KIMIA ORGANIK - IKATAN HIDROGEN

 KIMIA ORGANIK

IKATAN HIDROGEN 

PENGERTIAN

Ikatan Hidrogen adalah ikatan yang terbentuk antara molekul-molekul yang sangat polar dan mengandung atom hidrogen. Ikatan hidrogen terjadi antara atom hidrogen dengan atom lain yang memiliki keelektronegatifan tinggi seperti F, O, dan N.

Syarat Terjadinya Ikatan Hidrogen

Melansir buku "Cara Menguasai Soal Kimia SMA dan MA" oleh Enik Suyahni syarat terjadinya ikatan hidrogen adalah sebagai berikut.
-Memiliki atom H

-Ada atom yang memiliki keelektronegatifan yang tinggi (F. O, dan N)
-Terdapat pasangan elektron bebas (PEB).
-Senyawa yang memiliki ikatan hidrogen akan memiliki titik didih yang lebih tinggi, akan tetapi ikatan hidrogen lebih lemah daripada ikatan kovalen.

IKATAN HIDROGEN INTRAMOLEKUL

Ikatan hidrogen intramolekul (dalam molekul) adalah ikatan hidrogen yang terbentuk antara atom hidrogen dengan atom elektronegatif lain (seperti N, O, atau F) dalam satu molekul yang sama. Ikatan hidrogen intramolekul merupakan hasil dari siklisasi molekul. Ikatan ini lebih sering ditemukan dalam senyawa organik. Contohnya Ikatan hidrogen pada HF, H, O, NH, dan asam karboksilat.

Ikatan hidrogen pada NH³, Molekul NH³ terdiri dari satu atom nitrogen dan tiga atom hidrogen. Atom H yang bermuatan positif akan saling tarik menarik dengan atom N yang bermuatan negatif sehingga terbentuklah ikatan hidrogen. Setiap satu molekul NH³ bisa membentuk dua ikatan hidrogen yaitu satu ikatan melalui atom H dan satu ikatan melalui atom N (Karena memiliki satu pasang elektron bebas).

IKATAN HIDROGEN INTERMOLEKUL

Ikatan hidrogen intermolekul adalah ikatan yang terjadi antara molekul-molekul berbeda. Ini terjadi ketika atom hidrogen yang terikat pada satu molekul terikat ke atom yang lebih elektronegatif pada molekul lain.

Contoh ikatan hidrogen terjadi dalam air (H2O), di mana atom hidrogen pada satu molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan atom oksigen pada molekul air lainnya. Ini memberikan sifat unik pada air, seperti tingkat pencairan tinggi, titik didih tinggi, dan kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa atau molekul lainnya.

Air adalah pelarut universal karena mampu melarutkan banyak senyawa polar dan ionik. Ikatan hidrogen memungkinkan air untuk membentuk ikatan dengan molekul-molekul lain, memisahkan dan melarutkan mereka dalam larutan.

Secara keseluruhan, ikatan hidrogen dalam air memainkan peran penting dalam sifat fisik dan kimia air, serta dalam banyak proses biologis yang terjadi di dalamnya.

IKATAN HIDROGEN SIMETRIS

Ikatan hidrogen simetris adalah jenis ikatan hidrogen di mana dua atom hidrogen terikat pada atom lain dengan cara yang simetris. Contoh umum dari ikatan hidrogen simetris adalah dalam molekul hidrogen (H2), di mana dua atom hidrogen berbagi pasangan elektron secara simetris dengan atom hidrogen yang lain. Ini menghasilkan molekul yang stabil.

Ikatan hidrogen simetris memiliki beberapa karakteristik penting:

Terdiri dari dua atom hidrogen yang terikat pada atom pusat.

Pasangan elektron yang dibagi di antara dua atom hidrogen adalah pasangan elektron yang terikat secara kovalen.

Ikatan ini relatif kuat, yang membuatnya penting dalam membentuk struktur dan sifat kimia air dan senyawa hidrogen lainnya.

SIFAT-SIFAT IKATAN HIDROGEN :

Titik didih, ikatan hidrogen cenderung menaikkan titik didih cairan serta panas sesuai dengan bertambahnya tarik-menarik intermolekul dan rotasi molekuler. dengan demikian adanya ikatan hidrogen juga memperbesar entropi penguapan

kelarutan, adanya ikatan hidrogen menyebabkan air dapat menjadi pelarut yang cukup baik untuk senyawa organik. senyawa organik dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. sedangkan senyawa anorganik (asetilena) tidak larut dalam air karena ikatan hidrogen yang ada dalam air itu sendiri lebih kuat daripada yang terbentuk antara atom hidrogen pada asetilena dengan atom oksigen pada air.

kekentalan, cairan yang mempunyai ikatan hidrogen terdiri atas lapisan-lapisan. ikatan intermolekul yang ada dalam cairan yang berada dalam lapisan yang berbeda. hal ini berakibat menaikkan pula kekentalan cairan.

struktur kristal, hasil yang maksimal dari terbentuknya ikatan hidrogen berupa struktur rantai (HCN - linier, metanol, asam formiat dan HF - zig -zag). Asam - oksalat dan KH2O4 dapat membentuk jaringan 3 dimensi berupa lempengan.

