Reaksi Adisi dan Proyeksi Newman

 Reaksi adisi adalah reaksi pemutusan ikatan rangkap (pengubahan ikatan rangkap menjadi ikatan kovalen tunggal). Reaksi adisi antara lain dapat digunakan untuk membedakan alkana dengan alkena. Reaksi pengenalan ini dilakukan dengan menambahkan bromin (Br₂) yang berwarna merah cokelat. Terjadinya reaksi adisi ditandai dengan hilangnya warna merah cokelat dari bromin. Karena alkana tidak memiliki ikatan rangkap (tidak mengalami reaksi adisi) warna merah dari bromin tidak berubah. Contoh dari reaksi adisi yaitu:

Reaksi adisi terjadi pada senyawa yang mempunyai ikatan rangkap dua atau rangkap tiga, senyawa alkena atau senyaw alkuna, termasuk ikatan rangkap karbon dengan atom lain,

Dalam reaksi adisi, molekul senyawa yang mempunyai ikatan rangkap menyerap atom atau gugus atom sehingga ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal. Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi dengan hidrogen, halogen maupun asam halida (HX). Untuk alkena atau alkuna, bila jumlah atom H pada kedua atom C ikatan rangkap berbeda, maka arah adisi ditentukan oleh kaidah Markovnikov, yaitu atom H akan terikat pada atom karbon yang lebih banyak atom H-nya (“yang kaya semakin kaya”). (Pada reaksi ini berlaku hukum Markovnikov ”Atom H dari asam halida ditangkap oleh C berikatan rangkap yang mengikat atom H lebih banyak atau gugus alkil yang lebih kecil).

REAKSI ADISI ASAM HALIDA PADA ALKENA

       Reaktivitas relatif asam halida HI > HBr > HCl > HF. Asam terkuat HI bersifat paling reaktif terhadap alkena.Asam terlemah HF paling tak reaktif terhadap alkena.  Suatu hidrogen halida mengandung ikatan H-X yang sangat polar dan dapat mudah melepaskan H⁺ dan menyerang ikatan rangkap pada alkena dan membentuk karbokation sementara, yang dengan cepat bereaksi dengan ion negatif halida dan menghasilkan alkil halida (R-X).  Karena serangan awal dilakukan oleh sebuah elektrofil, maka adisi HX pada alkena disebut reaksi adisi elektrofilik (menyukai elektron).

ATURAN MARKOVNIKOV

      Jika sebuah alkena tak simetris diadisi HX, akan diperoleh dua kemungkinan, dan biasanya satu produk lebih melimpah dari produk yang lain. Tahun 1869 seorang ahli kimia Rusia Vladimir Markovnikov, merumuskan aturan :  “Dalam adisi HX pada alkena tak simetris, H⁺ dari HX menuju ke atom C ikatan rangkap yang telah lebih banyak mengikat atom H.”

Adisi alkena oleh asam halida berlaku aturan Markovnikov :

      Atom H dari HX akan terikat pada atom C yang berikatan rangkap yang mengikat H lebih banyak atau Atom H dari HX akan terikat pada atom C yang berikatan rangkap yang mengikat gugus alkil yang lebih sederhana. Atom X akan cenderung terikat pada atom karbon yang mengikat gugus alkil yang lebih panjang (kecuali bila ada pengaruh gugus lain yang berpengaruh terhadap muatan atom C pada ikatan rangkap).

Mekanisme reaksi adisinya

Tahap 1 à pembentukan sebuah karbokation.

Tahap 2

Ion halida (X) dari HX akan terikat pada karbokation.Urutan kestabilan karbokation ialah Tersier > sekunder > primer. Untuk propena, kedua posisi adisi H⁺ akan menghasilkan :  karbokation primer; tak stabil, berenergi tinggi. Karbokation sekunder, lebih stabil, bernergi lebih rendah. Reaksi pembentukan karbokation berlangsung lambat dan menjadi tahap penentu laju reaksi. Urutan kestabilannya adalah karbokation tersier > sekunder > primer.  Pada tahap pembentukan karbokation juga dapat terjadi reaksi penataan ulang untuk menghasilkan karbokation yang lebih stabil.  

