muatan atom part 2

Pertama-tama kita gambar benzena dulu dan disimpan sebagai master. Kemudian, kita ganti satu atom H dari master benzena tersebut dengan -CH3, -OH, -OCH3, -NO2, -CO2H dan -CO2CH3 sehingga kita punya 7 macam struktur yang akan dianalisis. Semua struktur ini kemudian dioptimasi menggunakan PM3.

Pada benzena, semua muatan atom C pada benzena memiliki muatan sama sehingga substituen memiliki peluang yang sama untuk masuk ke atom C mana pun dengan kata lain atom C tidak bersifat sebagai pengarah. Ketika ada substituen metil, terjadi perbedaan muatan C pada benzena, Substituen CH3 merupakan gugus pemberi elektron yang kuat selain itu substituen metil juga gugus pengaktivasi. Karena dia adalah gugus pemberi elektron maka muatan atom pada atom C2 dan C4 menjadi sangat negatif, -0,070 dan -0,067 sehingga apabila ada elektrofil yang masuk, maka elektrofil tersebut akan masuk ke atom C2 dan C4. Oleh karena itu substituen metil termasuk dalam pengarah orto para.

Substituen OH juga merupakan gugus pemberi elektron sekaligus pengaktivasi cincin dan lebih kuat dari pada gugus metil sehingga muatan atom C2, C4 dan C6 menjadi lebih negatif, akibatnya elektrofil yang masukakan terikat pada atom C2 atau C6 dan C4 sehingga OH juga merupakan pengarah orto para.

Substituen OCH3 (metoksi) juga gugus pemberi elektron dan pengaktivasi cincin sehingga muatan atom pada C2, C4 dan C6 akan menjadi paling negatif di antara atom C yang lain sehingga jika ada elektrofil masuk maka akan terikat pada atom C2 atau C6 dan C4. Sehingga gugus metoksi juga pengarah orto para.

Subsituen NO2 (nitro) berbeda dengan 3 substituen di atas, nitro bersifat penarik elektron sehingga akanmendeaktivasi cincin, akibatnya hanya atom C3 dan C5 yang bermuatan paling negatif, sehingga elektrofil akan terikat pada atom C3 atau C5. Oleh karena itu, NO2 termasuk gugus pengarah meta.

Substituen CO2H dan CO2CH3 juga bersifat penarik elektron dan pendeaktivasi cincin benzena akibatnya hanya atom C3 dan C5 yang akan bermuatan paling negatif sehingga elektrofil akan terikat pada atom C3 atau C5. Oleh karena itu, kedua substituen tersebut pengarah meta.

Penjelasan mengapa pada gugus pengarah orto para atom C2,C4 dan C6 bersifat paling negatif dan pada gugus pengarah meta atom C3 dan C5 yang bersifat paling negatif berkaitan dengan struktur resonansinya. Pada gugus pengarah orto para, muatan negatif akan berada pada atom C2, C4 dan C6 sedangkan pada gugus pengarah meta muatan negatif dalam struktur resonansinya akan berada pada atom C3 dan C5.

Nah, itu tadi penggunaan Mulliken Charge, contoh kurang reliabelnya Mulliken dalam mendeskripsikan muatan atom atau sistem kimia adalah misalnya pada sistem mikrosolvasi Zn2+ dengan crown eter yang dioptimasi menggunakan B3LYP/LANL2MB. Di mana muatan atom Zn turun menjadi 0.49.

Oke, mungkin itu tentang muatan atom dan sedikit penggunaannya. Semoga bermanfa’at!

# Penjelasan muatan atom diambil dari Young, D. C, 2001, Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems,  John Wiley & Sons,  New York.
# Penggunaan muatan atom diambil dari praktikum kimia komputasi tahun lalu dengan sedikit perubahan🙂.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s