Adisi Elektrofilik Latar Belakang Adisi elektrofilik terajadi pada banyak reaksi pada senyawa yang mengandung karbonkarbon ikatan rangkap -dengan kata lain alkena. Struktur Etena Kita akan mulai melihat pada etena yang merupakan molekul karbon ikatan rangkap yang paling sederhana. Reaksi yang terjadi pada etena bisa dianggap terjadi juga pada ikatan C=C yang lain.
Etena, C2H4,seringkali dimodelkan seperti gambar disamping. Ikatan rangkap merupakan dua pasang elektron. Salah satu dari pasangan elektron berada pada garis antara kedua karbon, namun pasangan yang lain berada pada orbital molekular diatas dan dibawah bidang dimana molekul berada. Orbital molekul merupakan ruang pada molekul dimana terdapat proabilitas yang tinggi untuk dapat menemukan elektron.
Pada gambar ini, garis antara dua karbon mewakili ikatan normal -pasangan elektron berada pada orbital molekul pada garis diantara kedua inti atom. Ikatan macam ini disebut juga dengan ikatan sigma. Pasangan elektron yang lain ditemukan pada daerah yang berwarna merah diatas dan dibawah bidang dimana molekul berada. Ikatan macam ini disebut juga sebagai ikatan pi. Elektron pada ikatan pi bebas untuk bergerak dimanapun pada daerah tersebut. Elektron ikatan pi tidak sepenuhnya berada di bawah pengaruh inti atom karbon tidak seperti pada ikatan sigma dan karena terletak pada bagian atas dan bawah dari molekul, maka lebih rentan terhadap serangan.
Elektrofil Elektrofil merupakan sesuatu yang tertarik pada elektron, Dan karena tertarik oleh daerah negatif, elektrofil harus merupakan sesuatu yang memebawa muatan positif penuh atau memiliki sedikit muatan positif disuatu daerah padanya.
Etena dan alkena yang lain diserang oleh elektrofil. elektrofilk biasanya ujung yang sedikit lebih positif ( +) dari sebuah molekul seperti hidrogen bromida, HBr. Elektrofil tertarik dengan kuat ke elektron yang terekpose pada ikatan pi dan reaksi terjadi karena adanya reaksi inisiasi yang sebentar lagi akan kita bahas. Anda mungkin bertanya mengapa Na+ tidak bereaksi dengan etena. Walaupun ion ini tertarik dengan baik oleh ikatan pi, tidak ada kemungkinan proses akan berlanjut antara natrium dan karbon, karena sodium membentuk ikatan ionik dimana karbon membentuk ikatan kovalen. Reaksi Adisi Struktur karbon lebih stabil pada ikatan tunggal daripada pada ikatan rangkap. Ikatan pi sering terputus dan elektronnya dipakai untuk berikatan dengan atom lain. I Sebagai contoh, dengan menggunakan molekul yang umum X-Y
Ringkasan: reaksi adisi elektrofilik Reaksi adisi merupakan reaksi dimana dua buah molekul bergabung menghasilkan molekul yang lebih besar. Tidak ada yang hilang selama proses berlangsung. Semua atom dari molekul awal dapat ditemukan pada molekul hasil penggabungan. Reaksi adisi elektrofilik merupakan reaksi adisi yang terjadi karena yang kita pikir sebagai molekul yang “penting” terserang oleh elektrofil. Molekul yang “penting” tersebut memiliki daerah dengan kepadatan elekton yang tinggi yang terserang oleh yang bermuatan positif. Pemahaman mekanisme adisi elektrofilik Mekanisme untuk reaksi antara etena dan molekul X-Y
Dua atom yang berbeda yang berikatan memiliki elektronegatifitas yang berbeda. Kita akan mengasumsikan bahwa Y lebih elektronegatif dari X, sehingga pasangan elektron tertarik ke arah Y. Ini berarti atom X membawa muatan yang lebih positif. Muatan X yang lebih positif tersebut merupakan elektrofil dan tertarik ke arah ikatan pi pada eten yang terekspos. Sekarang bayangkan saat mereka mendekati satu sama lain.
Kita bisa menemukan elektron pada setengah bagian ikatan pi yang dekat dengan XY. Selama proses berlanjut, kedua elektron pada ikatan pi bergerak lebih mendekat lagi ke arah X sampai ikatan kovalen pun terbentuk. Elektron pada ikatan X-Y terdorong seluruhnya kearah Y dan memberikan ion negatif Y.
Pada tahap terakhir dari reaksi elektron pada pasangan bebas ion Y- tertarik dengan kuat ke arah atom karbon. Terbentuklah ikatan koordinasi antara Y dan atom karbon. Gerakan dari berbagai macam pasangan elektron ditunjukkan dengan menggunakan panah melengkung.
Reaksi antara Alkena simetri dan Hidrogen halida Adisi elektrofilik yang melibatkan hidrogen bromida Alkena bereaksi dengan hidrogen bromida pada suhu rendah. Ikatan rangkap terputus dan sebuah atom hidrogen berikatan dengan salah satu karbon dan bromida pada atom karbon yang lain. Pada kasus etena, tebentuklah bromoetana.
Dengan sikloheksen anda mendapatkan bromosikloheksen.
Struktur dari sikloheksen dan bromosikloheksen sering disederhanakan:
Pastikan anda mengerti relasi antara struktur yang disederhanakan dan struktur sebenarnya. Mekanisme Reaksi-reaksi berikut ini merupakan contoh dari adisi elektrofilik. Dengan eten dan HBr:
dan dengan sikloheksen:
Adisi elektrofilik yang melibatkan hidrogen halida yang lain Hidrogen klorida dan hidrogen halida yang lain bereaksi dengan cara yang sama. Sebagai contoh, hidrogen klorida ditambahkan ke etena untuk membentuk kloroetana.
Satu-satunya perbedaan adalah seberapa cepat reaksi terjadi dengan hidrogen halida yang lain. Kecepatan rekasi bertambah dari HF ke HI.T
HF Paling lambat HCl Lambat HBr Cepat HI
Paling cepat
Penyebabnya adalah atom halogen menjadi semakin besar dan ikatan antara hidrogen halogen melemah. Kuat ikatan (dalam kilojoule per mol) ditunjukan sbb:
H-F 568 H-Cl 432 H-Br 366 H-I
298
Seperti yang terlihat pada kasus HBr, pada langkah pertama ikatan halogen hidrogen terputus. Apabila ikatan tersebut melemah maka kecepatan pemutusan tersebut menjadi semakin mudah dan reaksi menjadi semakin cepat. Mekanisme Reasksi berikut masih merpakan salah satu contoh dari adisi elektrofilik. Sebagai contoh dengan etena dan HCL:
Reaksi ini sama persis dengan mekanisme untuk reaksi antara etena dan HBr, hanya saja Br digantikan dengan Cl. Reaksi untuk alkena simetri dan hidrogen halida yang lain terjadi dengan cara yang sama.