ISOMERASI KONFORMASI

    Dalam kimia, isomersime konformasi adalah sebuah bentuk stereoisomerisme dari molekul-molekul dengan rumus struktural yang sama namunkonformasi yang berbeda oleh karena rotasi atom pada ikatan kimia. Konformer yang berbeda dapat saling berubah dengan melakukan rotasi pada ikatan tunggal tanpa memutuskan ikatan kimia. Keberadaan lebih dari satu konformasi, biasanya dengan energi yang berbeda, dikarenakan oleh rotasi hibridisasi orbital sp³ atom karbon yang terhalang. Isomerisme konformasi hanya terjadi pada ikatan tunggal karena ikatan rangkap dua dan rangkap tiga mempunyai ikatan pi yang menghalangi rotasi ikatan. Perbandingan stabilitas konformer-konformer yang berbeda biasanya dijelaskan dengan perbedaan dari kombinasi tolakan sterik dan efek elektronik. Contoh yang sederhana terlihat pada molekul butana yang dilihat dengan menggunakan proyeksi Newman seperti pada gambar di atas. Rotamer adalah konformer yang berbeda hanya pada rotasi ikatan tunggal.^[1]. Sawar rotasinya adalah energi aktivasi yang diperlukan untuk berubah dari satu konformer ke konformer lainnya.

Terdapat dua bentuk isomerisme konformasi yang penting:

1.     Konformasi alkana linear, dengan konformer anti, tindih, dan gauche

2.     Konformasi sikloheksana, dengan konformer kursi dan perahu.

     Contoh lain dari isomerisme konformasi adalah pelipatan molekul, di mana beberapa bentuk pelipatan stabil dan fungsional, namun yang lainnya tidak. Isomerisme konformasi juga terlihat pada atropisomer. Konformasi adalah suatu penataan ruang tertentu dari atom – atom dalam molekul. Struktur etana dapat digambarkan dalaa dua konformasi (bentuk) yang ekstrim. Konformer – konformer hanya berbeda dalam rotasi atom – atom sekeliling ikatan tunggal. Sesungguhnya terdapat sejumlah yang tidak terbatas konformasi yang mungkin bagi suatu molekul. Salah satunya konformasi eklips (eclipsed conformation), dimana ikatan – ikatan C-H dari atom karbon yang satu tepat dibelakang ikatan C-H pada atom karbon yang lain jika dilihat sepanjang sumbu ikatan C-C. Pada konformasi stagger (staggered conformation), dapat melihat seluruh ikatan molekul jika dilihat sepanjang ikatan C-C.

Contoh konformasi (proyeksi Newman) yang lain, yaitu pada tugas Portofoilio yaitu:

1. Tentukan konformasi yang paling stabil dan ramalkan kondisi dan pelarut yang digunakan pada reaksi dibawah ini.

Jawab :

Dari soal diatas ini, dapat kita gambarkan proyeksi atau konformasi yang stabil dan tidak stabil.

Konformasi yang stabil :                                    

Konformasi yang tidak stabil :

Konformasi reaksi (Proyeksi Newman) diatas dilakukan pada suasana asam dengan penambahan H2SO4.

     Isomersime konformasi (Proyeksi Newman) adalah sebuah bentuk stereoisomerisme dari molekul-molekul dengan rumus struktural yang sama namunkonformasi yang berbeda oleh karena rotasi atom pada ikatan kimia. Konformer yang berbeda dapat saling berubah dengan melakukan rotasi pada ikatan tunggal tanpa memutuskan ikatan kimia. Keberadaan lebih dari satu konformasi, biasanya dengan energi yang berbeda, dikarenakan oleh rotasi hibridisasi orbital sp³ atom karbon yang terhalang. Isomerisme konformasi hanya terjadi pada ikatan tunggal karena ikatan rangkap dua dan rangkap tiga mempunyai ikatan pi yang menghalangi rotasi ikatan.