PENGARUH IKATAN HIDROGEN TERHADAP TITIK DIDIH, TITIK LELEH DAN KELARUTAN SENYAWA :

Ikatan hydrogen adalah gaya tarik-menarik antara atom hidrogen dengan atom elektronegatif lainnya seperti oksigen, nitrogen, atau fluor. Ini memiliki pengaruh signifikan terhadap titik didih, titik leleh, dan kelarutan senyawa.Titik Didih: Senyawa dengan ikatan hidrogen cenderung memiliki titik didih yang lebih tinggi. Ini karena ikatan hidrogen memerlukan energi tambahan untuk diputuskan, sehingga membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk mengubah senyawa menjadi fase gas.Titik Leleh: Ikatang hidrogen juga dapat mempengaruhi titik leleh. Senyawa dengan ikatan hidrogen cenderung memiliki titik leleh yang lebih tinggi daripada senyawa dengan ikatan sejenis tanpa ikatan hidrogen.Kelarutan: Ikatang hidrogen juga mempengaruhi kelarutan senyawa dalam pelarut tertentu. Senyawa dengan kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen dengan pelarut tertentu akan lebih larut dalam pelarut tersebut. Contohnya adalah senyawa polar seperti air yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa lain yang polar atau ionik.Penting untuk diingat bahwa keberadaan ikatan hidrogen bergantung pada struktur molekul dan jenis atom yang terlibat. Ini adalah konsep penting dalam memahami sifat-sifat fisik dan kimia dari berbagai senyawa.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN IKATAN HIDROGEN

Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kekuatan ikatan hidrogen yaitu, 

Elektronegatifitas, Elektronegatifitas adalah kecenderungan suatu atom untuk menarik pasangan elektron yang akan digunakan untuk membentuk suatu ikatan.

Polaritas, adalah kepolaran suatu unsur dengan  unsur lain yang masih terdapat pasangan elektron bebas pada pusat molekulnya.

Bentuk Molekul, Misalnya, air memiliki dua ikatan hidrogen yang kuat karena molekulnya memiliki bentuk yang menghasilkan sudut 104,5 derajat antara atom hidrogen dan atom oksigen. 

Jarak Antar Molekul, Semakin dekat molekul-molekul air (atau molekul-molekul lain yang dapat membentuk ikatan hidrogen) satu sama lain, semakin kuat ikatan hidrogennya.

Suhu, pada suhu rendah, ikatan hidrogen cenderung lebih kuat karena molekul bergetar lebih sedikit. Seiring kenaikan suhu, ikatan hidrogen bisa menjadi lebih lemah.

KEGUNAAN IKATAN HIDROGEN DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI

Mengawetkan makanan ternak dengan asam format yang mengandung ikatan hidrogen.

Memungkinkan terjadinya reaksi kimia pada tubuh makhluk hidup dengan ikatan hidrogen pada senyawa kompleks seperti protein dan DNA

Digunakan untuk membuat barang barang seperti sikat gigi dan sikat rambut dengan menggunakan nilon.

Asam hidrofluorat digunakan untuk membuat aluminium, plastik, dan bensin beroktan tinggi

Amonia digunakan dalam pupuk, dan digunakan dalam produk pembersih dan barang-barang rumah tangga

PENERAPAN IKATAN HIDROGEN PADA BIDANG FARMASI 

Bahan yang mampu mengenali dan mengikat molekul kecil mempunyai aplikasi dalam penginderaan, penyerapan, pengiriman dan modifikasi properti. Banyak senyawa farmasi terdiri dari gugus fungsi yang mampu terlibat dalam interaksi ikatan hidrogen. Ada beberapa bahan kristal dan polimer yang mengenali dan terlibat dalam interaksi ikatan hidrogen dengan obat-obatan atau biomolekul kecil. Lebih-lebih lagi, karena obat-obatan sering kali menunjukkan banyak situs ikatan hidrogen, banyak molekul donor/akseptor telah dirancang khusus untuk berinteraksi dengan obat melalui ikatan hidrogen banyak titik tersebut

KEGUNAAN IKATAN HIDROGEN PADA BIDANG FARMASI

Digunakan pada proses pembuatan vitamin dan produk-produk farmasi lainnya.

Membentuk interaksi ikatan hidrogen pada senyawa kompleks seperti

protein dan DNA, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi kimia pada

tubuh makhluk hidup.

Membantu menjaga struktur molekul DNA manusia.

Membantu menjaga struktur protein dan memungkinkan terjadinya interaksi antar protein.

Membantu menjaga struktur membran sel.

Memungkinkan terjadinya interaksi antar molekul dalam senyawa organik seperti alkohol.

KO-KRISTAL YANG MELIBATKAN SENYAWA FARMASI 

Yaitu padatan kristal yang terdiri dari dua atau lebih molekul netral yang biasanya memiliki perbandingan stoikiometri. Sifat-sifat ini dapat mencakup sifat mekanik, kelarutan, st abilitas, bioavailabilitas, dan sifat fisik tambahan. Bentuk kristal lain dari obat-obatan seperti solvat, hidrat, garam dan polimorf juga telah digunakan untuk memodifikasi sifat obat. Ko-kristal yang melibatkan senyawa farmasi biasanya terdiri dari bahan aktif farmasi (API)

DESAIN POLIMER YANG BERIKATAN PADA SENYAWA FARMASI 

Reseptor polimer yang digunakan dalam penelitian ini bersifat multitopik, menampilkan situs donor dan akseptor ikatan hidrogen, dan akan mampu membentuk banyak ikatan hidrogen pada molekul barbiturat. Kemampuan pengenalan polimer diuji dalam larutan berair dari empat barbiturat yang terdiri dari jumlah lokasi ikatan hidrogen yang berbeda.

Video penjelasan kelompok

Ikatan hidrogen