Reaksi antara Alkena Simetri dan Asam Sulfur Adisi Elektrofilik antara etena dan asam sulfur Alken bereaksi dengan asam sulfur pekat pada suhu rendah dan mengasilkan alkil hidrogen sulfat. Reaksi dengan eten menghasilkan etil hidrogensulfat.
Struktur dari molekul yang dihasilkan seringkali ditulis sebagai CH3CH2HSO4, namun penulisan pada persamaan reaksi diatas lebih baik karena menunjukkan bagaimana atom-atom berikatan. kita menuliskannya sebagai CH3CH2OSO3H.
Yang harus ingat adalah struktur dari asam sulfur dan setelah itu mekasime pada hidrogen bromida karena mekanisme ini sama dengan mekanisme tersebut. Mekanisme untuk reaksi antara etena dan asam sulfur, Asam Sulfur sebagai elektrofil Atom Hidrogen terikat ke atom oksigen yang sangat elektronegatif yang berarti bahwa hidrogen akan bermuatan lebih positif. Pada mekanisme kita akan lebih berfokus pada salah satu hidrogen yang berikatan dengan oksigen karena hidrogen yang satu lagi berada terlalu jauh dari karbon ikatan rangkap untuk turut berpengaruh. Mekanisme
Lihat dengan seksama struktur dari produk yang dihasilkan sehingga dapat dimengerti mengapa muncul penulisan formula seperti yang dituliskan diatas (CH3CH2OSO2OH dll).
Reaksi adisi elektrofilik antara sikloheksena dan asam sulfur Mekanisme untuk reaksi antara sikloheksen dan asam sulfur
Atau dapat disederhanakan lagi menjadi:
Reaksi antara Alkena simetri dan Bromida Adisi elektrofilik bromine dengan etena Alkena bereaksi pada suhu rendah dengan bromin cair murni atau dengan senyawa campuran bromine dengan pelarut organik seperti tetraklorometan. Ikatan rangkap terputus dan atom bromina menjadi terikat pada atom karbon masing-masing. Bromina kehilangan warna merah coklatnya dan menghasilkan cairan bening, Pada kasus dengan etena, 1,2-dibromoetan terbentuk.
Hilangnya warna broming sering dipakai sebagai tes untuk karbon ikatan rangkap. Bila senyawa larutan bromin digunakan (“bromine water”), kita akan mendapatkan campuran produk yang mengandung bromin.
Halogen yang lain, selain florin bereaksi dengan cara yang sama (Florin bereaksi dengan semua hidrokarbon dengan menghasilkan ledakan, menghasilkan karbon dan hidrogen florida..) Mekanisme untuk reaksi antara etena dan bromida. Reaksi ini merupakan salah satu contoh adisi elektrofilik. Bromin sebagai elektrofil Bromin merupakan molekul yang sangat mudah terpolarisasi dan mendekatnya ikatan pi pada eten mengakibatkan dipol pada molekul bromin (induced dipole). Versi sederhana dari mekanisme tersebut:
Versi yang lebih akurat untuk mekanisme tersebut. Pada tahap pertama dari reaksi salah satu bromin terikat dengan kedua atom karbon, dengan muatan positif berada pada atom bromin. Terbentuklah atom bromonium.
Ion brominium lalu diserang dari belakang oleh atom bromida yang terbentuk pada reaksi sebelumnya.
Adisi elektrofilik dari bromida dan sikloheksana
Sikloheksena bereaksi dengan bromida dengan cara dan kondisi yang sama dengan seperti alkena yang lain. 1-2 dibromosikloheksena terbentuk.
Mekanisme untuk reaksi antara sikloheksen dan bromida Reaksi ini merupakan salah satu contoh adisi elektrofilik. Bromida sebagai elektrofil Sekali lagi, bromida terpolarisasi oleh ikatan pi yang mendekat pada siklohekse Versi sederhana dari mekanisme tersebut:
Versi alternatif dari mekanisme tersebut: Pada tingkat pertama dari reaksi, salah satu atom bromida tertarik ke kedua atom karbon dengan muatan positif pada atom bromida. Terbentuklah ion bromonium.
Ion bromonium lalu diserang dari belakang oleh ion bromida yang telah terbentuk pada reaksi sebelumnya.
Penjelasan Tentang Reaksi antara Alkena Simetri dan Bromida Adisi elektrofilik dari bromida pada etena Struktur etena
Struktur etena ditunjukkan pada gambar di atas. Ikatan pi adalah sebuah orbital yang terletak di atas dan bawah sepanjang bidang molekul, dan secara relatif melingkupi daerah sekitarnya. Bromida sebagai elektrofil Karena dua atom bromida yang identik bergabung bersama membentuk molekul bromida maka tidak ada alasan mengapa satu atom lebih kuat menarik pasangan elektron ikatan menuju ke arahnya – mereka seharusnya mempunyai keelektronegatifan yang sama dan karenanya tidak akan pernah terjadi pemisahan muatan, + atau -. Jadi, kemudian, bagaimana bromida dapat bertindak sebagai elektrofilik ? Pada kenyataannya, bromida merupakan molekul yang sangat dapat dipolarisasi – dengan kata lain, elektron-elektron ikatan sangat mudah berpindah dari satu atom menuju ke atom lainnya. Ketika molekul bromida mendekati etena, elektron-elektron ikatan pi cenderung untuk tolak menolak dengan elektron-elektron ikatan bromidabromida, meninggalkan bromida yang terdekat menjadi sedikit positif dan yang lebih jauh menjadi sedikit negatif.
Pada molekul bromida karenanya diperoleh dipol terinduksi yang secara otomatis menunjang suksesnya serangan etena.
Mekanisme reaksi yang disederhanakan Elektron-elektron ikatan pi bergerak menuju atom bromida yang sedikit positif.
Pada prosesnya, elektron-elektron ikatan Br-Br terusir turun sepenuhnya menuju ke atom bromida bagian bawah, menghasilkan ion bromida. Ion dengan muatan positif pada atom karbon disebut karbokation atau ion karbonium. Mengapa terdapat muatan positif pada atom karbon? Ikatan pi pada dasarnya dibentuk oleh sebuah elektron dari masing-masing atom karbon. Kedua elektron tersebut yang digunakan untuk membuat ikatan baru dengan bromida. Hal ini menyebabkan karbon sebelah-kanan mengalami kekurangan elektron – karenanya bermuatan positif. Pada tahap kedua mekanisme, pasangan elektron bebas bromida secara kuatnya tertarik bergerak menuju ke karbon positif dan terus maju hingga terbentuk sebuah ikatan.