Tugas Portofolio 3

Tugas organik 3

Pada reaksi substitusi, kecenderungan  untuk bereaksi ketika pada atom c primer. Sedangkan pada reaksi eliminasi, reaksi yang terjadi melibatkan atom c tersier. Pembagian atom C dibagi menjadi 3, yaitu atom C primer, sekunder dan tersier. Pada atom C sekunder akan terjadi reaksi bersaing antara reaksi substitusi dan reaksi eliminasi. Reaksi yang manakah yang menggunakan atom C sekunder? apa yang menyebabkan ia tersubstitusi atau tereliminasi?

jawab :

Struktur alkil halida (substrat) :

 a. Jika substratnya merupakan halida primer, hasil substitusinya lebih unggul. Karena alkil halida primer sangat reaktif dalam reaksi SN2 dan kurang reaktif dalam reaksi E2, maka produk utama yang dihasilkan dibawah kondisi terjadinya reaksi SN2/E2 adalah berupa produk substitusi. Dengan kata lain, substitusi menang dalam Basa lewis sebagai nukleofil Alkil halida dengan - hydrogen + basa lewis Basa lewis sebagai basa bronsted Reaksi E2 (eliminasi) Reaksi S N 2 (substitusi) kompetisi. Contoh: Jika alkil halida primernya mempunyai halangan sterik (mempunyai substituen pada karbon-β), maka nukleofil akan sukar menyerang karbon-α. Sebagai hasilnya, eliminasi akan menang dalam kompetisi, sehingga produk eliminasi lebih dominan.

b. Jika substratnya berupa halida sekunder. Sebuah alkil halida sekunder dapat membentuk produk substitusi dan eliminasi dibawah kondisi reaksi SN2/E2. Jumlah relatif dari kedua produk tersebut tergantung pada kekuatan basa dan keruahan nukleofil/basa. Makin kuat dan meruah basa, makin besar persentase produk eliminasi. Contohnya, asam asetat (pK a = 4,76) merupakan asam yang lebih kuat daripada etanol (pK a = 15,9), maka ion asetat merupakan basa yang lebih lemah dibandingkan ion etoksida. Produk eliminasi merupakan produk utama yang terbentuk dari 2-kloropropana dengan basa kuat ion etoksida, dimana tidak ada produk eliminasi yang terbentuk ketika menggunakan basa lemah ion asetat.

c. Jika substratnya halida tersier, reaksi eliminasi jauh lebih unggul daripada reaksi substitusi, karena alkil halida tersier sedikit reaktif terhadap reaksi SN2 dan sangat reaktif terhadap reaski E2. Contoh: Jadi, dapat disimpulkan bahwa pengaruh substrat (alkil halida) terhadap kompetisi antara reaksi SN2 dan E2 yaitu: i. Alkil halida dengan jumlah alkil bersubstituen banyak pada karbon α memberikan hasil utama reaksi eliminasi. Sebagai akibatnya, alkil halida tersier memberikan lebih banyak elimnasi daripada alkil halida sekunder, dan lebih banyak lagi daripada alkil halida primer.

Reaksi Eliminasi Alkil Halida: Aturan Zaitsev

Assalamualakum Wr.Wb.

    Pada kesempatan kali ini saya ingin memberikan atau berbagi tentang apa itu “Reaksi Eliminasi”. Namun, sebelum kita membahas reaksi eliminasi ada baiknya kita mereview kembali kiriman saya minggu lalu tentang reaksi SN₂ dan SN₁ .

    Pada reaksi SN2 dan SN1, suatu substrat akan bereaksi dengan suatu reaktan dimana substratnya adalah alkil halida dan reaktannya adlah nukleofilik. Pada reaktan, reaktan SN2 merupakan nonpolar sedangkan reaktan SN1 merupakan reaktan polar. Dengan ukuran kepolaran tersebut kita dapat mengetahui pelarut mana yang digunakan sebagai pelarut dalam reaki SN2 dan SN1 ini. Jika suatu substrat bersifat nonpolar maka digunakanlah pelarut polar. Hal ini bertujuan agar alkil halida pada substrat dapat terbebas karena tidak dikepung oleh zat nonpolar tapi disekelilingnya adalah pelarut polar. Akibatnya alkil halida dapat bebas dan halngan steriknya rendah. Jika substrat nonpolar direaksikan dengan pelarut nonpolar maka akan menghalangi alik halida (X) dan sebaliknya. Ketika substrat melepaskan X (F, Cl, Br, I), X akan terpolarisasi oleh pelarut polar.

