Resonansi (kimia)
Dalam kimia, resonansi atau mesomerisme[1] merupakan penggunaan dua atau lebih struktur Lewis untuk menggambarkan molekul tertentu. Struktur resonansi adalah salah satu dari dua atau lebih struktur Lewis untuk satu molekul yang tidak dapat dinyatakan secara tepat dengan hanya menggunakan satu struktur Lewis. Tanda panah dua arah menyatakan bahwa struktur-struktur yang diberikan merupakan struktur resonansi.[2]
Masing-masing struktur resonan dapat melambangkan struktur Lewis, dengan hanya satu ikatan kovalen antara masing-masing pasangan atom. Beberapa struktur Lewis digunakan bersama-sama untuk menjelaskan struktur molekul. Namun struktur tersebut tidak tetap, melainkan ada sebuah osilasi antara ikatan rangkap dengan elektron, saling berbolak-balik. Maka dari itu disebut dengan resonansi. Struktur yang sebenarnya mungkin saja adalah peralihan dari dua struktur resonan. Bentuk peralihan (intermediet) dari struktur resonan disebut dengan hibrida resonan.[3]
Sifat
suntingMolekul atau ion yang dapat beresonansi mempunyai sifat-sifat berikut:
- Dapat dituliskan dalam beberapa struktur Lewis yang disebut dengan struktur resonan. Tetapi tidak satupun struktur tersebut melambangkan bentuk asli molekul yang bersangkutan.
- Di antara struktur yang saling beresonansi bukanlah isomer.
- Masing-masing struktur struktur Lewis harus mempunyai jumlah elektron valensi dan elektron tak berpasangan yang sama.[4]
- Ikatan yang mempunyai orde ikatan yang berbeda pada masing-masing struktur tidak mempunyai panjang ikatan yang khas.
- Struktur yang sebenarnya mempunyai energi yang lebih rendah dibandingkan energi masing-masing struktur resonan.[3]
Struktur resonansi
suntingPosisi elektron dapat diubah-ubah untuk menghasilkan struktur resonansi yang lain, tanpa mengubah posisi atom-atomnya. Dengan kata lain, atom-atom yang saling berikatan harus tetap dalam semua struktur resonansi untuk satu spesi tertentu. Akhirnya, perhatikan bahwa walaupun suatu ion atau senyawa dapat digambarkan secara lebih akurat dengan menyertakan dengan menyertakan semua struktur resonansinya, tetapi supaya sederhana biasanya hanya satu struktur Lewis saja yang dipergunakan.[2]
Panjang ikatan
sunting
Membandingkan dua struktur yang memberikan kontribusi pada benzena, seluruh ikatan tunggal dan rangkap dua saling dipertukarkan. Panjang ikatan dapat diukur, misalnya menggunakan difraksi sinar-X. Rata-rata panjang dari suatu ikatan tunggal C–C adalah 154 pm; ikatan rangkap dua C=C adalah 133 pm. Dalam sikloheksatriena terlokalisasi, ikatan karbon–karbon seharusnya berada pada panjang 154 dan 133 pm. Namun, seluruh ikatan karbon–karbon dalam benzena ditemukan sekitar 139 pm, suatu panjang ikatan intermediet antara ikatan tunggal dan rangkap dua. Karakter campuran pada ikatan tunggal dan rangkap dua (atau ikatan rangkap tiga) adalah khas untuk semua molekul di mana ikatan memiliki orde ikatan yang berbeda dalam struktur berkontribusi yang berbeda. panjang ikatan dapat dibandingkan menggunakan orde ikatan. Misalnya, dalam sikloheksana orde ikatannya adalah 1 sedangkan dalam benzena adalah 1 + (3 ÷ 6) = 1 ½. Akibatnya, benzena memiliki lebih banyak karakter ikatan rangkap dan karenanya memiliki panjang ikatan lebih pendek dari sikloheksana.