Mekanisme keseluruhannya menjadi
Mekanisme selengkapnya Awal reaksi sama seperti pada versi yang disederhanakan, dengan elektron-elektron ikatan pi bergerak menuju ke atom bromida yang sedikit positif. Tetapi kali ini, atom bromida bagian atas menjadi lekat pada kedua atom karbon,
dengan muatan positif cenderung ditemukan pada bromida daripada di salah satu atom karbon. Ion bromonium telah terbentuk.
Kemudian ion bromonium diserang dari belakang oleh ion bromida yang terbentuk pada reaksi sebelumnya. Serangan tidak dapat dilakukan melalui sisi ion bromida asal karena ion bromonium telah tertutupi sepenuhnya dengan bromida positif pada sisi tersebut.
Tidak masalah atom karbon mana yang diserang oleh ion bromida – hasil akhirnya akan selalu sama.
Adisi elektrofilik dari bromida pada sikloheksena Mekanisme yang disederhanakan Elektron-elektron ikatan pi bergerak menuju atom bromida yang sedikit positif.
Pada prosesnya, elektron-elektron ikatan bromida-bromida terusir mundur hingga seluruhnya berada pada atom bromida sebelah-kanan, menghasilkan ion bromida. Sama persis seperti pada etena, sebuah karbokation terbentuk. Atom karbon di bagian bawah kehilangan salah satu elektronnya ketika ikatan pi berayun menuju bromida. Pada tahap kedua mekanisme, pasangan elektron dari ion bromida secara kuatnya tertarik bergerak menuju ke karbon positif dan terus maju hingga terbentuk ikatan.
Mekanisme keseluruhannya menjadi
Mekanisme dengan versi lain Awal reaksi sama seperti pada versi yang disederhanakan, dengan elektron-elektron ikatan pi bergerak menuju ke atom bromida yang sedikit positif. Tapi kali ini, atom bromida sebelah kiri menjadi lekat pada kedua atom karbon, dengan muatan positif cenderung ditemukan pada atom bromida daripada di kedua atom karbon. Ion bromonium telah terbentuk..
Ion bromonium kemudian diserang dari belakang oleh ion bromida yang terbentuk pada reaksi sebelumnya. Serangan tidak dapat dilakukan melalui sisi ion bromida asal karena jalan menuju sisi tersebut telah terhalangi oleh atom bromida positif.
Tidak masalah atom karbon bagian mana dari ikatan ganda yang diserang oleh ion bromide karena hasil akhirnya akan tetap sama.
Penjelasan Tentang Reaksi antara Alkena Simetri dan Asam Sulfat Reaksi adisi elektrofilik antara etena dan asam sulfat Reaksi ini terlihat lebih rumit daripada reaksi antara etena dan hidrogen bromida, padahal tidak! Satu-satunya masalah adalah H2SO4 mempunyai struktur yang lebih rumit daripada HBr. Sedangkan mekanismenya persis sama. Struktur asam sulfat Bandingkan struktur asam sulfat dengan hidrogen bromida:
Kita titik beratkan hanya pada satu hidrogen dalam asam sulfat karena yang satunya akan terletak jauh dari ikatan ganda alkena saat molekul-molekul bergerak saling mendekati satu sama lain. Pada setiap kasus, hidrogen melekat pada elemen yang lebih elektronegatif, dan karenanya membawa muatan yang sedikit positif. Ini artinya atom hidrogen akan bertindak sebagai elektrofil. Ketika asam sulfat bereaksi, seluruh bagian molekul yang diarsir berada tetap sebagai satu kesatuan unit. Yang terjadi pada unit tersebut persis sama seperti yang terjadi pada bromida di reaksi yang melibatkan HBr. Ketika anda menulis mekanisme yang melibatkan asam sulfat di dalamnya, pastikan bahwa bagian yang diarsir tidak berubah secara keseluruhan ? terlepas di bagian mana anda akan mengubah bromida. contoh, kitta perlu menuliskan pasangan elektron bebas dan muatan negatif pada atom oksigen di tengah-tengah mekanisme. Mekanisme
Struktur etena diperlihatkan pada gambar di atas. Ikatan pi adalah orbital di atas dan bawah sepanjang bidang molekul, dan secara relatif melingkupi daerah sekitarnya. Kedua elektron pada orbital ini sangat atraktif terhadap apa saja yang bermuatan positif. Atom hidrogen yang sedikit positif pada asam sulfat bertindak sebagai elektrofil, dan secara kuatnya tertarik pada elektron-elektron ikatan pi. Elektron-elektron ikatan pi bergerak turun menuju atom hidrogen yang sedikit positif. Pada prosesnya, elektron-elektron ikatan hidrogen-oksigen terusir seluruhnya menuju ke atom oksigen, menghasilkan ion negatif. Jadi tahap pertama dari reaksi adalah:
Ion dengan muatan positif pada atom karbon disebut dengan karbokation atau ion karbonium (istilah lama). Mengapa terdapat muatan positif pada atom karbon? Ikatan pi pada dasarnya dibentuk oleh sebuah elektron dari masing-masing atom karbon. Kedua elektron tersebut yang digunakan untuk membentuk ikatan baru dengan hidrogen. Akibatnya karbon sebelah kanan menjadi kekurangan elektron – karenanya bermuatan positif. Pada tahap kedua mekanisme, pasangan elektron bebas pada atom oksigen secara kuatnya tertarik bergerak menuju karbon positif dan terus maju hingga terbentuk ikatan.
Mekanisme keseluruhannya menjadi
Reaksi adisi elektrofilik antara sikloheksena dan asam sulfat ikatan pi putus dan pasangan elektronnya digunakan untuk membentuk ikatan dengan atom hidrogen;
elektron-elektron pada ikatan hidrogen-oksigen didorong bergerak menuju atom oksogen menghasilkan muatan negatif sepenuhnya; atom karbon paling bawah pada ikatan C=C asal menjadi bermuatan positif karena elektron yang biasanya dialirkan menuju ikatan pi dialihkan untuk membentuk ikatan baru.
Pada tahap kedua, pasangan elektron bebas pada oksigen yang bermuatan negatif tertarik bergerak menuju karbon yang bermuatan positif dan membentuk ikatan.
Penjelasan tentang Reaksi antara Alkena Simetri dan Hidrogren Halida Halaman ini akan menuntun anda untuk memahami mekanisme adisi elektrofilik dari golongan hidrogen halida seperti hidrogen bromida pada simetri alkena seperti etena atau sikloheksena.
