjadi juga ada amonia. Contohnya adalah molekul sederhana seperti CH3NH2 (metilamin) sampai molekul yang panjang seperti protein dan DNA. Dua untai double helix yang terkenal pada DNA berikatan satu sama lain melalui ikatan hidrogen antara atom hidrogen yang tertarik oleh nitrogen pada salah satu untai, dan pasangan mandiri pada nitrogen atau oksigen yang lain yang terletak pada untai yang lain.

    Amina-amina primer dan sekunder membentuk ikatan hidrogen , sedang amina tersier tidak, karena tidak lagi mempunyai atom H di atom N-nya. Titik didih dimetil amina (7 C ) lebih tinggi daripada Trimetil Amina (4 C )

    Dalam air amina primer dan sekunder bereaksi dengan air :

    Sebagian besar basa di atas ada dalam bentuk molekul, hingga basanya sangat lemah , tidak seperti (CH3)4 NOH.

    d) Ikatan Hidrogen pada Asam karboksilat

    Beberapa asam karboksilat , membentuk dimer dengan ikatan hidrogen baik dalam bentuk uap atau dalam pelarut-pelarut tertentu. Asam karboksilat dalam bentuk uap dan dalam benzena membentuk dimer :

    16

  • Ikatan Kimia

    Dalam air , ikatan hidrogen terbentuk antara asam asetat dengan air , tidak dengan molekulnya sendiri.

    e) Ikatan Hidrogen dalam Hidrat Kupri sulfat, CuSO4.5H2O

    Zat ini bila dipanaskan , mula-mula hanya melepaskan empat molekul air. Untuk melepaskan molekul air kelima diperlukan panas yang tinggi.

    CuSO4.5H2O CuSO4.H2O + 4 H2O

    Hal ini disebabkan karena H2O yang terakhir ini diikat dengan ikatan hidrogen.

    Struktur dari CuSO4.5H2O terdapat pada Gambar berikut :

    Rumus lebih baik ditulis sebagai [Cu (OH2)4]SO4.H2O.

    Amoniak membentuk garam yang sama [Cu(NH3)4]SO4. H2O tetapi tidak dikenal CuSO4.5NH3 karena NH3 tidak mudah membentuk ikatan hidrogen seperti H2O.

    17

  • Ikatan Kimia

    Ikatan hidrogen juga terbentuk pada garam-garam hidrat yang lain serta hidrat dari asam-asam dan basa-basa.

    2. Ikatan Hidrogen dalam Molekul

    a) senyawa orto substitusi benzena.

    O-nitrofenil mendidih pada 214 C , lebih rendah daripada isomer meta (290 C) dan isomer para (279 C ). Zat ini juga lebih mudah menguap dalam uapa air , lebih sukar larut dalam air daripada isomer meta dan para.

    Bentuk orto-nitrofenol mengadakan ikatan hidrogen dalam molekul sedang bentuk meta dan para mengadakan ikatan hidrogen antar molekul , hingga titik didihnya relatif tinggi.

    Kelarutan yang kecil dalam air dari zat ini disebabkan karena gugus OH dalam molekul tidak bebas lagi, jadi tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air.

    Zat lain yang membentuk ikatan hidrogen dengan cara sama ialah :

    18

  • Ikatan Kimia

    b) etil asetoasetat

    Etil asetoasetat didapatkan dalam dua bentuk tautomer . Pada tahun 1920 meyer telah berhasil memisahkan kedua bentuk ini dengan jalan destilasi fraksional pada tekanan direndahkan dalam alat dari kuarsa yang sangat bersih.

    Alkohol biasanya mempunyai titik didih lebih tinggi daripada keton , tetapi bentuk enol diatas titik didihnya lebih rendah daripada bentuk keton dan daya larutnya dalam air rendah serta lebih mudah larut dalam sikloheksana. Hal ini disebabkan karena zat tersebut membentuk ikatan hidrogen dalam molekul.

    c) Ikatan Hidrogen dalam Protein dan Asam Nukleat.

    Protein tersusun dari satuan-satuan dasar asam amino. R dapat berupa gugus metil CH3- , seperti dalam alanin atau gugus yang lebih sulit, seperti:

    19

  • Ikatan Kimia

    Gugus -NH2 berikatan dengan gugus COOH dari molekul asam amino yang lain, dengan membentuk ikatan peptida:

    Dua asam amino dapat membentuk dipeptida, tiga asam membentuk tripeptida, dan seterusnya. Protein adalah polipeptida dengan beratus-ratus ikatan peptida.

    Protein berbeda-beda tergantung dari panjangnya rantai dan bentuk rantainya. Ikatan-ikatan melintang terjadi bila dalam molekul terdapat atom S: -S S - . Dalam molekul protein terdapat banyak sekali ikatan-ikatan hidrogen yaitu antara gugus NH - - - O = C - .

    Ikatan hidrogen juga terdapat dalam asam nukleat, misalnya DNA (de-oxyribonucleic acid). Asam nukleat DNA tersusun dari satuan H3PO4, deoksiribose dan basa purin (adenin dan guanin) atau pirimidin (sitosin dan timin).

    Tiap asam fosfat, deoksiribose dan satu basa, membentuk nukleotida, misalnya: deoksitimidin 5 fosfat.

    20

  • Ikatan Kimia

    Nukleotide ini ini saling berikatan melalui gugusan fosfat, hingga terbentuk molekul yang besar, yaitu asam nukleat:

    21

  • Ikatan Kimia

    Basa satu dengan basa lain, berikatan dengan ikatan hidrogen, namun adenin hanya dapat berikatan dengan timin, dan guanin dengan sitosin.

    F. Perbedaan Ikatan Hidrogen dengan ikatan Van der wallsJenis

    IkatanAsal Ikatan Sifat

    Hidrogen Gaya tarik menarik Lebih kuat dari ikatan Van der

    22

  • Ikatan Kimia

    elektrostatik kuat antara hidrogen pada satu molekul dengan atom N, O atau F

    Wals, titik lebur dan titik didih lebih tinggi dari ikatan Van der Wals

    Van Der Waals

    Gaya Van der Waals akibat distribusi muatan yang tidak simetris

    Lunak; titik lebur dan titik didih rendah ; larut dalam cairan kovalen

    BAB IIIPENUTUP

    A. KesimpulanIkatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara

    dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul (misalnya, gaya-gaya van der waals), akan tetapi ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion.

    B. SaranDari hasl pembahasan makalah ini maka dapat disarankan bahwa perlu

    memperhatikan proses pembentukan ikatan hidrogen dalam setiap molekul karena ikatan hidrogen memiliki kekuatan ikatan yang berbeda-beda pada setiap molekul yang terikat dengannya(atom hidrogen).

    23

  • Ikatan Kimia

    24