organologam (kelompok 7)

5/8/2018 organologam (kelompok 7) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/organologam-kelompok-7 1/19

MAKALAH KIMIA ORGANIK I

SENYAWA ORGANOLOGAM

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Kimia Organik I

Dosen :

Hayat Sholihin, M.Sc

Oleh ;

Elsa Diana Putri (0905811)Fina K. Frima (0905818)

Aninda S. Utami (0905821)

Siti Auliaddina (0905826)

Iin Kurniasih (0905827)

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2011



KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr. wb.

Alhamdulillah, penulis limpahkan kehadirat Allah swt. yang telah

memberikan kekuatan serta keistiqamahan pada penulis sehingga dapat

menyelesaikan makalah yang berjudul ´Organologam´.

Shalawat serta salam semoga tetap tercurah kepada Baginda alam Rasulullah

saw. yang telah membawa risalahnya kepada umatnya. Dalam makalah ini, penulis

membahas mengenai Senyawa Organologam, baik sifat fisik fisika, sifat kimia,

reaksi, pembuatan serta manfaat atau penggunaannya.

Dalam penyeleseaian makalah ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada

semua pihak yang telah menyumbangkan waktu, tenaga dan pikiran sehingga

makalah ini dapat selesai tepat pada waktunya.

Penulis menyadari dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan.

Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

perbaikan di masa mendatang.

Bandung, Mei 2011

Penulis



A. Struktur Kimia

Senyawa organologam ialah senyawa yang karbonnya terikat langsung

ke suatu atom logam (seperti raksa, seng, timbal, magnesium atau litium) atau

ke metalloid-metaloid tertentu (seperti silicon, arsen atau selen). Berikut

merupakan sedikit penjelasan dari senyawa-senyawa organologam:

1. Lithiuim

Salah satu senyawa organologam yang memiliki unsur Lithium adalah

Metillithium (CH3Li)4. Organologam yang mengandung Lithium

mempunyai rumus molekul sebagai berikut RLi(LiX)1-6. Bentuk molekul

dari Metillithium adalah tetrahedral dengan Li4 dengan gugus CH3 terletak

secara simetris di atas setiap bidang tetrahedron. Berikut merupakan

bentuk molekul dari Metillithium

2. Magnesium

Senyawa yang terbentuk antara karbon dan magnesium dapat membentuk

rumus molekul seperti berikut RMgX. Dengan R merupakan alkil dan X

merupakan halide (F, Br, dan I) contohnya pada pereaksi Grignard. Atom

Mg biasanya terkoordinasi tetrahedral.

Dalam kebanyakan senyawa organik karbon tidak bermuatan . Dalam

senyawa organologam karbon kaya akan elektron dan bermuatan negatif. Hal



tersebut dikarenakan karbon dalam senyawa organologam terikat pada suatu

unsur elektropositif yang berarti karbon tersebut akan berfungsi sebagai basa

atau nukleofil dan karena itu karbon tersebut bermuatan negatif.

CH3CH2-Br + Mg CH3CH2-Mg-Br

Pada umumnya memang karbon lebih elektronegatif dan bermuatan

negatif jika atom itu terikat pada suatu atom logam, suatu ion dengan atom

karbon bermuatan negatif disebut karbanion. Oleh karena itu karbon yang

terikat pada sebuah atom logam mempunyai karakter karbanion.

Senyawa karbonil logam yang terdiri atas logam dan ligan CO

biasanya dipreparasi dengan reaksi langsung serbuk logam yang

kereaktifannya tinggi dengan karbon monoksida, atau dengan reduksi garamlogam ke valensi nol diikuti dengan reaksi dengan karbon monoksida tekanan

tinggi. Namun, tetrakarbonilnikel, ditemukan pertamakali di akhir abad 19,

terbentuk dengan reaksi logam nikel dan karbon monoksida pada suhu kamar

dan tekanan atmosfer. Preparasi senyawa karbonil logam yang lain, di pihak

lain memerlukan suhu dan tekanan tinggi.