Reaksi adisi elektrofilik menggunakan hidrogen bromida Hidrogen bromida dipilih sebagai hidrogen halida yang umum. Bromida lebih elektronegatif daripada hidrogen. Itu artinya pasangan elektron ikatan ditarik menuju ke ujung ikatan bromida, dan karenanya molekul hidrogen bromida bersifat polar. Reaksi etena dengan hidrogen bromida
Struktur etena diperlihatkan pada gambar di samping kanan. Ikatan pi adalah orbital di atas dan bawah sepanjang bidang molekul, dan secara relatif melingkupi daerah sekitarnya. Kedua elektron pada orbital ini sangat atraktif terhadap apa saja yang bermuatan positif. Atom hidrogen yang sedikit positif pd hidrogen bromida bertindak sebagai sebuah elektrofil, dan secara kuatnya tertarik pada elektron-elektron ikatan pi.
Elektron-elektron ikatan pi bergerak menuju ke atom hidrogen yang sedikit positif. Pada prosesnya, elektron-elektron ikatan H-Br diusir turun seluruhnya menuju ke atom bromida, menghasilkan ion bromida Hal tersebut meninggalkan dua ion ini untuk anda di setengah tahap reaksi :
Ion dengan muatan positif pada atom karbon disebut karbokation atau ion karbonium (istilah lama). Mengapa terdapat muatan positif pada atom karbon? Ikatan pi pada dasarnya dibentuk oleh sebuah elektron dari masing-masing atom karbon. Kedua elektron tersebut yang digunakan untuk membentuk ikatan baru dengan hidrogen. Akibatnya karbon sebelah kanan menjadi kekurangan elektron – karenanya bermuatan positif. Pada tahap kedua mekanisme, pasangan elektron bebas pada bromida secara kuatnya tertarik bergerak menuju ke karbon positif dan terus maju hingga terbentuk ikatan.
Mekanisme keseluruhannya menjadi
Reaksi sikloheksena dengan hidrogen bromida Sikloheksena dipilih sebagai contoh dari alkena simetri yang umumnya sering digunakan. Kenyataan bahwa sikloheksena mempunyai struktur berbentuk cincin tidak membuat perbedaan pada mekanismenya. Struktur lengkap dari sikloheksena adalah
Tapi sering disingkat menjadi
Terlihat pada gambar ini, terdapat satu atom karbon pada setiap sudut, dan hidrogen yang melekat pada setiap karbon cukup untuk menghasilkan nilai total ikatan per atom karbon hingga mencapai 4. Ikatan rangkap mempunyai sebuah ikatan pi yang mudah untuk melakukan serangan persis sama seperti pada etena, dan elektron-elektron ikatan tersebut tertarik bergerak menuju atom hidrogen yang sedikit positif pada HBr. Sekali lagi, elektron-elektron ikatan pi berayun untuk membuat ikatan dengan hidrogen, dan mendorong elektron-elektron ikatan H-Br seluruhnya menuju ke bromida, menghasilkan ion bromida.
Pada langkah kedua, satu dari pasangan elektron bromida tertarik bergerak menuju ke atom karbon yang bermuatan positif dan membentuk ikatan dengannya.
Mekanisme keseluruhannya menjadi:
Reaksi adisi elektrofilik menggunakan hidrogen halida lainnya Mekanismenya Hidrogen halida lainnya berkelakuan persis sama seperti hidrogen bromida. Sebagai contoh, bandingkan reaksi antara etena dan hidrogen bromida dengan reaksi antara etena dan hidrogen klorida.
Tidak perlu untuk mempelajari kedua mekanisme tersebut. Selama anda memahami salah satunya, yang perlu anda lakukan adalah menukar satu halogen dengan yang lain. Hal ini berlaku sama benar untuk hidrogen flourida ataupun hidrogen iodida. Perbedaan kecepatan reaksi Kecepatan reaksi meningkat seiring dengan urutan dari HF ke HCl ke HBr ke HI. HF Reaksi paling lambat HCl HBr HI
Reaksi paling cepat
Alasan yang menyebabkan hal ini adalah bahwa seiring bertambah besarnya ukuran atom halogen, kekuatan ikatan hidrogen-halogen semakin lemah. Kekuatan ikatan (dalam satuan kilojoule per mol) yaitu:
H-F 568 H-Cl 432 H-Br 366 H-I
298
Pada tahap pertama mekanisme-mekanisme di atas, ikatan hidrogen-halogen putus saat pasangan elektron dipaksa bergerak menuju atom halogen. Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi, dan apabila ikatannya lemah, maka makin mudah diputus – diperlukan sedikit energi. Itu artinya bahwa energi aktivasi reaksi akan semakin rendah dari hidrogen flourida ke hidrogen iodida. Semakin rendah energi aktivasi, reaksi berjalan semakin cepat. Terkadang orang-orang merasa bingung karena terdapat beberapa faktor menarik yang menyebabkan mengapa terdapat perbedaan kecepatan reaksi antara hidrogen halida yang berbeda. Golongan halogen mempunyai perbedaan keelektronegatifan – dengan flourida yang paling elektronegatif dan iodida yang paling tidak elektronegatif. Itu artinya hidrogen pada HF akan mempunyai muatan positif terbesar dan karenanya akan paling kuat ditarik oleh ikatan pi. Lebih mudah untuk berpikir bahwa hal itu akan menghasilkan reaksi yang semakin cepat – tapi tidak seperti itu! Meskipun HF bisa jadi lebih mudah ditarik, tapi tarikan itu sendiri tidak cukup. Jika hal itu yang terjadi, ikatan seharusnya akan putus – dan pada
HF ini tidak berlaku, karena ikatannya sangat kuat. Pelajaran inti Ketika kita berusaha untuk mencari tahu alasan yang menyebabkan perbedaan kecepatan pada reaksi-reaksi, pertama kali selalu perhatikan perbedaan kekuatan ikatannya. Perbedaan elektronegativitas mungkin menarik untuk dikaji, tapi jarang memberikan jawaban yang anda inginkan!
Karbokation (atau Ion Karbonium) Semua karbokation (yang sebelumnya disebut ion karbonium) membawa satu muatan positif pada sebuah atom karbon. Disebut karbokation karena sebuah kation adalah sebuah ion positif, dan "karbo" menunjuk pada sebuah atom karbon. Akan tetapi, ada perbedaan penting dalam hal struktur berbagai jenis karbokation.
Jenis-jenis karbokation Karbokation primer
Pada karbokation primer (1°), atom karbon yang membawa muatan positif hanya terikat pada satu gugus alkil yang lain. Beberapa contoh karbokation primer antara lain sebagai berikut:
Perhatikan bahwa yang menentukan bukan seberapa kompleks gugus alkil yang terikat, tetapi jumlah ikatan antara karbon positif dengan atom karbon lainnya. Pada semua contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara karbon positif dengan atom karbon lain.
