STEREOKIMIA

STEREOKIMIA

Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relative terhadap yang lain. Tiga aspek stereokimia yaitu:

1.    Isomer Geometric dalam Alkena dan Senyawa Siklik

a.    Isomer Geometric dalam Alkena

Keisomeran geometri atau disebut juga keisomeran cis- trans. Keisomeran geometri diakibatkan oleh ketegaran dalam molekul, dan hanya dijumpai pada senyawa alkena dan senyawa siklik. Molekul bukanlah partikel statis yang berdiam diri. Mereka bergerak, bergasing, memutar dan membengkokkan diri. 

Biasanya struktur suatu alkena ditulis seakan-akan atom-atom karbon sp² dan atom-atom yang terikat pada mereka terletak semuanya pada bidang kertas.

Pada gambar tertera suatu struktur dengan dua atom Cl (satu pada tiap karbon sp²) pada satu sisi dari ikatan pi dan dua atom H pada sisi yang lain. Dua gugus yang terletak pada sisi ikatan pi disebut cis sedangkan gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut trans. Seperti contoh:

Persyaratan isomer geometri dalam alkena adalah bahwa tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan mengikat dua gugus yang berlainan, misalnya H dan Cl, CH₃ dan Cl. Jika salah satu atom karbon berikatan rangkap itu mempunyai dua gugus identik, misalnya dua atom H atau dua gugus CH₃, maka tak mungkin terjadi isomer geometri

·         System Tata Nama E dan Z

Jika tiga atau empat gugus yang terikat pada atom-atom karbon suatu ikatan rangkap berlainan, maka akan diperoleh sepasang isomer geometri.

System E dan Z didasarkan pada suatu pemberian prioritas kepada atom atau gugus yang terikat pada masing-masing atom atau gugus yang berprioritas tinggi berada dalam sisi yang berlawanan, maka isomer tersebut adalah E. jika atom atau gugus berprioritas tinggi  itu berada dalam satu sisi, maka disebu Z. huruf E berasal dari bahasa jerman yang memilik arti bersebrangan sedangkan Z artinya bersama-sama.

·         Aturan deret

Penentuan prioritas oleh nomor atom saja tak dapat menangani semua kasus. Aturan deret untuk urutan prioritas:

1.    Jika atom-atomnya yang dipermasalahkan berbeda-beda, maka urutan deret ditentukan oleh nomor atom. Atmo dengan nomor atom tinggi memperoleh prioritas

2.    Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama lain, maka isotop sengan nomkr massa tinggi memperoleh prioritas

3.    Jika kedua atom itu idenik. Maka nomor atom dari atom-atom berikutnya digunaan untuk memberikan prioritas

4.    Atom-atom yang terikt oleh ikatan rangkap atau ikatan ganda tiga diberi kesetaraan iakatan tunggal, sehingga atom-atom tersebut dapat diperlakukan sebagai gugus-gugus berikatan tunggal.

b.    Keisomeran Geometri Dalam Senyawa Siklik

Atom-atom yang bergabung dalam suatu cncin tidak bebas berotasi mengelilingi ikatan-ikatan sigma dari cincin itu. Rotasi mengelilingi ikatan-ikatan sigma dari cincin itu. Rotasi mengelilingi ikatan-ikatan sigma cincin akan memutus agar atom-atom atau gugus –gugus yang terikat, melewati cincin itu. Tetapi gaya tolak van der Waals menghalangi terjadinya gerakan ini, kecuali jika cincin erdiri dari sepuluh atom krbon atau lebih.

Diandaikan atom-atom karbon suatu struktur lingkar (siklik) seperti sikloheksana membentuk bidang datar. 

    Setiap atom karbon dalam cincin sikloheksana terikat paa atom-atom karbon tetangganya dan pada dua atom atau gugus lainnya. Ikatan pada dua atom atau gugus lain dinyatakan oleh garis-garis vertical. Suatu gugus yang terikat pada ujung atas garis vertical dikatakan berada di atas bidang cincin, dan gugus yang terikat pada ujung bawah garis vertical itu dikatakan berada dibawah bidang cincin.