Senyawa karbonil logam mononuklir memiliki struktur koordinasi

polihedral yang bersimetri tinggi. Kromium, molibdenum, dan tungsten

heksakarbonil, M(CO)6, mempunyai struktur oktahedral reguler, penta-

koordinat pentakarbonilbesi, Fe(CO)5, berstruktur segitiga bipiramid, dan

tetrakarbonilnikel, Ni(CO)4, memiliki koordinasi tetrahedral reguler (Gambar

6.14). Atom karbon ligan karbonil berkoordinasi dengan logam, dan

lingkungan CO berorientasi searah dengan sumbu logam-karbon. Karbonil

logam binuklir Mn2(CO)10 memiliki ikatan Mn-Mn yang menghubungkan dua

piramida bujur sangkar Mn(CO)5. Dalam Fe2(CO)9, dua sub satuan Fe(CO)3

dijembatani tiga ligan CO, dan dalam Co2(CO)8, dua satuan Co(CO)3

digubungkan dengan tiga jembatan CO dan sebuah ikatan Co-Co.

Ada sejumlah senyawa karbonil logam dengan ikatan logam-logam

yang menghubungkan tiga atau lebih logam, dan CO terminal, µ-CO

(jembatan di antara dua logam), dan µ -CO (jembatan yang menutupi tiga

logam) berkoordinasi dengan kerangka logam (lihat bagian 6.3 (f)). Banyak

karbonil kluster yang dibentuk dengan reaksi senyawa karbonil mononuklir

dan karbonil binuklir. Senyawa karbonil logam khas dan sifatnya diberikan di

Tabel 6.4.



B. Tatanama

Senyawa organologam ialah senyawa yang karbonnya terikat langsung

ke suatu atom logam (seperti raksa, seng, timbal, magnesium atau litium) atau

ke metalloid-metaloid tertentu (seperti silicon, arsen atau selen).

CH3CH2CH2CH2Li (CH3)4Si CH3ONa

n-butillitium tertrametisilana (TMS) natrium metoksida

organologam organologam tidak dianggap sebagai organologam

(tak ada ikatan karbon-logam)

Senyawa organologam biasanya dinamakan sebagai logam diganti,

misalnya alkil logam atau logam alkil halida. senyawa Organomagnesium

umumnya disebut sebagai pereaksi Grignard. Contoh: CH3Li = lithium metil,

CH3MgBr = metil magnesium bromida.

Cara penamaan organologam yang diterima umum adalah sebagai berikut:

1. Gunakan nama kumpulan organic R, sebagai awalan kepada nama logam.

Contoh: C2H5Na: et ilnatr ium

2. Jika terdapat lebih daripada satu kumpulan R, tambahkan awalan (se4perti

di-, tri-, «atau bis, tris,«bagi kumpulan kompleks) dan dicantumkankepada nama diatas.

Contoh: (C2H5)2Mg: d iet ilmagne sium

3. Jika kumpulan yang serupa terikat kepada logam, sebatian tersebut

dinamakan dengan menyebut nama kumpulan tersebut mengikuti susunan

abjad.

Contoh: (C6H5)2Sn(CH3)2: d if enil d imet il t imah

4. Jika kumpulan anion yang lain seperti H, X, OOCR, OR atau NR 2

berikatan dengan logam, nama kumpulan ini yang diakhiri dengan ±ida

diletakkan setelah nama logam.

Contoh: (C2H5)2SnCl2: d iet il t imah d iklor id a

5. Kita juga boleh menambahkan anion itu sebagai awalan bagi nama sebatian

tetapi awalan yang berakhir dengan O hendaklah disambungkan kepada



kumpulan R yang lain mengikuti susunan abjad seperti hidrido, kloro,

nitride, okso dan sebagainya.