     Kepolaran suatu pelarut itu disebabkan oleh atom C primer, sekunder dan tersier (1ᵒ, 2ᵒ, 3ᵒ). Kepolarannya semakin kekanan semakin polar. Hal ini berarti atom C primer merupakan nonpolar sedangkan atom C tersier merupakan polar. Makin kompleks suatu senyawa maka akan semakin tidak polar. Keceapatan reaksi antara SN1 dan SN2 akan dijelaskan berdasarkan gambar dibawah ini:

     

     Pada gambar ditunjukkan bahwa reaksi SN2 memiliki ∆G yang lebih rendah dari pada reaksi SN1. Hal ini menyebabkan reaksi SN2 lebih cepat dari pada reaksi SN1. Reaksi SN2 lebih cepat daripada reaksi SN1 dikarenakan dua reaktan dan substrat saling bertumbukan yang menyebabkan energi aktivasi pada reaksi SN1 yang tinggi dan halangan steriknya rendah. Persamaan laju reaksinya sebagai berikut :

R= k [R][s]

    Pada reaksi SN1 berjalan lambat karena tumbukan yang terjadi tidak sempurna dan mempunyai halangan sterik yang besar serta nukleofil baru mulai mengikat reaktan. Persamaan laju reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

R = k [s]

Reaksi Eliminasi

   Pada reaksi eliminasi, molekul senyawa berikatan tunggal berubah menjadi senyawa berikatan rangkap dengan melepas molekul kecil. Jadi, eliminasi merupakan kebalikan dari adisi.

Reaksi Eliminasi Alkil Halida: Aturan Zaitsev

 Eliminasi adalah jalur alternatif ke substitusi

 Berlawanan dengan reaksi adisi

 Menghasilkan alkena

 Dapat berkompetisi dengan substitusi daN

    menurunkan jumlah produk, khususnya untuk SN1

Aturan Zaitsev untuk reaksi Eliminasi : Pada eliminasi HX dari alkil halida, produk alkena

yang lebih tersubstitusi adalah produk yang dominan.

Mekanisme reaksi Eliminasi

 Tatanama Ingold: E – “eliminasi”

 E1: pertama X- lepas membentuk karbokation

 suatu basa abstrak proton dari karbokation

 E2: Transfer terpadi proton ke suatu basa dan

    perginya gugus lepas

Reaksi Eliminasi dibagi menjadi dua yaitu reaksi E1 dan E2

a.    Reaksi E1 (Alkil Halida)

Reaksi E1 adalah reaksi eliminasi dimana suatu karbokation (suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi, yang dengan segera bereaksi lebih lanjut) dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dan menghasilkan sebuah alkena. Pada reaksi S_N1, salah satu cara karbokation mencapai produk yang stabil ialah dengan bereaksi dengan sebuah nukleofil. Karbokation adalah suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi. Karbokation memberikan kepada basa sebuah proton dalam reaksi eliminasi, dalam hal ini reaksi E1 menjadi sebuah alkena.

Tahap 1 (lambat)

Tahap pertama dalam reaksi eliminasi adalah tahap lambat dan merupakan tahap penentu laju dari reaksi keseluruhan. Suatu reaksi E1 yang khas menunjukkan kinetika order-pertama, dengan laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi alkil halide saja.

