EFEK INDUKSI
Sebuah efek induktif adalah tarikan kerapatan
elektron melalui obligasi σ disebabkan oleh perbedaan elektronegativitas
dalam atom.Pada contoh di bawah ini, ketika kita membandingkan acidities etanol
dan 2,2,2-Trifluoroethanol, kami mencatat bahwa yang kanan lebih asam
dibandingkan yang sebelumnya.
Efek induksi dikenal sebagai Pengaruh distribusi
electron pada ikatan sigma. Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang
tak sejenis, pasangan electron yang membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi
secara merata di antara kedua atom. Electron memiliki kecenderungan untuk
tertarik sedikit ataupun banyak kea rah atom yang lebih elektronegatif dari
keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan electron cenderung
lebih besar pada daerah didekat atom Cl daripada atom C. sebagai penunjuk bahwa
atom yang satu lebih elektronegatif. Jika atom karbon terikat pada klorin dan
ia sendiri berikatan pada atom karbon selanjutnya, efek induksi dapat
diteruskan pada karbon tetangganya.
Akibat dari pengaruh atom klorin, electron pada
ikatan karbon klorin didermakan sebagian ke klorin, sehingga menyebabkan C1
sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini menyebabkan C2 mesti mendermakan
juga sebagian elektronnya pada ikatan C2 dengan C1 agar menutupi kekurangan
electron di C1. Begitu seterusnya. Namun, efek ini dapat hilang pada suatu
ikatan jenuh (ikatan rangkap), efek induktif ini juga semakin mengecil jika
melewati C2.
Ikatan C-C dalam etana adalah non polar sempurna
karena ikatan tersebut menghubungkan dua atom yang ekuivalen. Akan tetapi
ikatan C-C dalam kloroetana terpolarisasi oleh adanya atom klor elektronegatif.
Polarisasi ini sebenarnya adalah jumlah dari dua efek. Pertama, atom C-1 telah
kekurangan sejumlah kerapatan elektronnya oleh elektronegativitas Cl yang lebih
besar, diganti secara parsial oleh ikatan C-C yang ada di dekatnya
mengakibatkan polarisasi ikatan ini dan suatu muatan positif kecil pada atom
C-2. Polarisasi satu ikatan yang disebabkan oleh polarisasi ikatan tetangga
disebut efek induksi. Efek ini tidak hanya dirasakan oleh ikatan tetangga,
namun dapat pula berpengaruh sampai ikatan yang lebih jauh. Efek ini berkurang
dengan bertambahnya jarak. Polarisasi ikatan C-C menyebabkan pula sedikit
polarisasi tiga ikatan C-H metil.
Resonansi dan induksi tidak perlu bekerjanya dalam arah yang sama. Di dalam
keadaan dasar (ground state) efek-efek ini bekerja secara permanen dan dapat
nyata dalam sejumlah sifat-sifat molekul. Salah hal yang paling ideal yang
berhubungan dengan efek induksi adalah kecepatan solvolisis
4-(4-alkilbisiklo[2.2.2]oktan-1-ilbrosilat dalam asam asetat pada 75°C.
Kecepatan relatif diberikan sebagai berikut:
Efek lain yang bekerja adalah efek medan. Efek ini bekerja tidak melalui ikatan
tapi langsung melalui ruang atau molekul pelarut. Biasanya sulit untuk
memisalkan efek induksi dengan efek ruang, tapi ada fakta yang menunjukkan
bahwa efek medan tergantung pada geometri molekul sedangkan efek induksi hanya
tergantung pada sifat ikatan. Sebagai contoh di dalam isomer 3 dan 4, efek
induksi atom klor terhadap posisi elektron-elektron di dalam gugus COOH (dan
oleh karenanya juga terhadap keasamannya) seharusnya sama karena keterlibatan
ikatannya juga sama; tapi efek medan akan berbeda karena posisi klor dalam 3
lebih dekat ke COOH dibanding dengan di dalam 4. Jadi pembandingan keasaman 3
dan 4 seharusnya mengungkap apakah suatu efek medan benar-benar bekerja. Fakta
yang diperoleh dari eksperimen seperti itu memperlihatkan bahwa efek medan
lebih penting daripada efek induksi. Dalam kebanyakan kasus, kedua jenis efek
tersebut dipertimbangkan secara bersama-sama.