Contoh: (C2H5)2SnCl2: d iet il d iklor ot imah

6. Senyawa silikon dan beberapa mettaloid lainnya diberi nama sebagai

turunan (derivat) dari hidridanya dengan satu suku kata

Contoh: SiH4 silana

(CH3)2SiH2 d imet ilsilana

(C6H5)2Si(CH3)2 d if enil d imet ilsilana

C. Sifat Fisik dan Sifat Kimia

1. Senyawaan ionik dari logam elektropositif

Senyawaan organo dari logam yang sangat elektropositif biasanya

ionic, tidak larut dalam pelarut hidrokarbon, dan sangat reaktif terhadap udara,

air, dan sejenisnya. Kestabilan dan kereaktifan senyawaan ionic ditentukan

dalam satu bagian oleh kestabilan ion karbon. Senyawaan yang mengandung

anion tidak stabil (misalnya CnH2n+1-) umumnya sangat reaktif dan seringkali

tidak stabil dan sulit diisolasi. Garam logam ion-ion karbon yang

kestabilannya diperkuat oleh delokalisasi rapatan electron lebih stabil

meskipun tetap sangat reaktif ; contohnya adalah (C6H5)3C- Na+ dan (C5H5

-

)2Ca2+.

2. Senyawaan terikat-

Senyawaan organo dimana sisa organiknya terikat pada suatu atom

logam dengan suatu ikatan kovalen normal 2-elektron (sekalipun dalam

beberapa kasus dengan sifat ionic yang dapat diterima) dibentuk oleh

kebanyakan logam dengan keelektropositifan rendah dan tentu saja oleh

unsure-unsur nonlogam. Hokum valensi normal diterapkan dalam kasus-kasus

ini, dan terjadi substitusi parsial halide, hidroksida, dan sebagainya. Dalam

kebanyakan senyawaan ini, ikatan terutama adalah kovalen dan kimiawinya

dari kimiawi karbon sehubungan dengan factor-faktor berikut :

a. Kemungkinan penggunaan orbital d yang lebih tinggi seperti dalam

contoh, SiR 4 yang tidak tampak pada CR 4.

b. Kemampuan donor alkil atau aril dengan pasangan electron menyendiri

seperti dalam Pet3, SMe2, dan sebagainya.



c. Keasaman Lewis sehubungan dengan kulit valensi yang tidak penuh

seperti dalam ZnR 2.

d. Pengaruh perbedaan keelektronegatifan antara ikatan-ikatan M-C atau C-C

Logam transisi dapat membentuk alkil sederhana atau aril, namun hal ini biasanya kurang stabil daripada senyawaan-senyawaannya dengan unsure-

unsur golongan utama. Terdapat banyak senyawaan dimana terdapat ligan

tambahan seperti CO atau PR 3.

3. Senyawaan yang terikat secara nonklasik

Dalam banyak senyawaan organologam terdapat suatu jenis ikatan

logam pada karbon yang tidak dapat dijelaskan dalam bentuk ikatan ionic atau

pasangan elektron. Salah satu kelas alkil terdiri atas Li, Be, dan Al yang

mempunyai gugus-gugus alkil berjembatan. Di sini, terdapat kekurangan

elektron seperti dalam bor hidrida, dan ikatannya mirip jenis yang berpusat banyak. Kelas kedua yang jauh lebih besar terdiri atas senyawaan logam-

logam transisi dengan alkena, alkuna, benzene, dan system cincin lainnya

seperti C5H5-. Mula-mula akan diperlihatkan senyawaan organo dari unsure-

unsur golongan utama, termasuk yang berikatan nonklasik, dan kemudian

pada senyawaan logam transisi.

4. Organologam biasanya disimpan dalam larutan dalam pelarut organik karena

memiliki reaktivitas yang sangat tinggi (terutama dengan H 2 O, O 2 dll)

5. Carbon-Metal (C-M) dari Organolithium dan organomagnesium (pereaksiGrignard memiliki ikatan antara atom C dan logam, ikatan tersebut sangat

polar, dan memiliki ikatan kovalen karena logam tersebut elektropositif.