Tahap 2 (cepat)

Dalam tahap dua reaksi eliminasi, basa itu merebut sebuah proton dari sebuah atom karbon yang terletak berdampingan dengan karbon positif. Elektron ikatan sigma karbon hidrogen bergeser ke arah muatan positif, karbon itu mengalami Rehibridisasi dari keadaan sp³ ke keadaan sp², dan terbentuklah alkena. Karena suatu reaksi E1 berlangsung lewat zat antara karbokation, maka tidak mengherankan bahwa alkil halida tersier lebih cepat daripada alkil halida lain.

b.    Reaksi E2 (Alkil Halida)

Reaksi E2 (eliminasi bimolekular) ialah reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna. Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan basa kuat, seperti ^–OH dan ^–OR, dan temperatur tinggi. Secara khas reaksi E2 dilaksanakan dengan memanaskan alkil halida dengan K^+ -OH / Na^+ -OCH₂CH₃ dalam etanol. Reaksi E2 berjalan tidak lewat suatu karbokation sebagai zat-antara, melainkan berupa reaksi serempak (concerted reaction) yakni terjadi pada satu tahap, sama seperti reaksi S_N2.

1.                  Basa membentuk ikatan dengan hidrogen

2.                  Elektron-elektron C-H membentuk ikatan pi

3.                  Brom bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br.

Persamaan diatas menunjukkan mekanisme, dengan anak panah bengkok menyatakan “pendorongan elektron” (electron-pushing). Struktur keadaan transisi dalam reaksi satu tahap ini adalah : Dalam reaksi E2, seperti dalam reaksi E1, alkil halida tersier bereaksi paling cepat dan alkil halida primer paling lambat. (Bila diolah dengan suatu basa, alkil halide primer biasanya begitu mudah bereaksi substitusi, sehingga sedikit alkena terbentuk).

Perbandingan E1 dan E2

 Basa kuat dibutuhkan untuk E2 tapi tidak untuk E1

 E2 stereospesifik, E1 tidak

 E1 menghasilkan orientasi Zaitsev

Alkil halida mengalami berbagai reaksi berbeda yang berkompetisi, tergantig pada reaksi molekul dan kondisi. Berdasarkan polanya, dapat diprediksi produknya.

Cukup sekian artikel yang saya buat semoga bermanfaat bagi yang membacanya. Wassalamualaikum Wr.Wb.

Tugas Portofolio 1 dan 2

Tugas Portofolio Kimia Organik II

Prodi Pendidikan Kimia

2016

1.    Bagaimana Reaksi Ozonolisis menghasilkan aldehid dan keton? Jelaskan berdasarkan mekanismenya.

Jawab :

Reaksi ozonolisis merupakan salah satu reaksi oksidasi. Reaksi ini merupakan reaksi suatu zat dengan melibatkan ozon (O₃). Reaksi ozonolisis merupakan reaksi oksidasi pemutusan ikatan rangkap alkena menjadi keton dan aldehid. Ozonida pada hidrolisis dengan air dengan adanya zat pereduksi memberikan aldehida.

         Oksidasi alkena dengan ozon diikuti dengan dekomposisi ozonide dibentuk dengan air, disebut sebagai ‘ozonolysis’. Sifat produk (aldehid dan keton) terbentuk karena ozonolysis tergantung pada lokasi dari ikatan rangkap dalam alkena induk. Oleh karena itu, reaksi ini menyediakan cara yang sangat nyaman penempatan posisi ikatan ganda dalam molekul apapun. Berikut adalah mekanisme reaksi ozonolisis sehingga ia menghasilkan keton dan aldehida.

Untuk reaksi ozonolisis, pasti akan terjadi pemutusan rantai. Reaksi ini dibagi menjadi 2, yaitu ozonolisis reduktif dan oksidatif.

Dari gambar diatas, dapat kita simpulkan untuk reaksi ozonolisis reduktif (Zn, H₂O) akan menghasilkan produk hingga tingkat karbonil saja (Aldehid dan Keton) sedangkan untuk reaksi ozonolisis oksidatif (H₂O₂) akan menghasilkan produk hingga tingkat asam karboksilat jika memungkinkan. Sebagai tambahan, perlu kita ketahui bahwa ozon adalah zat reaktif yang bersifat karsogenik.