Dengan mengganti sebuah gugus alkil dengan simbol R, maka karbokation primer dapat dituliskan seperti gambar disamping. Karbokation sekunder
Pada karbokation sekunder (2°), atom karbon yang memiliki muatan positif terikat pada dua gugus alkil yang lain, yang bisa sama atau berbeda. Contoh:
Karbokation sekunder memiliki rumus umum seperti ditunjukkan pada gambar di samping. R dan R’ adalah gugus-gugus alkil yang bisa sama atau berbeda. Karbokation tersier
Pada karbokation tersier (3°), atom karbon positif terikat dengan tiga gugus alkil, yang bisa berupa kombinasi dari gugus-gugus yang sama atau berbeda.
Karbokation tersier memiliki rumus umum seperti ditunjukkan pada gambar di samping. R, R’ dan R” adalah gugus-gugus alkil yang bisa sama atau berbeda.
Kestabilan berbagai karbokation “Efek pendesakan elektron” oleh gugus-gugus alkil
Anda mungkin telah mengetahui bahwa bromin lebih elektronegatif dibanding hidrogen, sehingga pada sebuah ikatan H-Br elektron-elektron tertarik lebih dekat ke atom bromin dibanding ke atom hidrogen. Demikian juga yang terjadi jika sebuah atom bromin terikat pada sebuah atom karbon – elektron-elektron terdorong ke arah bromin. Bromin memiliki efek induktif negatif. Apa yang terjadi pada gugus-gugus alkil adalah kebalikannya, yakni tidak menarik elektron ke arahnya, tetapi “mendesak” elektron menjauh darinya. Ini berarti bahwa gugus alkil menjadi sedikit positif ( +) dan karbon dimana mereka terikat sedikit bermuatan negatif ( -). Gugus alkil memiliki efek induktif positif. Ini terkadang ditunjukkan sebagai, misalnya:
Tanda panah menunjukkan elektron-elektron yang sedang “terdesak” menjauh dari gugus CH3. Tanda plus pada ujung sebelah kiri tanda panah menunjukkan bahwa gugus CH3 sedang menjadi positif. Simbol-simbol + dan - hanya menegaskan apa yang terjadi. Pentingnya penyebaran muatan untuk menstabilkan ion
Ada kaidah umum yang mengatakan bahwa jika sebuah muatan sangat terlokalisasi (semuanya terpusat pada satu atom) maka ion jauh lebih tidak stabil dibanding jika muatan tersebar pada beberapa atom. Mari kita menerapkan kaidah ini terhadap jenis-jenis karbokation seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Anda akan melihat bahwa efek pendesakan elektron oleh gugus CH3 menempatkan semakin banyak muatan negatif pada karbon positif mulai dari karbokation primer ke sekunder sampai tersier. Hal ini tentu menimbulkan pengaruh berupa pengurangan muatan positif. Pada saat yang sama, daerah di sekitar berbagai gugus CH3 menjadi sedikit positif. Dengan demikian pengaruhnya adalah bahwa muatan positif tersebar pada semakin banyak atom mulai dari ion primer ke sekunder sampai tersier. Semakin tersebar muatan positifnya, maka semakin stabil ion tersebut.
Orde kestabilan karbokation primer < sekunder < tersier Kestabilan karbokation dari segi energi
Ketika kita berbicara tentang karbokation sekunder yang lebih stabil dari karbokation primer, kestabilan dalam hal apa yang sebenarnya kita maksudkan? Kestabilan yang dimaksud adalah kestabilan dari segi energi – karbokation sekunder berada pada tingkat yang lebih rendah dalam “tangga” energi dibanding karbokation primer. Ini berarti bahwa akan diperlukan lebih banyak energi untuk membuat sebuah karbokation primer dibanding karbokation sekunder. Jika ada pilihan antara membuat ion sekunder atau ion primer, maka jauh lebih mudah membuat ion sekunder.
Demikian juga, jika ada pilihan antara membuat ion tersier atau ion sekunder, maka jauh lebih mudah membuat ion tersier. Ini memiliki imbas penting dalam reaksi alkena-alkena tidak simetris. Jika anda tertarik dengan topik ini, silahkan mengikuti link berikut ke menu reaksi adisi nukleofilik.
Adisi Elektrofilik Pada Alkena Asimetris Adisi H-X pada sebuah alkena asimetris seperti propena
Alkena asimetris adalah alkena seperti propena atau but-1-ena dimana gugus-gugus atau atom-atom yang terikat pada kedua ujung ikatan rangkap C=C tidak sama. Sebagai contoh, pada propena terdapat satu hidrogen dan sebuah gugus metil pada salah satu ujung, tetapi terdapat dua atom hidrogen pada ujung yang lain dari ikatan rangkap.
Dengan alkena-alkena yang tidak simetris ini, ada kemungkinan diperoleh dua produk berbeda selama beberapa reaksi adisi. Selama adisi sebuah molekul HX pada propena, pada dasarnya salah satu dari kedua reaksi berikut ini bisa terjadi:
atau reaksi berikut:
Reaksi mana yang akan terjadi tergantung cara mengadisi HX ke ikatan rangkap. Sebenarnya, pada kebanyakan kasus, reaksi yang terjadi sebagian besar adalah reaksi ke-dua di atas. Atom hidrogen menjadi terikat pada atom karbon sebelah kanan seperti yang telah digambarkan.
Kaidah Markovnikov
Apabila sebuah senyawa HX diadisi ke sebuah alkena asimetris, maka atom hidrogen akan terikat pada atom karbon yang sebelumnya mengikat lebih banyak atom hidrogen. Perlu diingat bahwa HX harus mengikatkan dirinya ke atom-atom karbon yang merupakan bagian dari ikatan rangkap. Sehingga dalam hal ini, dengan mengadisi HX pada CH3CH=CH2, hidrogen akan terikat pada gugus CH2, karena gugus CH2 memiliki lebih banyak hidrogen dibanding gugus CH. Perhatikan bahwa hanya hidrogen yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap yang dihitung. Atom-atom hidrogen yang terdapat pada gugus CH3 tidak dihitung.