6. Pereaksi Grignardmerupakan basa kuat karena memilki muatan negatif pada

karbon.



Senyawa Organologam SIFAT FISIK SIFAT KIMIA

Organolithium

Berupa cairan atau padatan

bertitik leleh rendah, dan

berupa kristal putih

(metillithium);

Larut dalam senyawa

hidrokarbon dan cairan

nonpolar;

Tingkat penguapan tinggi.

Lebih reaktif dibandingkan

pereaksi grignard;

Bereaksi cepat dengan oksigen,

biasanya secara spontan

menyala dalam udara, dengan

cairan air, dan dengan uap air.

Organonatrium

dan

Organokalium

Tidak larut dalam

senyawa hidrokarbon;

Mudah menguap.

Sangat reaktif;

Terhidrolisis kuat dalam air.

Organomagnesium Berupa kristal

Reaktif;

Mudah teroksidasi oleh udara;

Mudah terhidrolisis.



Senyawa Organologam SIFAT FISIK SIFAT KIMIA

Organomerkuri Berupa padatan

kristal;

Lebih larut dalam

cairan organik

daripada air;

Pada alkil atau aril

cairan nonpolar,

mudah menguap,

beracun, tidak

berwarna, padatan

bertitik leleh rendah;

Zat kovalen

nonpolar;

Tidak reaktif

terhadap udara

dan air;

Organoaluminium Berupa cairan Reaktif;

Tidak menyala

dalam udara dan

tidak meledak

dalam air;

D. Reaksi-reaksi Senyawa Organologam

Reaksi Pembuatan Senyawa Organologam

Terdapat banyak cara untuk membentuk ikatan-ikatan logam antara karbon

dengan logam transisi dan nontransisi. Beberapa yang penting adalah sebagai berikut:

1. Reaksi logam langsung (Frankland, 1848)

Mg + CH3I CH3MgIeter

2. Penggunaan zat pengalkilasi

PCl3 + 3C6H5MgCl P(C6H5)3 + 3MgCl2



VOCl3 + 3(CH3)SiCH2MgCl VO(CH2SiMe3)3 + 3MgCl2

PtCl2(Pet3)2 + CH3MgCl PtCl(CH3)(Pet2)2 + MgCl2

3. Interaksi hidrida logam atau nonlogam dengan alkena atau alkuna

1/2 B2H6 + 3 C=C B-(C=C)3 4. Reaksi oksidasiAdidi

Dimana alkil atau aril halida ditambahkan kepada senyawa logam transisiterkoordinasi tidak jenuh menghasilkan ikatan logam karbon.

RhCl(PPh3)3 + CH3I RhClI(CH3)(PPh3)2 + PPh3

5. Reaksi Inseri



Reaksi-reaksi senyawa organologam

Bagan 1. reaksi senyawa organologam dengan senyawa karbonil

Bagan2. Reaksi senyawa organologam



1. Substitusi

Reaksi penggantian suatu ugus dengan gugus lain

2. Eliminasi

Reaksi penggantian ikatan, dari ikatan tunggal menjadi rangkap.

3. Oksidasi

4. Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi pengubahan senyawa yang berikatan

rangkap (tak jenuh) menjadi senyawa yang berikatan tunggal (jenuh) dengan

cara menambahkan atom dari senyawa lain. Reaksi adisi hanya dapat terjadi

pada senyawa yang memiliki ikatan rangkap. Atau dengan kata lain reaksi

adisi adalah reaksi penambahan suatu atom atau gugus atom kedalam

senyawa.



E. Kegunaan Senyawa Organologam

Kegunaan senyawa organologam diantaranya untuk mensintesis senyawa-

senyawa hidrokarbon seperti alcohol dan asama karboksilat dengan mereaksikan

senyawa aldehid dan keton menggunakan regensia Grignard.

Selain itu, senyawa organologam juga berfungsi sebagai katalis, salah

satu katalis yang paling terkenal adalah katalis Ziegler-Natta.

