EFEK INDUKSI

EFEK INDUKSI

Faktor yang mempengaruhi hubungan antara sruktur dan reaktivitas secara intramolekuler antara lain :

Mesomeri atau resonansi

Efek sterik

Ikatan hydrogen

Efek induksi adalah suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu molekul (lewat ikatan sigma), dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I+ dan I-. Dikatakan I+ jika subtituen yang terikat mendorong elektron (melepaskan elekton), I- jika subtituen yang terikat menarik elektron (mengambil elektron).

a)      Efek induksi adalah pengaruh distribusi elektron pada ikatan sigma.

b)      Sifat induksi terjadi karena adanya perbedaan keelektronegatifan

c)      Sifat induksi yang dimiliki suatu senyawa, mempengaruhi reaktivitas molekul senyawa organik tersebut, misalnya senyawa asam karboksilat akan mempengaruhi sifat keasaman senyawa asam karboksilat

d)     Senyawa asam karboksilat antara asam asetat dengan asam a-kloro asetat, sifat keasaman kedua senyawa akan berbeda, dimana gugus metil CH₃ pada asam asetat bersifat I₊ sehingga atom C pada gugus karboksilat lebih bermuatan positif, sehingga H+ dari asam asetat sulit lepas daripada asam a-kloro asetat.

e)      Jika H⁺ susah lepas maka keasaman akan berkurang (Ka kecil) dan pKa besar. Gugus Cl pada posisi a pada asam a-kloro asetat bersifat sebagai penarik –I (penarik elektron) sehingga atom C pada gugus karboksilat kurang bermuatan positif sehingga H+ dari asam asetat mudah lepas maka keasaman akan bertambah dan pKa semakin kecil .

f)       Asam metanoat lebih asam dari asam etanoat karena  pada asam etanoat terdapat gugus metil yang mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma  (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif makin negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih lemah. 

g)      Gugus CH3  mempunyai efek induksi mendorong elektron, diberi simbol +I.

h)      Asam alfamonoflouroetanoat lebih asam dari asam metanoat karena pada  asam alfa monoflouroetanooat terdapat gugus F yang mempunyai kemampuan menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma sehingga atom O menjadi relatif makin positif, akibatnya atom H makin mudah lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih kuat.

i)        Gugus F mempunyai efek induksi menarik elektron diberi simbol –I.

j)        + I  menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk mendorong/menolak elektron lebih kuat dari atom H

k)      -I  menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk  menarik elektron lebih kuat dari atom H

l)        Efek induksi bekerja melalui ruang dan ikatan sigma. Makin jauh letak gugus/atom yang memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap polarisai ikatan.

Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom tak sejenis, pasangan elektron yang membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi secara merata diantara kedua atom. Elektron memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit atapun banyak ke arah atom yang lebih elektronegatif dari keduanya .

Faktor-faktor yang dapat meningkatkan kestabilan anion berarti akan menaikkan keasaman, dan faktor-faktor yang mengurangi kestabilan anion akan menyebabkan penurunan keasaman suatu asam karboksilat. Apabila ada gugus yang terkait pada alkil dari asam karboksilat bersifat menarik elektron, maka efek induktif akan diteruskan ke semua atom, oksigen dari hidroksida pada asam menjadi relatif lebih postif,  hidrogen mudah lepas, keasaman karboksilat bertambah.

faktor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relatif terhadap asamnya.

 

Pergeseran elektron secara  permanen sepanjang cincin terjadi jika atom atau gugus  dengan kelektronegatifan yang berbeda dengan atom karbon cincin disebut efek induksi. Elektron tertarik ke arah Cl, disebut juga –I.Jika kelektronegatifan atom atau gugus yang terikat pada rantai karbon lebih kecil dari atom karbon, maka pergeseran elektron menjauhi gugus sepanjang rantai, yang dikenal sebagai efek induksi  (+I). Efek induktif merupakan efek permanen dan menurun dengan cepat seiring pertambahan jarak dari sumber.

Beberapa gugus yang menunjukkan efek induktif

1.      I effect: –NO2 > –F > –Cl > –Br > –I > –OCH3 > –C6H5

2.      + I effect: –C(CH3)3 > –C(CH3)2 > –C2H5 > –CH3.

Efek induksi:

1.      kemampuan suatu atom untuk menolak atau menarik elektron dibandingkan atom H

          2.   Efek induktif dapat menjelaskan perbedaan antara kekuatan asam antara etilamina (pKa ~ 40) dan amonia (pKa ~ 33).

          3.      Nilai pKa menunjukkan bahwa keasaman amonia lebih kuat  dari etilamina. Pada kasus ini efek  induksi adalah efek pendorong elektron.

          4.      Gugus alkil pada etilamina meningkatkan muatan negatif basa konyugasi , sehingga mendestabilisasinya, membuat etilamina lebih lemah keasamannya dibanding amonia

        5.      Suatu asam yang memiliki gugus penarik elektron (-I) akan mempebesar keasamannya

CH₃COOH    pKa = 4,8    FCH₂COOH     pKa = 2,66

FCH₂COOH     pKa 2,66        ClCH₂COOH    pKa 2,8

Bandingkan

ClCH₂COOH    pKa 2,86

Cl₂CHCOOH    pKa 1,30

Cl₃CCOOH       pKa  0,65

Makin banyak gugus –I makin kuat keasaman

Bandingkan

ClCH₂COOH          pKa 2,86

ClCH₂CH₂COOH    pKa 4,00

       6.      Makin jauh letak gugus –I, maka pengaruhnya pada keasaman makin kecil.

       7.      Apabila suatu asam memiliki gugus penolak elektron (+I), maka asam tersebut akan berkurang keasamannya:

HCOOH      pKa = 3,77      CH₃COOH  pKa = 4,8.

       8.      Makin kuat gugus +I makin besar kebasaanya, makin kecil keasamannya

^-O₂-CH₂COOH   pKa = 5,69    CH₃CH₂COOH  pKa = 4,88.

       9.      Makin banyak  gugus +I tersebut, makin besar kebasaanya dan kecil keasamannya:

CH₃COOH  pKa = 4,8       (CH₃)₃COOH  pKa = 5,05.

      10.  Makin jauh jarak gugus +I tersebut dari gugus COOH, makin besar keasamannya:

^-O₂C-CH₂COOH   pKa = 5,69  ^-O₂C(CH₂)₄COOH  pKa = 5,41.

      11.  Suatu basa  akan bertambah kuat jika memiliki gugus +I

NH3           CH3NH2                    (CH3)2NH

pKa        4,75              3,34                               3,29

        12.  Sebaliknya akan berkurang bila memiliki gugus –I

pKa  = 9,36

sumber

https://dailychemist.wordpress.com/2016/01/11/evaluasi-dan-jawaban-dasar-kimia-organik/

Solomons, W.Graham.2009. “Organic Chemistry 11^th edition”. Pacific Layheran University

Wikipedia.com