Sebagai perbandingan relatifitas efek induksi,
kita memilih atom hydrogen sebagai molekul standarnya, misalnya CR3-H.
· Jika
ketika atom H dalam molekul ini diganti dengan Z (atom ataupun gugus), kemudian
kerapatan electron pada bagian CR3 pada molekul ini berkurang daripadadalam CR3-H,
maka Z dapat dikatakan memiliki suatu efek – I (efek penarik electron /
electron-withdrawing / electron-attracting). Contoh gugus dan atom yang
memiliki efek – I: NO2, F, Cl, Br, I, OH, C6H5-.
· Jika
kerapatan electron dalam CR3 bertambah besar dari pada dalam CR3-H, maka Z
dikatakan memiliki efek + I (efek pendorong electron / electron-repelling /
electron-releasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I: (CH3)3C-,
(CH3)2CH-, CH3CH2-, CH3-.
Gugus fungsi dapat dikelompokkan sebagai gugus
penarik elektron (-I) dan gugus pendorong elektron (+I) relatif terhadap atom
hidrogen. Sebagai contoh gugus nitro adalah suatu gugus –I, gugus ini lebih
kuat menarik elektron ke dirinya daripada atom hidrogen.
Jadi di dalam α-nitrotoluena, elektron di dalam
ikatan C-N lebih jauh dari atom karbon daripada elektron di dalam ikatan H-C
toluena. Hal yang serupa, elektron ikatan C-Ph lebih jauh dari cincin daripada
di dalam toluena. Dengan digunakan atom hidrogen sebagai pembanding, gugus NO2
adalah gugus penarik elektron (-I) dan gugus O- adalah gugus pendorong elektron
(+I). Meskipun demikian, tidak ada pemberian atau penarikan yang benar-benar
terjadi, hanya karena ini istilah ini nyaman digunakan; di sini hanya terjadi
perbedaan posisi elektron yang disebabkan oleh perbedaan elektronegativitas antara
H dengan NO2 atau antara H dengan O-.
Tabel 1 memuat sejumlah gugus –I dan +I yang paling umum, dan terlihat bahwa
dibandingkan dengan hidrogen, kebanyakan gugus adalah penarik elektron. Gugus
yang bersifat pendorong elektron hanya gugus dengan muatan formal negatif
(tidak semuanya demikian), atom-atom dengan elektronegatif rendah seperti Si,
Mg, dan sebagainya, dan kemungkinan juga gugus alkil. Gugus alkil biasanya
dipandang sebagai gugus pendorong elektron, tapi akhir-akhir ini sejumlah contoh
yang ditemukan mengarah pada kesimpulan bahwa gugus bersifat penarik elektron
dibanding dengan hidrogen.
Tabel 1. Efek medan berbagai gugus relatif
terhadap hidrogen
Hal tersebut berdasarkan pada nilai 2,472 untuk elektronegativitas CH3 (Tabel 2)
dibanding dengan 2,176 untuk H. Jika gugus alkil terikat pada gugus tak jenuh
atau karbon trivalensi (atau atom lain), gugus ini berkelakuan sebagai gugus
+I; tetapi jika gugus ini terikat pada atom jenuh, hasilnya menjadi tidak jelas
karena dalam beberapa hal gugus ini sebagai +I dan dalam hal lain gugus ini
sebagai –I.
Tabel 2. Beberapa nilai elektronegativitas gugus
relatif terhadap H = 2,176
Hal yang serupa, adalah sudah jelas bahwa urutan efek medan gugus alkil jika
terikat pada sistem tak jenuh adalah tersier > sekunder > primer > CH3,
tetapi urutan ini tidak selalu bertahan jika gugus-gugus tersebut terikat pada
sistem jenuh. Deuterium adalah gugus pendorong elektron bila dibandingkan
dengan hidrogen. Hal lain yang sama, atom ikatan sp umumnya mempunyai kekuatan
penarikan elektron lebih besar daripada atom ikatan sp2 yang mempunyai kekuatan
penarikan elektron lebih besar daripada atom ikatan sp3. Catatan ini untuk
fakta bahwa gugus aril, vinil, dan etunil adalah –I.
Referensi
http://aura28.blogspot.co.id/2012/10/efek-induksi-dan-mesomeri.html
https://wanibesak.files.wordpress.com/2011/06/kimia-organik-fisis-i.pdf
https://www.scribd.com/doc/146670056/resonansi-efek-induksi