Katalis Ziegler-Natta ditemukaan poleh Ziegler pada tahun 1953 yang digunakan

untuk polimerisasi etana, yang selanjutnya pada tahun 1955 Natta menggunakan

katalis tersebut untuk polimerisasi propena dan monomer jenuh lainnya. Katalis

Ziegler-Natta dapat dibuat dengan mencampurkan alkil atau aril dari unsur

golongan 11-13 pada susunan berkala, dengan halida sebagai unsur transisi.

Saat ini katalis Ziegler-Natta digunakan untuk produksi masal polietilen dan

polipropilen. Polietilen dan polipropilen digunakan untuk memproduksi plastik.

Struktur molekul polietilen Rumus kimia polipropilen



F. Pereaksi Grignard a. Pengertian pereaksi Grignard Pereaksi Grignard memiliki rumus umum RMgX dimana X adalah sebuah

halogen, dan R adalah sebuah gugus alkil atau aril (berdasarkan pada sebuah cincin

benzen). Pada pembahasan halaman ini, kita menganggap R sebagai sebuah gugusalkil.

Pereaksi Grignard sederhana bisa berupa CH3CH2MgBr.

b. Pembuatan pereaksi Grignard Pereaksi Grignard dibuat dengan menambahkan halogenalkana ke dalam

sedikit magnesium pada sebuah labu kimia yang mengandung etoksietana (umumnyadisebut dietil eter atau hanya "eter"). Labu kimia dihubungkan dengan sebuah

kondensor refluks, dan campuran dipanaskan di atas penangas air selama 20 hingga30 menit.

Segala sesuatunya akan mengering sempurna karena pereaksi Grignard

bereaksi dengan air (lihat berikut).Setiap reaksi yang menggunakan pereaksi Grignard dilakukan dengan

campuran yang dihasilkan dari reaksi di atas. Digunakan campuran sebab pereaksiGrignard tidak bisa dipisahkan.

c. Reaksi-reaksi pereaksi Grignard dengan aldehid dan keton Reaksi-reaksi yang terjadi antara pereaksi Grignard dengan aldehid dan keton

tidak lain adalah reaksi ikatan rangkap C=O, sehingga aldehid dan keton bereaksi

dengan mekanisme yang persis sama ± yang membedakan hanya gugus-gugus yang

terikat pada ikatan rangkap C=O.Apa yang terjadi pada reaksi ini jauh lebih mudah dipahami dengan

mencermati persamaan umumnya (menggunakan gugus "R" bukan gugus tertentu) ±

setelah anda memahami dengan gugus R barulah bisa diganti dengan gugus yangsesungguhnya jika diperlukan. Gugus "R" bisa berupa hidrogen atau alkil dalam

kombinasi apapun.Pada tahap pertama, pereaksi Grignard diadisi ke ikatan rangkap C=O:

Asam encer selanjutnya ditambahkan untuk menghidrolisisnya.

Alkohol terbentuk. Salah satu kegunaan penting dari pereaksi Grignard adalah

kemampuannya untuk membuat alkohol-alkohol kompleks dengan mudah.



Jenis alkohol yang dihasilkan tergantung pada senyawa karbonil yang

digunakan ± dengan kata lain, gugus R dan R¶ yang dimiliki.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan metanal

Pada metanal, kedua gugus R adalah hidrogen. Metanal merupakan aldehid paling sederhana yang bisa terbentuk.

Dengan mengasumsikan bahwa anda memulai dengan CH3CH2MgBr dan

menggunakan persamaan reaksi umum di atas, maka alkohol yang diperoleh akanselalu dalam bentuk berikut:

Karena kedua gugus R adalah atom hidrogen, maka produk akhirnya akanmenjadi:

Sebuah alkohol primer terbentuk. Sebuah alkohol primer hanya memiliki satu

gugus alkil terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH.Jika anda menggunakan pereaksi Grignard yang berbeda, maka akan

terbentuk alkohol primer yang berbeda pula.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan aldehid-aldehid lain Aldehid setelah metanal adalah etanal. Salah satu dari gugus R nya adalah

hidrogen dan yang lainnya adalah CH3.

