STEREOKIMIA

ISOMER GEOMETRI DALAM ALKENA

Jenis isomer ini hanya terdapat pada senyawa alkena dan senyawa siklik. Ikatan rangkap terjadi dari satu ikatan sigma dan satu ikatan phi. Dengan adanya ikatan maka molekul menjadi terkunci hanya dalam satu posisi. Dua atom karbon yang berikatan rangkap CC dan keempat atom yang terikat padanya terletak dalam satu bidang datar dan menempati posisi yang tepat. Rotasi pada sumbu ikatan CC tidak bisa terjadi lagikarena dapat memutuskan ikatan .

                Untuk menentukan pemberian awalan cis atau trans, maka perlu diadakan pembedaan gugus/atom C-sp². Ada yang dianggap besar, karena mempunyai nomor atom lebih tinggi atau bentuk ruang yang lebih besar, dan ada pula yang dianggap kecil karena mempunyai nomor atom lebih rendah atau bentuk ruang yang lebih kecil.

                Bila kedua gugus/atom sama dan terletak pada kedua atom C- sp² yan berbeda, atau bila satu pasang atom/gugus sama sedangkan satu pasang atom/gugus yang lain berbeda dan terletak pada sisi yang sama, maka disebut sebagai isomer cis. Sebaliknya, bila kedua gugus/atom sama, atau bila satu pasang atom/gugus sama sedangkan satu pasang atom/gugus yang lain berbeda dan terletak pada sisi yang berbeda sehingga membentuk posisi diagonal/silang, maka disebut sebagai isomer trans.

                Kedua isomer cis-trans mempunyai perbedaan dalam hal sifat fisiknya, misalnya titik didih, titik leleh, atau kelarutan. Dalam hal kestabilan termodinamika, isomer trans lebih stabil daripada isomer cis. Hal ini disebabkan pada isomer trans, posisi L1 dan L2 ridak pada sisi yang sama dan membentuk posisi diagonal/silang, sehingga ruangnya tidak terlalu berdesakan.

ISOMER GEOMETRI DALAM SENYAWA SIKLIK

Dalam beberapa hal, sifat kimia sikloalkana mirip dengan alkana asikloik (rantai terbuka). Keduanya sama-sama non polar dan cenderung inert. Akan tetapi terdapat perbedaan mendasar. Pertama, sikloalkana kurang fleksibel dibandingkan dengan alkana rantai terbuka. Ikatan tunggal (ikatan sigma) pada alkana asliklik dapat berputar.

Pada sikloalkana, ikatan yang terbentuk kurang bebas untuk berputar. Misalnya siklopentana, bentuknya adalah segitiga rigid dan planar. Putaran pada ikatan karbon-karbon tidak mungkin terjadi tanpa merusak cincin.

Oleh karena strukturnya yang siklik, sikloalkana memiliki dua sisi yaitu sisi atas dan bawah. Hal ini memungkinakn sikloheksana memiliki kemungkinan isomerisme berdasarkan letak substituennya. Contohnya, ada dua bentuk isomer dari 1,2-dimetilsiklopropana. Pertama dengan dua gugus metil pada sisi yang sama, kedua dengan gugus metil pada posisi yang berlawanan. Kedua bentuk isomer merupakan molekul yang stabil, dan dapat dikonfersi dari bentuk satu ke bentuk lainnya tanpa memecah cincin atau tanpa membentuk ikatan baru.

Tidak seperti isomer konstitusional seperti pada butana dan isobutana dimana terdapat perbedaan urutan penempatan atom- atomnya. Kedua isomer 1,2-dimetilsiklopropana memiliki tempat ikatan yang sama, tetapi berbeda pada posisi atom-atomnya. Semua senyawa yang memiliki posisi ikatan atom yang sama tetapi berbeda pada orientasi tiga dimensinya disebut stereoisomer.

KONFORMASI SENYAWA RANTAI TERBUKA

Dalam suatu molekul rantai terbuka, atom-atomnya memiliki peluang tak terhingga jumlah penataan/posisinya di dalam suatu ruang. Gugus-gugus fungsi yang terikat pada ikatan karbon-karbon dalam senyawa alkana dapat berotasi dengan bebas mengelilingi ikatan tersebut. Oleh karena itu atom-atom dalam suatu senyawa rantai terbuka dapat memiliki posisi yang tak terhingga banyaknya di dalam ruang relatif satu terhadap yang lain. Pengaturan posisi atom yang bervariasi/berbeda-beda yang diakibatkan oleh rotasi ini disebut konformasi.

Untuk menggambarkan konformasi, digunakan tiga jenis rumus yaitu :

1.   Rumus dimensional

2.   Rumus bola-dan-pasak

3.   Proyeksi Newman

Proyeksi Newman adalah pandangan ujung ke ujung dari dua atom karbon saja dalam molekul itu, sementara ikatan antar karbon tidak terlihat. Ketiga ikatan dari karbon depan tampak menuju pusat proyeksi sementara ketiga ikatan dari karbon belakang hanya tampak sebagian.

Contoh molekul yang digambarkan dengan 3 jenis rumus ini adalah 3-kloro-1-propanol

Rotasi gugus mengelilingi ikatan sigma menghasilkan konformasi yang berlainan, seperti eklips, gauche, goyang dan anti. Konformer dengan energi rendah lebih disukai. Pada temperatur kamar konformer dapat diubah menjadi satu sama lain dan karena itu mereka bukanlah isomer yang dapat diisolasi. Untuk cincin sikloheksana, disukai konformer bentuk kursi.

KIRALITAS SENYAWA RANTAI TERBUKA

Jika suatu molekul tidak dapat dihimpitkan dengan bayangan cerminnya berarti kedua senyawa enantiomer disebut kiral/chiral (ky-ral dalam bahasa Yunani cheir, berarti “tangan”

Bagaimana kita memprediksi apakah suatu molekul tersebut kiral atau tidak? Molekul yang tidak kiral jika mengandung sisi simetri (plane of simmetry). Sisi simetri yang dimaksud adalah sisi datar yang dipotong melewati tengah-tengah dari molekul. Sebagai contoh tabung Erlenmeyer mempunyai sisi semetri. Jika kita memotong tabung Erlenmeyer secara vertikal, akan nampak sisi satu akan merupakan bayangan cermin sisi yang lain. Salah satu tangan kita tidak mempunyai sisi simetri karena sisi setengahnya bukan merupakan bayangan cermin.

Molekul yang mempunyai sisi simetri dalam berbagai kemungkinan dalam konformasinya harus identik dengan bayangan cermin dan karena itu merupakan senyawa nonkiral atau biasa disebut akiral.

Kebanyakan, walau tidak semua, penyebab adanya kiralitas pada suatu senyawa dikarenakan adanya atom karbon yang mengikat 4 gugus berbeda. Atom karbon tersebut diistilahkan sebagai pusat kiralitas (chirality centers). Catatan, kiralitas merupakan sifat dari keseluruhan molekul, dimana pusat kiralitas adalah ciri struktur yang menyebabkan kiralitas.

Kiralitas bukan hanya ditentukan berdasarkan perbedaan atom yang terikat langsung pada karbon, tetapi perbedaan keempat gugus yang terikat dengan karbon sebagai pusat kiral. Misalnya 5-bromodekana merupakan senyawa kiral karena mengikat empat gugus yang berbeda.