Bagaimana pauling mengatasi kelemahan benzen??

BENZENA DAN TURUNANNYA

BENZENA DAN TURUNANNYA
1. RUMUS STRUKTUR BENZENA MENURUT KEKULE
Menurut Friedrich August Kekule, Jerman (1865), strukur Benzena dituliskan sebagai cincin dengan enam atom karbon yang mengandung tiga buah ikatan tunggal dan tiga buah ikatan rangkap yang berselang seling. Kerangka atom karbon dalam benzena membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan sebesar 1200.
(Benzena tidak sama dengan bensin. Benzena merupakan senyawa golongan aromatik dikenal aromatik karena berbau sedap, sedangkan bensin merupakan campuran senyawa alkana.
Rumus molekul : C6H6
Rumus struktur :

H
│
C

H− C C −H

H − C C−H

C
│
H
Kekule mempunyai kelemahan terhadap teorinya antara lain :
a. Ikatan rangkap pada benzena seharusnya mempunyai kecenderungan bereaksi secara
adisi. Kenyataannya, banyak benzena terlibat pada reaksi substitusi.
b. Jika benzena memiliki struktur Kekule, maka benzena akan mempunyai 2 panjang
ikatan yang berbeda, yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Namun kenyataannya menurut eksperimen, benzena hanya memiliki satu panjang ikatan sebesar 0,139 nm. Hal ini menunjukkan semua ikatan dalam benzena sama.
c. Perhitungan termokimia menurut Kekule kalor pembentukan gas benzena dari unsure-unsurnya adalah sebesar +252 kJ/mol. Namun nilai sebenarnya berdasarkan eksperimen hanya +82kJ/mol.

Pada tahun 1931, Linus Pauling membuat suatu teori yang dikenal dengan Teori Hibrida Resonansi / Teori Resonansi. Teori ini merumuskan struktur benzena sebagai suatu struktur yang berada di antara dua struktur Kekule yang memungkinkan, sehingga ikatan rangkap pada benzena tidak nyata, berbeda dengan teori Kekule yang menyatakan bahwa tiga ikatan rangkap pada benzena berpindah secara cepat.

⇔

Teori Resonansi
Rumus struktur yang diusulkan Pauling adalah :

Terlihat bahwa semua ikatan antara atom-atom C dalam cincin sama.
Hal ini menunjukkan bahwa benzena merupakan molekul non polar.
Elektron-elektron yang membentuk ikatan-ikatan antar atom C digunakan bersama-sama oleh seluruh atom C, membentuk apa yang disebut sebagai sistem delokalisasi. Susunan electron-elektron ini sangat stabil. Titik didih benzena adalah 800C dan titik bekunya 5,50C.

Rumus Kekule juga dapat menjelaskan tiga jenis isomer turunannya yaitu disubstitusi benzena, C6H4X2. Ketiga isomer itu ditandai dengan orto (o), meta (m), dan para (p).

X

X

orto (o)
X
X

X X

meta (m) para (p)

2. Tatanama Senyawa Turunan Benzena
Tatanama senyawa turunan benzena, demikian pula senyawa aromatik pada umumnya tidak begitu sistematis. Masing-masing senyawa lebih dikenal dengan nama lazim atau nama turunannya.
a. Senyawa turunan benzena dengan satu gugus fungsi

CH3 NH2

metil benzena amino benzena
(toluena) (anilin)



b. Senyawa turunan benzena dengan gugus fenil (C6H5-)
Gugus fenil terjadi jika benzena melepaskan satu atom H. Dalam kelompok senyawa ini, gugus fenil dianggap sebagai substituen. Penamaan dilakukan dengan cara menyebutkan posisi gugus fenil, diikuti oleh nama rantai induknya.

H

Benzena gugus fenil

CH3-CH-CH2-CH3 CH3-C=CH-CH3

2-fenil butana 2-fenil-2-butena

CH3-CH-CH2-CH2-OH CH2-CH2 -Cl

3-fenil-1-butanol 2-fenil-1-kloroetana
O
CH3-CH2-CH-Br ∥
CH3-CH- C-H

1-fenil-1-bromopropana 2-fenil propanal

c. Senyawa Turunan Benzena dengan Gugus Benzil (C6H5 – CH2 – )
Gugus benzil terjadi jika senyawa toluena (C6H5-CH3) melepaskan satu atom H dari metil. Atom
atau gugus atom yang menggantikan hidrogen ini dapat berupa klorin (Cl), hidroksi (-OH), dan
amina (-NH2)

CH3 CH2

Toluena Gugus benzil

CH2 – Cl CH2 – OH

Benzil klorida Benzil alkohol

Jika terdapat dua jenis substituen, maka posisi substituen dapat dinyatakan dengan awalan o (orto), m (meta), p (para) atau dengan menggunakan angka.

Urutan prioritas penomoran untuk berbagai substituen adalah sebagai berikut :
– COOH, -SO3H, -CHO, -CN, -OH, -NH2, -R, -NO2, -X
Contoh :
OH COOH

1 1 OH
6 2 6 2
5 3 5 3
4 4
NO2
p-nitrofenol Asam o-hidroksi benzoat
(4-nitrofenol) (Asam 2-hidroksi benzoat)

COOH

1
6 2
5 3
4 NO2
Asam m-nitrobenzoat
(Asam 3-nitrobenzoat)

Senyawa turunan benzena dengan tiga jenis substituen
Cl COOH

1 Cl 1
6 2 6 2
5 3 5 3
Cl 4 NO2 4 NO2
1,2,5 – triklorobenzena Asam 3,5 – dinitrobenzoat

CH3 OH NH2
NO2 1 NO2 1
NO2 1 NO2 6 2 6 2
6 2
5 3 5 3 5 3
4 4 Br 4 NO2
NO2 NO2
2,4,6 – trinitrotoluena (TNT) 2,4,6 – trinitrofenol 5-bromo-3-nitroanilina
(asam pikrat)
Senyawa Turunan Benzena dari gabungan cicin benzena

Benzena Naftalena Antrasena


3. REAKSI – REAKSI BENZENA
Benzena lebih mudah untuk melakukan reaksi substitusi daripada reaksi adisi. Reaksi adisi baru dapat terjadi pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.
Reaksi reaksi benzena dipergunakan untuk membuat senyawa-senyawa turunan benzena.
a. Substitusi atom H dengan atom Halogen ( Reaksi Halogenasi )
Pada reaksi ini atom H digantikan oleh atom halogen dengan bantuan katalis besi (III) halida. Jika halogennya Cl2, maka katalis yang digunakan adalah FeCl3.
Contoh :
H FeCl3 Cl
+ Cl2 + HCl