Untuk memudahkan, anggap kembali gugus-gugus ini sebagai gugus R dan R¶

pada persamaan umum. Alkohol yang terbentuk adalah:

Jadi kali ini produk akhir memiliki satu gugus CH3 dan satu gugus hidrogenterikat padanya:



Sebuah alkohol sekunder memliki dua gugus alkil (bisa sama atau berbeda)terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH.

Anda bisa merubah sifat dari alkohol sekunder ini dengan salah satu cara berikut:

y Mengubah sifat-sifat pereaksi Grignard ± yang mana akanmengubah gugus CH3CH2 menjadi beberapa gugus alkil yang lain;

y mengubah sifat-sifat aldehid ± yang mana akan mengubahgugus CH3 menjadi beberapa gugus alkil lainnya.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan keton Keton memiliki dua gugus alkil yang terikat pada ikatan rangkap C=O. Keton

yang paling sederhana adalah propanon.

Kali ini, jika gugus R diganti pada rumus umum untuk alkohol yang

terbentuk, maka akan dihasilkan alkohol tersier.

Alkohol tersier memiliki tiga gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang

mengikat gugus -OH. Ketiga gugus alkil tersebut bisa sama atau berbeda.

d. Reaksi pereaksi Grignard dengan air Pereaksi Grignard bereaksi dengan air menghasilkan alkana. Inilah sebabnya

mengapa segala sesuatunya harus menjadi kering selama pembuatan seperti

dijelaskan di atas.Sebagai contoh:

Produk organik yang dihasilkan pada reaksi di atas, Mg(OH)Br, disebut

sebagai sebuah "bromida basa". Anda bisa menganggap produk ini sebagai produk transisi antara magnesium bromida dan magnesium hidroksida.

e. Reaksi pereaksi Grignard dengan karbon dioksida Pereaksi Grignard bereaksi dengan karbon dioksida dalam dua tahapan. Pada

tahapan pertama, pereaksi Grignard diadisi ke karbon dioksida.



Karbon doksida kering digelembungkan melalui sebuah larutan pereaksi

Grignard dalam etoksietana, yang dibuat seperti dijelaskan di atas.Sebagai contoh:

Produk yang terbentuk ini selanjutnya dihidrolisis (direaksikan dengan air)dengan bantuan asam encer. Biasanya, anda bisa menambahkan asam sulfat encer

atau asam hidroklorat encer ke dalam larutan yang dihasilkan oleh reaksi denganCO2.

Jika ditambahkan satu atom karbon lagi, maka akan terbentuk asamkarboksilat bukan pereaksi Grignard.

Persamaan reaksinya bisa dituliskan sebagai berikut:

Hampir semua sumber menyebutkan pembentukan sebuah halida basa seperti

Mg(OH)Br sebagai produk lain dari reaksi ini. Anggapan ini tidak tepat karenasenyawa-senyawa ini bereaksi dengan asam-asam encer. Hasil dari reaksi ini adalah

campuran antara ion-ion magnesium terhidrasi biasa, ion-ion halida dan ion-ion sulfatatau klorida ± tergantung pada asam encer apa yang ditambahkan.

DAFTAR PUSTAKA



Cotton dan Wilkinson. 2009. K imia Anor ganik Dasar .Jakarta:UI Press

Fessenden dan Fessenden.1986. K imia Or ganik .Jakarta:Erlangga

Sitorus, Marham. (2008). K imia Or ganik Fisik . Yogyakarta: Graha Ilmu

Ano.2011. S ejar ah d an P er k embangan K at alis.

http://all4chemistry.blogspot.com/2010/02/sejarah-dan-perkembangan-katalis.html

Documents

organologam (kelompok 7)