Ada cara lain untuk menunjukkan bagaimana atom gugus terikat pada cincin ialah dengan menggunakan baji (wedge) patah-patah untuk menunjukkan suatu atom atau gugus dibawah bidang cincin dan suatu ikatan garis tebal atau suatu baji untuk menyatakan bahwa suatu gugus berada diatas.

Penggambaran subtituen berada di atas biang atau di bwah bidang hanya benar representatasi suatu struktur. Suatu molekul dapat jungkir balik dengan ruang dan penggambarannya pun harus dibalik.

2.    Konformasi Rantai Terbuka

Dalam senyawa rantai terbuka gugus-gugus yang terikat olwh ikatan sigma dapat berotasi mengelilingi ikatan itu. Oleh karena itu atom-atom dalm suatu molekul rantai terbuka dapat memiliki tak terhingga banyak posisi di dalam ruang relative satu terhadap yang lain.

Untuk mengemukakan konformasi digunakan tiga rumus yaitu rumus dimensionl, rumus bola dan pasak dan proyeksi newman. Rumus bola pasak dan rumus dimensional adalah representasi tiga dimensi dari model molekul suatu senyawa. Suatu proyeksi newman adalah pandangan ujung ke ujung dari dua atom karbon saja dalam molekul itu. Ikatan yang mengubungkan kedua atom ini tersembunyi ketiga ikatan dari karbon depan tampak menuju ke pusat proyeksi, dan ketiga ikatan dari karbon belakang hanya tampak sebagian

Konformasi yang bebeda-beda disebut conformer. Karena conformer dapat dengan mudah diubh satu menjadi yang lain, biasanya mereka tak dapat diisolasi satu bebas sari yang lain, seperti isomer structural. Dalam rumus-rumus etana dari 3-klorol-1-propanol, telah diperagakan konforme goyang, dalam mana atom-atom hydrogen atau gugus-gugusterpisah sejauh mungkin satu dari yang lain.

Konformasi eklips dari etana kir-kira 3kkal/mol kurang stabil lebi tinggi energinya dibandingkan dengan conformer goyang, karena adanya tolak-menolak antara electron-elektron ikatan dan atom-atom hydrogen. Untuk berotasi daro konformasi goyang ke konformasi eklips satu mol molekul etana memerlukan 3 kkal energy. Karena pada temperature kamar jumah energy ini mudah diperoleh, maka rotasi itu dapat berlangsung dengan mudah, inilah sebabnya konformasi yang berbeda-beda bukanlah ismer. Tetapi, meskipun konformasi-konformasi etana mudah dipertukarkan pada temperature kamar, pada saat kapan saja sebagian besar moleku etana brada dalam konformasi goyang karena energinya lebih rendah.

Butane dapat memilkii konformasi eklips dan goyang.

3.    Kiralitas

Obyek apa saja yang tak dapaat diimpikan pada bayangan cermin dikatakan kiral. Kiral berasal dai bahasa yunani yaitu chiral yang artinya tangan. Tangan, sarung tangan dan sepatu itu adalah kiral. Asas-asas yang sama dengan kekanankirian juga berlaku untuk molekul. Sebuah molekul yang tak dapat diimpitkan pada bayangan cerminnya adalah kiral. 

a.    Atom karbon kiral

Cirri struktur yang sangat lazim tetapi bukan satu-satunya cirri yang menyebbkan terjadinya kiralitas dalam molekul ialah bahwa molekul itu mengandung sebuah atom karbon sp³ dengan 4 gugus yang berlainan. Molekul semcam itu bersifat kiral dan dijumpai sebagai sepasang enatiomer. Karena hal ini, maka sebuah atom karbon dengan 4 gugus yang berlainan disebut atom karbon asimetrik atau atom karbon kiral.

Untuk mencari sebuah atom kiral, haruslah ditetapkan bahwa keempat gugus yang terikat pada karbon sp³ itu berlainan. Dalam banyak hal masalah itu sederhana sekali, misalnya, jika pada karbon itu terikat dua tom atau lebih atom H (-CH₂ atau CH₃), maka karbon itu tidak mungkin kiral.