2.    Bagaimana proses reaksi brominasi?

Jawab :

Reaksi halogenasi adalah suatu reaksi alkana dengan unsur-unsur halogen (F, Cl, Br, I). Penaman  reaksi dari masing-masing unsur digunakan nama unsur tersendirinya, yaitu fluorinasi, klorinasi, brominasi dan ionisai. Reaksi halogenasi ini melibatkan sinar ultraviolet dan katalis CCl₄. Dalam tahapan reaksinya reaksi halogenasi ini membentuk suatu radikal. Radikal ini merupakan pembentukan suatu atom yang orbitalnya hanya berisi satu elektron (ẽ). Reaksi brominasi digunakan untuk membedakan golongan alkena dan alkana. Gas etena jika dilewatkan ke dalam air brom (berwarna cokelat kemerahan), maka akan bereaksi membentuk larutan 1,2-dibromoetana yang tidak berwarna. Alkana tidak mempengaruhi warna air brom ketika senyawa itu dilewatkan ke dalamnya. Mekanisme reaksi halogenasi ini meliputi tahap inisiasi, propagasi dan terminasi. Reaksi berikut dikhususkan untuk reaksi brominasi. (Pada reaksi ini berlaku hukum Markovnikov ”Atom H dari asam halida ditangkap oleh C berikatan rangkap yang mengikat atom H lebih banyak atau gugus alkil yang lebih kecil).

Berikut akan dijelaskan mekanisme reaksi brominasi dengan persamaan reaksi berikut:

CH₃--CH₃  +  Br₂  à CH₃-CH₃-Br  + HBr

a.         Tahap Inisiasi

Tahap ini merupakan tahap dimana unsur halogen (F, Cl, Br, I) membentuk radikal-radikal.

Contoh : Br₂ à Brᵒ + Br ᵒ

b.         Tahap Propagasi

Tahap ini merupakan tahap dimana terjadi penyerangan radikal terhadap suatu molekul.

Contoh :

CH₃-CH₂-H  + Br ᵒ  à CH₃-CH₂ ᵒ  + HBr

CH₃-CH₂ ᵒ  + Br₂  à CH₃-CH₂-Br + Br ᵒ

c.         Tahap Terminasi

Tahap ini merupakan tahap terakhir dalam reaksi halogenasi (brominasi) dan terjadi penggabungan radikal-radikal pada tahap sebelumnya.

Brᵒ + Br ᵒ à Br₂

CH₃-CH₂ ᵒ   + Br ᵒ à CH₃-CH₂-Br

CH₃-CH₂ ᵒ   + CH₃-CH₂ ᵒ   à CH₃-CH2-CH2-CH₃

Hᵒ +  Br ᵒ à HBr

3.    Jelaskan teori-teori asam-basa dan hubungannya dengan reaksi alkil halida dengan nukleofilik dan basa?

Jawab :

Teori asam dan basa Arrhenius

Teori :

• Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen ( H⁺) dalam larutan.
•  Basa adalah zat yang menghasilkan ion hidroksida (OH^-) dalam larutan.

Contoh reaksi larutan asam :

HCl ---> H⁺ + Cl^-

H₂SO₄ ---> 2 H⁺ + SO₄^2-

Contoh reaksi larutan basa :

NaOH ---> Na⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ ---> Ca²⁺ + 2 OH^-

Penetralan terjadi karena ion hidrogen (H⁺) dan ion hidroksida (OH^-) bereaksi untuk menghasilkan air.

Dalam reaksi lengkapnya penetralan asam dengan basa atau sebaliknya basa dengan asam akan menghasilkan garam dan air (H2O). Sebagai contoh adalah Natrium hidroksida (basa) yang dinetralkan dengan Asam Klorida (asam) sebagai berikut :

Pada reaksi Natrium hidroksida di atas, ion hidrogen dari Asam klorida bereaksi dengan ion hidroksida dari natrium hidroksida menghasilkan air - sejalan dengan teori Arrhenius. Demikian juga pada berbagai reaksi penetralan yang lain. Namun ada pengecualian yakni pada kasus Amonia (NH3) yang direaksikan dengan asam klorida sebagai berikut :

Dalam reaksi di atas amonia sama sekali tidak menghasilkan hidroksida (OH^-) sehingga reaksi diatas tidak terbentuk air. Kalau begitu mengapa amonia dapat digolongkan sebagai basa ? hal itu karena amonia dengan air akan terjadi reaksi sebagai berikut :

Dari reaksi di atas terlihat amonia yang bereaksi dengan air akan menghasilkan ion ammonium (NH4⁺) dan hidrpksida (OH^-).