Mekanisme HX sebagai sebuah elektrofil
Pada masing-masing contoh yang disebutkan di atas, X lebih elektronegatif dibanding hidrogen. Ini berarti bahwa pasangan elektron ikatan akan tertarik ke arah ujung X dari ikatan, sehingga hidrogen menjadi sedikit bermuatan positif. Hidrogen yang sedikit bermuatan positif ini adalah elektrofil, dan tertarik ke ikatan pi dalam propena. Apa yang terjadi selanjutnya akan menentukan pada ujung mana HX akan masuk ke ikatan rangkap. Dua kemungkinan mekanisme
Pada kedua kemungkinan, ikatan pi terputus dan pasangan elektron tertarik ke atom hidrogen membentuk sebuah ikatan. Pada saat yang sama, elektron-elektron dalam ikatan H-X terdesak ke X menghasilkan sebuah ion X-. Perbedaan diantara kedua mekanisme adalah arah pergerakan pasangan elektron dalam ikatan pi. Kemungkinan pertama Pasangan elektron bergerak untuk membentuk sebuah ikatan antara hidrogen dengan atom karbon di sebelah kiri.
Ketika tahap kedua dari mekanisme terjadi, dan pasangan elektron bebas pada X membentuk sebuah ikatan dengan atom karbon positif, maka produk dari mekanisme ini adalah produk yang tidak mengikuti kaidah Markovnikov. Kemungkinan kedua
Pasangan elektron bergerak untuk membuat ikatan antara hidrogen dengan atom karbon di sebelah kanan.
Kali ini, mekanisme keseluruhan menghasilkan produk yang tepat (memenuhi kaidah Markovnikov). Mengapa salah satu dari mekanisme ini lebih baik dari yang lainnya?
Salah satu dari kedua mekanisme ini memang lebih baik dibanding yang lainnya. Mekanisme kedua berlangsung lebih cepat dibanding yang pertama, sehingga kebanyakan produk yang terbentuk adalah CH3-CHX-CH3. CH3-CH2-CH2X yang terbentuk jumlahnya akan sedikit ketimbang yang disebutkan oleh Markovnikov. Perbedaan antara kedua mekanisme ini terletak pada produk intermediet – sesuatu yang terbentuk pada tahap setengah-jalan. Pada mekanisme yang berlangsung paling baik, diperoleh karbokation sekunder yang terbentuk sebagai salah satu ion intermediet.
Sedangka pada mekanisme lambat yang sangat sulit menghasilkan produk apapun, karbokation yang terbentuk adalah karbokation primer.
Jauh lebih mudah membentuk karbokation sekunder karena lebih stabil dari segi energi. Energi aktivitasi untuk reaksi akan lebih kecil, sehingga kebanyakan reaksi terjadi melalui mekanisme tersebut. Cara menyelesaikan soal semacam ini dalam ujian
Anggap ada soal yang meminta mekanisme untuk adisi HX pada beberapa alkena yang belum pernah anda temukan sebelumnya. Pertama-tama, anda perlu menentukan apakah alkena tersebut simetris atau tidak. Jika simetris, tidak ada masalah – sebab HX bisa diadisi pada ujung mana saja. Jika asimetris, anda perlu menentukan pada ujung mana HX akan diadisi. Sebagai contoh, anggap anda diminta menjelaskan mekanisme adisi HX pada but-1ena, CH3-CH2-CH=CH2. Pertama-tama, gunakan kaidah Markovnikov untuk menentukan atom karbon mana yang akan menerima hidrogen. Dalam hal ini, hidrogen akan terikat pada ujung CH 2 dari ikatan rangkap, karena atom karbon tersebut memiliki lebih banyak hidrogen dibanding ujung CH. Sekarang tuliskan mekanismenya, berhati-hati dalam menggambarkan tanda panah melengkung yang menunjukkan arah pergerakan ikatan pi sehingga atom hidrogen terikat pada karbon CH2.
Jika soal menanyakan mengapa HX diadisi dengan cara seperti ini, perhatikan karbokation yang terbentuk sebagai sebuah intermediet dan tentukan apakah karbokation tersebut sekunder atau tersier. Pada contoh kali ini adalah ion sekunder. Selanjutnya pikirkan ion apa yang akan terbentuk jika HX diadisi dengan cara yang lain. Dalam hal ini, ion tersebut adalah ion primer.
Kemudian jawab dengan mengatakan:
“Karbokation sekunder yang terbentuk dalam reaksi ini lebih stabil dari segi energi dibanding karbokation primer yang akan terbentuk jika adisi berlangsung kebalikannya, sehingga lebih sedikit energi aktivasi yang diperlukan.”
Reaksi antara Alkena Asimetris dengan Hidrogen Halida Alkena asimetris adalah alkena seperti propena dimana gugus-gugus atau atom-atom yang terikat pada kedua ujung ikatan rangkap C=C tidak sama. Sebagai contoh, pada propena terdapat satu atom hidrogen dan sebuah gugus metil pada salah satu ujung, tetapi terdapat dua atom hidrogen pada ujung yang lain dari ikatan rangkap. But-1-ena adalah contoh alkena asimetris yang lain.
Reaksi adisi elektrofilik yang melibatkan hidrogen bromida Fakta-fakta
Seperti halnya dengan semua alkena, alkena asimetris seperti propena juga beraksi dengan hidrogen bromida pada suhu biasa. Ikatan rangkap terputus dan sebuah atom hidrogen terikat pada salah satu dari dua atom karbon dan atom bromin terikat pada atom karbon yang lain. Untuk propena, terbentuk 2-bromopropana.
Reaksi ini biasanya dituliskan dalam bentuk yang lebih sederhana sebagai berikut:
Poduk yang terbentuk adalah 2-bromopropana. Ini sesuai dengan aturan Markovnikov yang mengatakan:
Apabila sebuah senyawa HX diadisi ke sebuah alkena asimetris, maka atom hidrogen akan terikat pada atom karbon yang sebelumnya mengikat lebih banyak atom hidrogen. Dalam hal ini, hidrogen menjadi terikat ke gugus CH2, karena gugus CH2 memiliki lebih banyak hidrogen dibanding gugus CH. Perhatikan bahwa hanya hidrogen yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap yang dihitung. Atom-atom hidrogen yang terdapat pada gugus CH3 tidak dihitung. Mekanisme
Ini adalah contoh dari adisi elektrofilik.
Adisi berlangsung dengan mekanisme ini karena karbokation (ion karbonium) yang terbentuk adalah karbokation sekunder. Ini lebih stabil (sehingga lebih mudah terbentuk) dibanding karbokation primer yang akan dihasilkan jika hidrogen terikat pada atom karbon tengah dan bromin terikat pada atom karbon ujung.
Reaksi adisi elektrofilik yang melibatkan hidrogen halida yang lain Fakta-fakta
Hidrogen fluorida, hidrogen klorin dan hidrogen iodida semuanya mengalami adisi persis sama seperti hidrogen bromida. Satu-satunya perbedaan adalah pada laju reaksi:
HF reaksi paling lambat HCl HBr HI
reaksi paling cepat
Ini karena ikatan hidrogen-halogen menjadi lebih lemah apabila atom halogen semakin besar. Jika ikatan menjadi lebih lemah, ikatan tersebut akan mudah terputus sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.