Delokalisasi muatan
sunting
Dalam kasus ion adalah hal biasa untuk berbicara mengenai muatan terdelokalisasi (delokalisasi muatan). Contoh muatan terdelokalisasi dalam ion dapat ditemukan pada gugus karboksilat, dimana muatan negatif berpusat merata pada dua atom oksigen. Delokalisasi muatan dalam anion merupakan faktor penting yang menentukan reaktivitasnya (umumnya: semakin tinggi tingkat delokalisasi, semakin rendah reaktivitasnya) dan, khususnya, kekuatan asam pada asam konjugat mereka. Sebagai aturan umum, semakin baik muatan terdelokalisasi dalam anion, semakin kuat asam konjugasinya. Misalnya, muatan negatif dalam anion perklorat (ClO−4) didistribusikan secara merata di antara atom oksigen yang berorientasi simetris (dan sebagian darinya juga disimpan oleh atom klor pusat). Delokalisasi muatan yang sangat baik ini dikombinasikan dengan tingginya jumlah atom oksigen (empat) dan tingginya elektronegativitas pada atom klor pusat yang menyebabkan asam perklorat menjadi salah satu asam terkuat yang diketahui dengan nilai pKa sebesar −10.[5] Besarnya delokalisasi muatan dalam anion dapat secara kuantitatif dinyatakan melalui parameter WAPS (rata-rata sigma positif tertimbang)[6] dan parameter analog WANS (rata-rata sigma negatif tertimbang)[7][8] yang digunakan pada kation.
| Senyawa | WAPS × 105 | Senyawa | WANS × 105 |
|---|---|---|---|
| (C2F5SO2)2NH | 2.0[9] | Trifenilfosfin | 2.1[7] |
| (CF3)3COH | 3.6[9] | Fenil tetrametilguanidin | 2.5[7] |
| Asam pikrat | 4.3[6] | Tripropilamina | 2.6[7] |
| 2,4-Dinitrofenol | 4.9[6] | MTBD (7-Metil-triazabisiklodekena) | 2.9[8] |
| Asam benzoat | 7.1[6] | DBU (1,8-Diazabisikloundek-7-ena) | 3.0[8] |
| Fenol | 8.8[9] | TBD (Triazabisiklodekena) | 3.5[8] |
| Asam asetat | 16.1[6] | N,N-Dimetilanilina | 4.7[7] |
| HI | 21.9[9] | Piridina | 7.2[7] |
| HBr | 29.1[9] | Anilina | 8.2[7] |
| HCl | 35.9[6] | Propilamina | 8.9[7] |
Nilai WAPS dan WANS dinyatakan dalam e/Å4. Nilai yang lebih besar mengindikasikan muatan lebih terlokalisasi dalam ion tersebut.
Lihat pula
sunting
Referensi
sunting- ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, edisi ke-2 ("Buku Emas") (1997). Versi koreksi daring: (2006–) "Mesomerism".
- ^ a b Chang, R. 2004. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid 1 / Edisi Ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga. Hal. 274
- ^ a b Ilmu Kimia. http://www.ilmukimia.org/2013/05/resonansi.html
- ^ Pauling, Linus (July 29, 1946), Resonance (Manuscript for publication in Encyclopædia Britannica), hlm. 13
- ^ Sellers, Kathleen; Weeks, Katherine; Alsop, William R.; Clough, Stephen R.; Hoyt, Marilyn; Pugh, Barbara (2006). Perchlorate: Environmental problems and solutions. CRC Press. hlm. 16. ISBN 0-8493-8081-2.
- ^ a b c d e f Kaupmees, K.; Kaljurand, I.; Leito, I. (2010). "Influence of Water Content on the Acidities in Acetonitrile. Quantifying Charge Delocalization in Anions". J. Phys. Chem. A. 114: 11788–11793. doi:10.1021/jp105670t.
- ^ a b c d e f g h Kaupmees, K.; Kaljurand, I.; Leito, I. (2014). "Influence of Water Content on Basicities in Acetonitrile". J. Sol. Chem. 43: 1270–1281. doi:10.1007/s10953-014-0201-4.
- ^ a b c d Kaupmees, K.; Trummal,, A.; Leito, I. (2014). "Basicities of Strong Bases in Water: A Computational Study". Croat. Chem. Acta. 87: 385–395. doi:10.5562/cca2472.
- ^ a b c d e Raamat, E.; Kaupmees, K.; Ovsjannikov, G.; Trummal, A.; Kütt, A.; Saame, J.; Koppel, I.; Kaljurand, I.; Lipping, L.; Rodima, T.; Pihl, V.; Koppel, I. A.; Leito, I. (2013). "Acidities of strong neutral Brønsted acids in different media". J. Phys. Org. Chem. 26: 162–170. doi:10.1002/poc.2946.
Pranala luar
sunting- Goudard, N.; Carissan, Y.; Hagebaum-Reignier, D.; Humbel, S. (2008). "HuLiS : Java Applet − Simple Hückel Theory and Mesomery − program logiciel software" (dalam bahasa Prancis). Diakses tanggal 29 Oktober 2010.
- Resonansi dalam Ilmukimia.org