Teori asam dan basa Bronsted-Lowry

Teori

·         Asam adalah donor proton (ion hidrogen).

·         Basa adalah akseptor proton (ion hidrogen).

Hubungan antara teori Bronsted-Lowry dan teori Arrhenius

Teori Bronsted-Lowry tidak berlawanan dengan teori Arrhenius - Teori Bronsted-Lowry merupakan perluasan teori Arrhenius. Bila dalam teori Arrhenius NaOH digolongkan sebagai basa karena melepaskan OH^- maka dalam teori Bronsted-Lowry NaOH digolongkan sebagai basa karena OH^- yang dihasilkan dalam penguraian NaOH mampu menerima H⁺ (proton) dan membentuk H2O (air).

Dari gambaran di atas terlihat yang berfungsi sebagai asam adalah H3O⁺ (ion hidroksonium) karena mampu melepaskan/mendonorkan H⁺ sehingga setelah melepas H⁺ berubah senjadi air (H2O). Sedangkan yang berfungsi sebagai basa adalah OH^- (ion hidroksida) karena mampu menerima/akseptor ion H⁺ sehingga berubah jadi air (H2O). Dengan teori Bronsted-Lowry ini untuk membuktikan bahwa amonia (NH3) berperan sebagai basa dalam reaksi antara amonia dan asam klorida. Kita tidak perlu melihat reaksi antara amonia (NH3) dengan air untuk melihat ion hidroksida yang dihasilkan.

NH3 berperan sebagai asam karena mampu menerima H⁺ dan HCl berperan sebagai asam karena mampu memberikan H⁺

Pasangan konjugasi

Ketika suatu asam/basa larut dalam air akan terurai menjadi ion-ionnya.

Secara umum asam yang bereaksi dengan air akan menghasilkan H3O⁺ (ion hidroksonium) yang bermuatan positif dan sisa asam yang bermuatan negatif (A^-). A^- dapat berwujud CH3COO^-, Cl^-, Br^- dll.

           

            Teori asam dan basa Lewis

Teori ini memperluas pemahaman anda mengenai asam dan basa.

Teori

·         Asam adalah akseptor pasangan elektron.

·         Basa adalah donor pasangan elektron.

Hubungan antara teori Lewis dan teori Bronsted-Lowry

Basa Lewis adalah donor (penyumbang) pasangan elektron. Hal yang paling mudah untuk melihat hubungan tersebut adalah dengan meninjau dengan tepat mengenai basa Bronsted-Lowry, menurut Bronsted-Lowry suatu zat disebut basa ketika mampu menerima ion hidrogen. Tiga contoh basa menurut Bronsted-Lowry adalah ion hidroksida, amonia dan air (saat direaksikan dengan asam), dan ketiganya bersifat khas.

Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. Dalam contoh reaksi2 basa di atas bila OH^-, NH3 dan H2O berperan sebagai basa maka H⁺ yang menerima pasangan elektronnya disebut sebagai asam. 

Dalam reaksi di atas amonia (NH3) yang menyumbangkan pasangan elektron bertindak sebagai basa sedangkan BF3 yang menerima pasangan elektron bertindak sebagai asam. Pada teori Bronsted-Lowry, BF3 tidak sedikitpun disinggung menganai keasamannya.

           

Pada kimia organik maupun anorganik, substitusi nukleofilik adalah suatu kelompok dasar reaksi substitusi, dimana sebuah nukleofil yang "kaya" elektron, secara selektif berikatan dengan atau menyerang muatan positif dari sebuah gugus kimia atau atom yang disebut gugus lepas (leaving group). Spesies yang bertindak sebagai penyerang adalah nukleofil ( basa Lewis), yaitu spesies yang dapat memberikan pasangan elektron ke atom lain untuk membentuk ikatan kovalen. Perubahan yang terjadi pada reaksi ini pada dasarnya adalah: suatu nukleofil dengan membawa pasangan elektronnya menyerang substrat (molekul yang menyediakan karbon untuk pembentukan ikatan baru), membentuk ikatan baru dan salah satu substituen pada atom karbon lepas bersama berpasangan elektronnya.