Jika halogen dituliskan sebagai X, maka persamaan untuk reaksi dengan propena adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa produk yang terbentuk masih sesuai dengan Kaidah Markovnikov. Mekanisme
Reaksi-reaksi ini masih merupakan contoh dari adisi elektrofilik. Dengan menggunakan X sebagai simbol untuk halogen, mekanismenya dapat dituliskan sebagai berikut:
Lagi-lagi, karbokation yang terbentuk adalah karbokation sekunder. Ini lebih stabil dibanding ion karbokation primer yang akan terbentuk jika hidrogen terikat pada atom karbon tengah dan X pada atom karbon ujung. Karbokation yang lebih stabil akan lebih cepat terbentuk.
Penjelasan Reaksi antara Alkena Asimetris dengan Hidrogen Halida Reaksi adisi elektrofilik yang melibatkan hidrogen bromida Jika anda menginginkan mekanisme dari hidrogen halida lain selain hidrogen bromida, cukup ganti Br dengan halogen manapun yang anda inginkan – F atau Cl atau I. Tidak ada perbedaan dalam mekanismenya. Akan tetapi, anda perlu mengetahui bahwa ada mekanisme alternatif yang melibatkan hidrogen bromida dan alkena jika campuran reaksi tidak murni karena adanya peroksida organik atau oksigen dari udara. Hidrogen bromida sebagai sebuah elektrofil
Hidrogen bromida dipilih sebagai sebuah hidrogen halida yang sederhana. Bromin lebih elektronegatif dibandig hidrogen. Ini berarti bahwa pasangan elektron ikatan tertarik ke arah bromin, sehingga molekul hidrogen bromida bersifat polar.
Atom hidrogen yang sedikit positif akan tertarik ke daerah negatif pada molekul-molekul yang lain, dan dengan demikian menjadi sebuah elektrofil. Reaksi propena dengan hidrogen bromida
Ikatan rangkap pada semua alkena terdiri dari dua bagian yang berbeda. Salah satu pasangan elektron terletak pada garis ikatan antara dua inti. Ikatan ini disebut ikatan sigma. Pasangan elektron yang lain terletak pada sebuah orbital di atas dan di bawah bidang luar molekul, dan disebut ikatan pi. Ikatan pi lebih lemah dibanding ikatan sigma dan sangat rentan terhadap serangan. Pada saat HBr mendekati ikatan pi, elektron-elektron dalam ikatan tersebut tertarik ke arah atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif. Ini mendesak elektron-elektron dalam ikatan hidrogen-bromin menuju ke arah atom bromin.
Pergerakan elektron terus terjadi sampai sebuah ikatan baru terbentuk antara salah satu atom karbon dengan hidrogen. Sekarang bromin memiliki kedua elektron dari ikatan H-Br, sehingga bermuatan negatif sebagai sebuah ion bromida. Yang menjadi permasalahan adalah ada dua kemungkinan arah pergerakan elektronelektron ikatan pi. Elektron-elektron ini bisa membentuk sebuah ikatan antara hidrogen dengan karbon di sebelah kiri:
atau mereka bisa membentuk sebuah ikatan dengan karbon di sebelah kanan:
Yang lebih sering terjadi adalah mekanisme ke-dua di atas. Dalam hal ini, sebuah karbokation sekunder terbentuk – karbokation ini lebih stabil dari segi energi dbanding karbokation primer yang terbentuk pada kemungkinan pertama. Karena ion karbokation sekunder lebih stabil dari segi energi, maka dia akan terbentuk lebih mudah sehingga reaksi memerlukan lebih sedikit energi aktivasi. Jika ion-ion telah terbentuk, pasangan elektron bebas pada ion bromida akan tertarik kuat ke arah atom karbon positif. Pasangan elektron ini bergerak ke arahnya dan membentuk sebuah ikatan.
Sehingga mekanisme lengkapnya adalah:
Reaksi antara Alkena Asimetris dengan Asam Sulfat
Reaksi adisi elektrofilik antara propena dan asam sulfat Fakta-fakta
Alkena bereaksi dengan asam sulfat pekat pada suhu biasa menghasilkan alkil hidrogensulfat. Untuk propena, persamaan reaksinya adalah:
Ini sejalan dengan Kaidah Markovnikov yang menyatakan: Apabila sebuah senyawa HX diadisi ke sebuah alkena asimetris, maka atom hidrogen akan terikat pada atom karbon yang sebelumnya mengikat lebih banyak atom hidrogen. Dalam hal ini, hidrogen menjadi terikat ke gugus CH2, karena gugus CH2 memiliki lebih banyak hidrogen dibanding gugus CH. Perhatikan bahwa hanya hidrogen yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap yang dihitung. Atom-atom hidrogen yang terdapat pada gugus CH3 tidak dihitung. Mekanisme
Ini adalah contoh dari adisi elektrofilik.
Adisi berlangsung dengan mekanisme ini karena karbokation (ion karbonium) yang terbentuk adalah karbokation sekunder. Ini lebih stabil (sehingga lebih mudah terbentuk) dibanding karbokation primer yang akan dihasilkan jika hidrogen terikat pada atom karbon tengah dan komponen asam sulfat lainnya terikat pada atom karbon ujung.
Penjelasan Reaksi Antara Alkena Asimetris dengan Asam Sulfat Reaksi adisi elektrofilik antara propena dan asam sulfat Struktur asam sulfat
Bandingkan struktur asam sulfat dengan struktur hidrogen bromida:
Kita akan berfokus hanya pada salah satu dari dua hidrogen yang terdapat dalam asam sulfat karena hidrogen yang lain akan menjauh akibat ikatan rangkap dalam alkena pada saat molekul-molekul saling mendekat satu sama lain. Pada masing-masing gambar di atas, hidrogen terikat pada sebuah unsur yang lebih elektronegatif, sehingga membawa muatan yang sedikit positif. Ini berarti bahwa atomatom hidrogen akan berfungsi sebagai sebuah elektrofil. Ketika asam sulfat bereaksi, seluruh bagian berarsir dari molekul tetap tinggal sebagai unit yang utuh. Yang terjadi pada unit tersebut persis sama seperti yang terjadi pada bromin dalam reaksi yang melibatkan HBr. Mekanisme
Ingat bahwa bagian aktif dari ikatan rangkap adalah ikatan pi yang terletak pada sebuah orbital di atas dan di bawah bidang luar molekul. Ikatan pi sangat rentan terhadap serangan. Atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dalam asam sulfat bertindak sebagai sebuah elektrofil, dan tertarik kuat ke elektron-elektron dalam ikatan pi. Pada saat asam sulfat mendekati ikatan pi, elektron-elektron dalam ikatan tersebut terdorong ke arah atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif. Ini mendesak elektronelektron dalam ikatan hidrogen-oksigen menuju ke arah atom oksigen.