4.    Bagaimana struktur ikatan HClO?

Jawab :

5.    Cari reaksi (siklus walden) yang lain yang tidak merubah orientasi.

Jawab :

6.    Apa ide besar dibalik reaksi SN₁ sehingga halida bisa disingkirkan?

Jawab :

Reaksi S_N1 adalah sebuah reaksi substitusi dalam kimia organik. S_N1 adalah singkatan dari substitusi nukleofili dan "1" memiliki arti bahwa tahap penetapan laju reaksi ini adalah reaksi molekul tunggal. Reaksi ini melibatkan sebuah zat antara karbokation dan umumnya terjadi pada reaksi alkil halida sekunder ataupun tersier, atau dalam keadaan asam yang kuat, alkohol sekunder dan tersier. Dengan alkil halida primer, reaksi alternatif S_N2 terjadi. Dalam kimia anorganik, S_N1 dirujuk sebagai mekanisme disosiatif.mekanisme reaksi ini pertama kali diajukan oleh Christopher Ingold, dkk. pada tahun 1940.

Mekanisme reaksi S_N1 cenderung mendominasi ketika atom karbon pusat dikelilingi oleh gugus-gugus yang meruab karena gugus-gugus tersebut menyebabkan rintangan sterikuntuk terjadinya reaksi S_N2. Selain itu, substituen yang meruab pada karbon pusat juga meningkatkan laju pembentukan karbokation oleh karena terjadinya pelepasan terikan sterik yang terjadi. Karbokation yang terbentuk juga distabilkan oleh stabilisasi induktif dan hiperkonjugasi yang berasal dari gugus alkil yang melekat pada karbon. Postulat Hammond-Leffler mensugestikan bahwa hal ini juga akan meningkatkan laju pembentukan karbokation. Oleh karena itu, mekanisme reaksi S_N1 mendominasi pada reaksi di pusatalkil tersier dan juga terlihat pada reaksi di pusat alkil sekunder dengan keberadaan nukleofil lemah.

Mekanisme SN1 dalah proses dua tahap. Pada tahap pertama, ikatan antara karbon dengan gugus pergi putus. 

Gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron, dan terbentuklah ion karbonium.   Pada tahap kedua (tahap cepat), ion karbonium bergabung dengan nukleofil membentuk produk  

Pada mekanisme SN1, substitusi terjadi dalam dua tahap. Notasi 1 digunakan sebab pada tahap lambat hanya satu dari dua pereaksi yang terlibat, yaitu substrat. Tahap ini sama sekali tidak melibatkan nukleofil. 

Berikut ini adalah ciri-ciri suatu reaksi yang berjalan melalui mekanisme SN1: 

1. Kecapatan reaksinya tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil. Tahap penentu kecepatan reaksi adalah tahap pertama di mana nukleofil tidak terlibat. 

2. Jika karbon pembawa gugus pergi adalah bersifat kiral, reaksi menyebabkan hilangnya aktivitas optik karena terjadi rasemik. Pada ion karbonium, hanya ada a gugus yang terikat pada karbon positif. Karena itu, karbon positif mempunyai hibridisasi sp2 dan berbentuk planar. Jadi nukleofil mempunyai dua arah penyerangan, yaitu dari depan dan dari belakang. Dan kesempatan ini masing-masing mempunyai peluang 50 %. Jadi hasilnya adalah rasemit. Misalnya, reaksi (S)-3-bromo-3-metilheksana dengan air menghasilkan alkohol rasemik. 

X yang melalui mekanisme SN1 akan berlangsung cepat jika R merupakan struktur tersier, dan lambat jika R adalah struktur primer. Hal ini sesuai dengan urutan kestabilan ion karbonium, 3o-Spesies antaranya (intermediate species) adalah ion karbonium dengan geometrik planar sehingga air mempunyai peluang menyerang dari dua sisi (depan dan belakang) dengan peluang yang sama menghasilkan adalah campuran rasemik Reaksi substrat R > 2o >> 1o.