Pergerakan elektron terus terjadi sampai sebuah ikatan baru terbentuk antara salah satu atom karbon dengan hidrogen. Sekarang oksigen memiliki kedua elektron dari ikatan H-O, sehingga bermuatan negatif. Yang menjadi permasalahan adalah ada dua kemungkinan arah pergerakan elektronelektron ikatan pi. Elektron-elektron ini bisa membentuk sebuah ikatan antara hidrogen dengan karbon di sebelah kiri:
atau mereka bisa membentuk sebuah ikatan dengan karbon di sebelah kanan:
Yang lebih sering terjadi adalah mekanisme ke-dua di atas. Dalam hal ini, sebuah karbokation sekunder terbentuk – karbokation ini lebih stabil dari segi energi dbanding karbokation primer yang terbentuk pada kemungkinan pertama.
Karena ion karbokation sekunder lebih stabil dari segi energi, maka dia akan terbentuk lebih mudah sehingga reaksi memerlukan lebih sedikit energi aktivasi – sehingga terbentuk lebih cepat. Jika ion-ion telah terbentuk, pasangan elektron bebas pada ion bromida akan tertarik kuat ke arah atom karbon positif. Pasangan elektron ini bergerak ke arahnya dan membentuk sebuah ikatan.
Sehingga mekanisme lengkapnya adalah:
Reaksi antara Alkena Asimetris dengan Bromin Alkena asimetris adalah alkena seperti propena atau but-1-ena dimana gugus-gugus atau atom-atom yang terikat pada kedua ujung ikatan rangkap C=C tidak sama. Sebagai contoh, pada propena terdapat satu atom hidrogen dan sebuah gugus metil pada salah satu ujung, tetapi terdapat dua atom hidrogen pada ujung yang lain dari ikatan rangkap. But-1-ena adalah contoh alkena asimetris yang lain.
Adisi elektrofilik bromin pada propena Fakta-fakta
Seperti halnya semua alkena yang lain, propena bereaksi pada suhu biasa dengan bromin cair murni, atau dengan larutan bromin dalam sebuah pelarut organik seperti tetraklorometana. Ikatan rangkap terputus, dan sebuah atom brmin menjadi terikat ke masing-masing atom karbon. Bromin kehilangan warna aslinya (merah-coklat) menjadi cairan tidak berwarna. Untuk reaksi dengan propena, terbentuk 1,2-dibromopropana.
Halogen-halogen lain, kecuali fluor, berperilaku serupa. (Fluor bereaksi eksplosif dengan semua hidrokarbon – termasuk alkena – menghasilkan karbon dan hidrogen fluorida). Jika menginginkan reaksi dengan, katakanlah, klor, anda cukup mengganti Br dengan Cl pada semua persamaan reaksi yang ada di halaman ini.
Mekanisme reaksi antara propena dan bromin Reaksi yang berlangsung adalah contoh dari adisi elektrofilik. Bromin sebagai sebuah elektrofil
Bromin adalah sebuah molekul yang sangat “terpolarisasikan” dan ikatan pi dalam propena yang mendekat akan menginduksi sebuah dipol dalam molekul bromin tersebut. Jika anda menggambarkan mekanisme ini dalam ujian, tuliskan kata-kata “dipol terinduksi” di samping molekul bromin. Persamaan sederhana dari mekanisme ini adalah sebagai berikut:
Persamaan mekanisme yang lebih akurat
Pada tahap pertama reaksi, salah satu dari dua atom bromin menjadi terikat pada kedua atom karbon, dengan muatan positif ditemukan pada atom bromin. Ion bromonium terbentuk.
Ion bromonium selanjutnya diserang dari belakang oleh sebuah ion bromida yang terbentuk pada sebuah reaksi dekat.
Penjelasan Reaksi Antara Alkena Asimetris dan Bromin Adisi elektrofilik bromin pada propena Gaya tarik antara propena dan bromin Ikatan rangkap pada semua alkena terdiri dari dua bagian yang berbeda. Salah satu pasangan elektron terletak pada garis ikatan antara dua inti. Ikatan ini disebut ikatan sigma. Pasangan elektron yang lain terletak pada sebuah orbital di atas dan di bawah bidang luar molekul, dan disebut ikatan pi. Ikatan pi lebih lemah dibanding ikatan sigma dan sangat rentan terhadap serangan. Pada saat molekul bromin mendekati ikatan pi, elektron-elektron dalam ikatan tersebut mendesak elektron-elektron dalam ikatan bromin-bromin menuju ke atom bromin bagian bawah (lihat gambar berikut). Ini menghasilkan sebuah dipol terinduksi dalam molekul bromin.
Persamaan mekanisme yang sederhana Elektron-elektron dari ikatan pi bergerak ke bawah menuju ke atom bromin yang sedikit positif.
Dalam proses tersebut, elektron-elektron dalam ikatan Br-Br terdesak ke bawah sampai semuanya berada pada atom bromin di bagian bawah, menghasilkan sebuah ion bromida. Perhatikan arah pergerakan elektron-elektron ikatan pi. Dengan pergerakan yang menyebabkan bromin terikat pada atom karbon sebelah kanan ini, terbentuk karbokation sekunder. Karbokation ini lebih stabil dari karbokation primer yang akan terbentuk jika elektron-elektron pi memiliki pergerakan yang berlawanan. Pada tahap kedua mekanisme, pasangan elektron bebas pada ion bromida tertarik kuat ke karbon positif dan bergerak ke arahnya sampai sebuah ikatan terbentuk.
Dengan demikian, mekanisme keseluruhan adalah:
Persamaan yang lebih akurat untuk mekanisme Reaksi berlangsung persis sama seperti pada persamaan sederhana di atas, dimana elektron-elektron ikatan pi bergerak ke bawah menuju atom bromin yang sedikit positif. Tapi kali ini, atom bromin pada bagian atas menjadi terikat ke kedua atom karbon, dengan muatan positif ditemukan pada bromin dan bukan pada salah satu atom karbon. Ion bromonium terbentuk.
Ion bromonium selanjutnya diserang dari belakang oleh ion bromida yang terbentuk pada sebuah reaksi dekat. Ion ini tidak bisa diserang oleh ion bromida asalnya karena jalannya telah dihalangi oleh sebuah bromin positif pada sisi tersebut.
Tidak jadi masalah atom karbon mana dari ikatan rangkap yang diserang oleh ion bromida – hasil akhirnya akan tetap sama.
